SU411385A1

SU411385A1 -

Info

Publication number: SU411385A1
Application number: SU1735854A
Authority: SU
Priority date: 1972-01-10
Filing date: 1972-01-10
Publication date: 1974-01-15

Description

1one

Изобретение относитс к цифровой измерительной технике и предназначено дл точного измерени мгновенного значени фазы и периода синусоидального напр жени низких И инфранизких частот.The invention relates to digital measurement technology and is intended to accurately measure the instantaneous value of the phase and period of a sinusoidal voltage of low and infra-low frequencies.

Известные цифровые измерители мгновенного значени фазы и частотомеры, содержащие сравнивающие устройства, схемы формировани коротких импульсов в моменты переходов сравниваемых значений через нулевые значени , формирующие устройства и арифметические устройства, не позвол ют получить высокую точность И быстродействие в диапазоне кизких и инфранизких частот.The known digital meters of instantaneous phase value and frequency meters containing comparing devices, schemes for generating short pulses at times of transition of compared values through zero values, forming devices and arithmetic devices do not allow to obtain high accuracy And speed in the range of low and low frequencies.

С целью повыщени точности отсчета и быстродействи , описываемый измеритель с цифровым отсчетом имеет преобразователь синусоидального напр жени в пилообразное И импульсное, соединенный с выходами двух дифференциальных усилителей, и аналогоцифровой преобразователь (АЦП), нуль-орган которого ОДНИМ входом соединен с выходом импульсов пилообразной формы преобразовател синусоидального напр жени в пиолообразное и импульсное, а вторым - с цифро-аналоговым преобразователем, вход которого соединен со счетчиком АЦП, подсоединенного к выходам нуль-органа и блока управлени , входы которого соединены с четырьм выходами грубых меток преобразовател синусоидального напр жени в пилообразное И импульсное, а выход последнего - со входом арифметического устройства.In order to improve the accuracy of reference and speed, the described meter with digital readout has a sinusoidal voltage to sawtooth and pulse converter connected to the outputs of two differential amplifiers, and an analog digital converter (ADC), whose zero-body single input is connected to the output of sawtooth pulses of the conversion sinusoidal voltage in the pio and pulse, and the second - with a digital-to-analog converter, the input of which is connected to an ADC counter connected to the outputs of the zero-organ and control unit, the inputs of which are connected to the four outputs of the coarse marks of the converter of the sinusoidal voltage into a sawtooth and pulse, and the output of the latter with the input of the arithmetic unit.

На чертеже изображена блок-схема цифрового измерител мгновенного значени фазы И периода синусоидального напр жени .The drawing shows a block diagram of a digital meter of the instantaneous value of the phase AND period of a sinusoidal voltage.

Устройство содержит усилитель посто нного тока (УПТ) 1, выполненный по схеме модул тор - демодул тор (М-ДМ), фазосдвигающее устройство 2, дифференциальные усилители 3 И 4, преобразователь синусоидального напр жени в пилообразное и импульсное 5, арифметическое устройство дл измерени периода 6, аналого-цифровой преобразователь , СОСТОЯЩИЙ из нуль-органа 7, блока управлени 8, счетчика 9, цифро-аналогового преобразовател 10.The device contains a DC amplifier (UPT) 1, a modulator-demodulator (M-DM), a phase shifter 2, differential amplifiers 3 AND 4, a sinusoidal voltage converter into a sawtooth and pulse 5, a period arithmetic unit 6, an analog-to-digital converter, consisting of a zero-body 7, a control unit 8, a counter 9, a digital-to-analog converter 10.

На вход усилител посто нного тока 1 подаетс исследуемый сигнал.The input signal is fed to the input of the DC amplifier 1.

и sin (ш/ + )and sin (w / +)

С выхода УПТ 1 усиленный сигнал t/mi 51п(со/+ф) подаетс на фазосдвигающее устройство 2, которое обеспечивает сдвиг входного сигнала на 90°, и на дифференциальный усилитель 3. С выхОлТ.а устройства 2 сигнал Lm2 sin(co/ +ф + 90°) поступает на дифференциальный усилитель 4.From the output of the DCF 1, the amplified signal t / mi 51p (co / + f) is fed to the phase shifter 2, which shifts the input signal by 90 °, and to the differential amplifier 3. From the output of device 2, the signal Lm2 sin (co / + f + 90 °) is fed to the differential amplifier 4.

