SU373643A1 - Устройство цифрового измерения мгновенного значения фазового сдвига - Google Patents

Description

Изобретеипе отлоситс  к области цифровой электроизмерптельпой техники.

Изиестны устройства цифрового измерени  мгновенного значени  фазового сдвига, работа которых основана на последовательной комненсации измер емого фазового сдвига между двум  исследуемыми сигналами. Недостатком таких устройств  вл етс  низкое быстродействие и узкий диапазон измер емого фазового сдвига.

Предлагаемое устройство цифрового измере1П1Я фазового сдвига позвол ет повысить точность измерени  и расширить диапазон измер емого фазового сдвига благодар  тому, что оно снабжено фазосдвигающими цепочками с отводами и ключами по числу оцениваемых разр дов, схемами сборки, формировател ми и триггерами, причем фазосдвигающие цепочки через соответствующие ключи соединены с источником одного из исследуемых напр жеПИЙ , их отводы через схемы сборки и формирователи подсоединены к единичным входам соответствующих триггеров, пулевые входы которых св заны с выходом усилител -ограничител , а выходы - с блоком заноминаюИ1ИХ регистров.

Кроме того, предлагаемое устройство дл  снижени  требова 1ий к посто нству фазового сд1ин-а 1 фазосдвигающих цепочках снабжено блоком поправок, состо щим из триггера с

раздельнЕлм запуском, с.хемы задержки и ключа , причем единичный вход триггера соединен с источником опережающего сигнала, нулевой вход - с выходом калиброванного фазовращател  и с одним из входов ключа, второй вход которого через схему задержки св зан с единичным выходом упом нутого триггера, а выход ключа подсоединен к блоку управлени .

Устройство (см. фиг. 1) содержит блок поправок 1, калиброванный фазовращатель .2, усилитель-ограничитель 3, блок управлени  4, ключи ,.| набор фазосдвигающих цепочек 6, 7, 8 дл  оценки каждого дес тичного разр да схемы сборки 9, формировател  }0i-.10c), сравнивающие элементы в виде триггеров 111-/ 9 с раздельными запусками, блок запоминающих регистров }2, блок 13 цифровой индикации.

Принцип действи  предлагаемого устройства удобно рассмотреть на примере измерени  фх-123°.

В исходном состо нии ключ 5i открыт, а ключи 02-5,1 закрыты. В первом такте работы устройства происходит оценка старщего дес тичного разр да измер емого фазового сдвига ф.1 . Напр жение t/o подаетс  на усилительограничитель 3 через калиброванный фазовращатель 2, а нанр жение f/i поступает через открытый ключ 5i на фазосдвигающую цепочку 6 с трем  отводами, на выходе каждого из

которых это напр жение сдвигаетс  по фазе на 100°. Выходные сигналы этих цепочек через схемы сборки 9 подаютс  на формирователи 101-4-10з, которые как и усилитель-органичитель 3 выдел ют управл ющие импульсы в моменты прохождени  мгновенных значений напр жений через нуль. Эти импульсы устанавливают по единичным входам соответствующие триггеры /У|Ч-//з в единичное состо ние , последовательно начина  с триггера Hi. Напр жение U, сдвинутое по фазе на величину фл- относительно напр жени  C/i, возвращает сработавщие триггеры в нулевое состо ние . Последний сработавщий триггер заносит в блок запоминающих регистров 12 число, соответствующее «весу этого триггера. Одновременно калиброванный фазовращатель 2 сдвигает но фазе напр жение Uz в сторону уменьшени  разностного фазового сдвига на значение, соответствующее коду, записанному в блок регистров 12. При этом в блоке цифровой индикации высвечиваетс  соответствующа  цифра старшего разр да.

После этого блок управлени  4 закрывает ключ 5i и открывает ключ 02 дл  оценки следующего разр да величины фл- . Напр л ение Ui через ключ 5 поступает на фазосдвигающую цепочку 7 с дев тью отводами, на выходе каждого из которых оно сдвигаетс  по фазе на 10°. Дальнейша  работа устройства осуществл етс  аналогично как и при оценке старшего разр да. Таким образом, процесс повтор етс  до получени  требуемой точности измерени .

Схема блока поправок представлена на фиг. 2.

Она содержит триггер с раздельным запуском М, схему задержки 15 и ключ 16.

Импульс напр жени  Ui, опережающего по фазе напр жение Lo, подаетс  на единичный запуск триггера 14. Последний перебрасываетс  в единичное состо ние и своим выходным сигналом закрывает ключ 16. Импульс напр жени  f/2, отстающего по фазе от напр жени  U, подаетс  на второй вход закрытого ключа 16 и, естественно, не проходит через него. Одновременно импульс напр жени  t/2 поступает на нулевой вход триггера 14, возвраща  его в первоначальное состо ние. Через врем  задержки, создаваемое схемой 15, открываетс  ключ 16. Таким образом, при опережепии напр жени  Ui по фазе напр жени  Uz через кл}Оч 16 не проходит н  один импульс.

Если в процессе работы устройства нроизоила перекомпенсаци  по фазе, т. е. иапр жепие Ut стало отставать по фазе от напр жени  i 2, то через открытый предыдущие имнульсом напр жени  L/z ключ 16 проходит импульс напр жени  Uz на блок управлени  4. Последний измен ет состо ние калиброваиного фазовращател  в сторону уменьшени  фазы напр жени  Uz и соответственно состо ние блока цифр01вой индикации.

Как видно, на оценку каждого разр да требуетс  один период исследуемого сигнала. Например , дл  получени  требуемой точности измерени  в 0,1° требуетс  только четыре периода входного сигнала. Следовательно, предлааемое устройство при высокой точности измерени  обеспечивает высокое быстродействие при диапазоне измер емого фазового сдвига

от О до 360°.

Предлагаемое устройство можно использовать в качестве лабораторного измерительного прибора, а также в качестве измерительного блока в цифровых системах обработки пнформации и автоматического контрол  и может быть выполнено на обычных элементах дискретной техники.

Предмет изобретени 

Claims (2)

1. Устройство цифрового нзмерени  мгновенного значени  фазового сдвига, содержащее усилитель-ограничитель, калиброванный фазовращатель, блок управлени , блок запоминающих регистров и блок цифровой индикации , отличающеес  тем, что, с целью новышени  точности измерени  и расширени  диапазона измер емого фазового сдвига, оно снабжено фазосдвигающими цепочками с отводами :1 ключами по числу оцениваемых разр дов , схемами сборки, формировател ми и триггерами, причем фазосдвигающие цепочки через соответствующие ключи соединены с источшном одного нз исследуемых нанр жений, их отводы через схемы сборки и формирователи лодсоедииены к единичным входам соответствующих триггеров, нулевые входы, которых св заны с выходом усилител -ограничител , а выходы - с блоком запоминающих регистров .

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, Пи, с целью снижени  требований к посто н :гву фазового сдвига в фазосдвигающих цепочках , оно снабжено блоком поправок, сосго щим из триггера с раздельным зануском,

схемы задержки н ключа, причем единичный УХОД триггера соединен с источником оперел ающего сигнала, нулевой вход - с выходом калиброваю-юго фазовращател  и с одним нз иходов ключа, второй вход которого через схему задержки св зан с единичным выходом упом нутого триггера, а выход ключа подсоединен к блоку унравлепи .

4;-d

Фиг.2