С выходов дифференциальных усилителейFrom the outputs of the differential amplifiers

четыре синусоидальных напр жени , сдвинутые относительно друг друга на 90°, поступают на четырехвходовый преобразователь 5, который преобразует их в четыре последовательности пр моугольных импульсов, сформированных в момент совпадени мгновенных значений синусоидальных напр жений, сдвинутых относительно друг друга на четверть периода (1/4Г) и равных по длительности /4. Из сформированных четырех последовательностей пр моугольных импульсов, вл ющихс грубыми метками отсчета мгновенного значени фазы, в четырехвходовом преобразователе 5 формируетс последовательность импульсов-меток дл счета периодов синусоидального напр жени , следующих с частотой /4 входного напр жени .four sinusoidal voltages shifted relative to each other by 90 ° are fed to a four-input converter 5, which converts them into four sequences of rectangular pulses formed at the instant of coincidence of instantaneous values of sinusoidal voltages shifted relative to each other by a quarter of a period (1/4 ) and equal in duration / 4. From the formed four sequences of rectangular pulses, which are the coarse marks of the instantaneous value of the phase, in a four-input converter 5, a sequence of pulses are formed to count the periods of sinusoidal voltage following the frequency / 4 of the input voltage.

Грубые метки имеют вполне конкретное значение фазы: метка 45°, метка 135°, метка 225°, метка 315°.Rough marks have a very specific phase value: 45 ° mark, 135 ° mark, 225 ° mark, 315 ° mark.

Дл более точного определени мгновенного значени фазы в четырехвходовом преобразователе 5 формируютс импульсы пилообразной формы, по длительности равные временному интервалу между двум грубыми метками.To more accurately determine the instantaneous phase value, four-input transducer 5 forms sawtooth pulses that are equal in duration to the time interval between the two coarse marks.

Таким образом, четырехвходовый преобразователь 5 имеет шесть выходов; первый - выход импульсов меток счета периодов соединен с арифметическим устройством дл измерени периода 6, второй - выход импульсного пилообразного напр жени соединен со входом нуль-органа 7 аналого-цифрового преобразовател , а остальные четыре - выходы грубых меток фазы 45°, 135°, 225°, 315° соединены с блоком управлени 8 АЦП, с выхода которого импульсы грубых меток мгновенного значени фазы занос тс в соответствующие разр ды счетчика 9 АЦП.Thus, the four-input converter 5 has six outputs; the first — the output of the period counting marks pulses — is connected to an arithmetic unit for measuring period 6; The 315 ° is connected to the control unit 8 of the ADC, from whose output the pulses of coarse marks of the instantaneous phase value are entered into the corresponding bits of the counter 9 of the ADC.

Точное значение фазы получаетс путем сравнени пилообразного напр жени , поступающего с четырехвходного преобразовател The exact phase value is obtained by comparing the sawtooth voltage supplied from the four-input converter.

5, и ступенчатого напр жени , снимаемого с цифро-аналогового преобразовател 10 АЦП. Оба этих напр жени сравниваютс нуль-органом 7, который в каждый момент равенства напр жений формирует импудьс. Импульсы, сформированные нуль-органом, поступают в младщий разр д счетчика 9 и дают точный отсчет мгновенного значени фазы. Точность измерени определ етс чувствнтельностью нуль-органа и числом квантовых уровней напр жени цифро-аналогового преобразовател 10 и его погрешностью.5, and the step voltage taken from the digital-to-analog converter 10 ADC. Both of these voltages are compared by a null-organ 7, which at each instant of the equality of voltages forms impediments. The pulses generated by the null organ enter the youngest bit of counter 9 and give an accurate reading of the instantaneous phase value. The measurement accuracy is determined by the sensitivity of the zero-organ and the number of quantum levels of the voltage of the digital-to-analog converter 10 and its error.

Предмет изобретени Subject invention

Измеритель мгновенного значени фазы и периода синусоидального напр жени низких и инфрапизких частот, содержащий усилительAn instantaneous phase and period sinusoidal voltage meter for low and infra-low frequencies, containing an amplifier

посто нного тока, фазосдвигающее устройство , дифференциальные усилителн и арифметическое устройство, отличающийс тем, что, с целью повыщени точности отсчета и быстродействи , он снабжен нреобразователем синусоидального напр жени в пилообразное и импульсное, соединенным с выходами двух дифференциальных усилителей, и аналого-цифровым преобразователем (АЦП), нуль-орган которого входом соединен с выходом импульсов пилообразной формы преобразовател синусоидального напр жени в пилообразное и импульсное, а выходом - с цифро-аналоговым преобразователем, вход последнего соединен со счетчиком АЦП, св занпого с выходом нуль-органа и блока управлени , входы которого соединены с четырьм выходами грубых меток преобразовател синусоидального напр жени в пилообразное и импульсное, причем выход блокаdirect current, phase shifter, differential amplifiers and arithmetic devices, characterized in that, in order to improve the accuracy of reference and speed, it is equipped with a sinusoidal voltage to sawtooth and pulse converter, connected to the outputs of two differential amplifiers, and an analog-digital converter ( ADC), the zero-body of which is connected to the output of a sawtooth pulse by converting a sinusoidal voltage converter into a sawtooth and pulse, and the output from a digital analog signal ovym converter input of the latter is connected to the ADC counter communication zanpogo yield zero body and a control unit, inputs of which are connected to the four outputs of coarse marks converter sinusoidal voltage in sawtooth and pulse, wherein the output of block

управлени подключен ко входу арифметического устройства.control connected to the input of the arithmetic unit.