SU469096A1

SU469096A1 - Device for measuring the phase shift of infra-low-frequency voltages

Info

Publication number: SU469096A1
Application number: SU1959587A
Authority: SU
Inventors: Владислав Тимофеевич Кондратов; Юрий Алексеевич Скрипник; Борис Александрович Иванов
Original assignee: Киевский технологический институт легкой промышленности
Priority date: 1973-09-18
Filing date: 1973-09-18
Publication date: 1975-04-30

Description

1one

Изобретение относитс к области информационно-измерительной техники и может быть использовано в приборах оценки качества след щих систем и систем регулировани , в гидроакустической , локационной, медицинской, астрономической, фазометрической аппаратуре .The invention relates to the field of information-measuring equipment and can be used in devices for assessing the quality of follow-up systems and control systems, in sonar, location, medical, astronomical, phase-measuring equipment.

Известно устройство дл измерени фазового сдвига в инфранизкочастотном диапазоне, содержащее генератор кварцованной частоты, перестраиваемый декадный генератор частоты , смеситель, фильтр нижних частот, формирователь , исследуемый четырехполюсник, делитель напр жени , автоматический переключатель , полосовой фильтр, фазочувствительный выпр митель, фильтр посто нного тока, преобразователь посто нного напр жени в код и цифровое отсчетное устройство.A device for measuring the phase shift in the infra-low frequency range is known, comprising a quartz frequency generator, a tunable decade frequency generator, a mixer, a low-pass filter, a driver, a quadrupole under study, a voltage divider, an automatic switch, a band-pass filter, a phase-sensitive rectifier, a DC filter, constant voltage to code converter and digital readout device.

Однако из-за нелинейности амплитудно-фазовой характеристики фазочувствительного выпр мител ограничиваетс точность устройства при измерении больщих фазовых сдвигов . Кроме того, дл устройства характерны недостаточна чувствительность и ограниченность диапазона измерени фазовых углов 180°.However, due to the nonlinearity of the amplitude-phase characteristics of the phase-sensitive rectifier, the accuracy of the device is limited when measuring large phase shifts. In addition, the device is characterized by insufficient sensitivity and limited range of measurement of phase angles of 180 °.

Цель изобретени - новышение чувствительности и точности измерени , а также получение пр мого отсчета фазового сдвига в пределах от О до 360°.The purpose of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of measurement, as well as to obtain a direct reading of the phase shift from 0 to 360 °.

Это достигаетс тем, что предлагаемое устройство снабжено вторым автоматическим переключателем фазоинвертором, фильтром верхних частот, управл ющим устройством иThis is achieved by the fact that the proposed device is equipped with a second automatic phase inverter switch, high pass filter, control device and

включенным в цепь перестраиваемого декадного генератора через формирователь дискретным фазовращателем, один из выходов которого соединен с цифровым отсчетным устройством , а другой - с цепью управлени второго автоматического переключател , входы которого первый непосредственно, а второй через фазоинвертор соединены с фильтром верхних частот, включенным на выходе первого автоматического переключател , а выходconnected to the tunable decade generator circuit through a shaper discrete phase shifter, one of the outputs of which is connected to a digital reading device, and the other to the control circuit of the second automatic switch, the inputs of which are first directly and the second through the phase inverter connected to the first filter automatic switch and output

через фильтр посто нного тока соединен с входом управл ющего устройства, выход которого подключен к управл ющему входу дискретного фазовращател .through a DC filter connected to the input of the control device, the output of which is connected to the control input of the discrete phase shifter.

На чертеже показана блок-схема устройства , где 1 - генератор кварцованной частоты,The drawing shows a block diagram of the device, where 1 is a quartz frequency generator,

2- перестраиваемый декадный генератор,2- tunable decade generator,

3- смеситель, 4 - фильтр нижних частот. 5 - исследуемый четырехполюсник, 6 - делитель напр жени , 7 - формирователь, 8 - первый автоматический переключатель, 9 - фильтр верхних частот, 10 - фазоинвертор,3- mixer, 4 - low pass filter. 5 - quadrupole under study, 6 - voltage divider, 7 - driver, 8 - first automatic switch, 9 - high-pass filter, 10 - phase inverter,

11- второй автоматический переключатель,11- second automatic switch,

12- дискретный фазовращатель, 13 - формирователь , 14 - фильтр посто нного тока,12 is a discrete phase shifter, 13 is a driver, 14 is a DC filter,

15 - управл ющее устройство, 16 - цифровое отсчетное устройство.15 is a control device, 16 is a digital reading device.

С выхода генератора кварцованной частоты 031 и перестраиваемого декадного генератора частоты (02 напр жени поступают на смеситель , на выходе которого с помощью фильтра нижних частот выдел етс инфранизкочастотное напр жение U разностной частоты, т. е.From the output of the quartz frequency generator 031 and the tunable decade frequency generator (02, the voltage is fed to the mixer, the output of which uses a low-pass filter to extract the infra-low-frequency voltage U of the difference frequency, i.e.

--{У/тг, 5т(Ш + ,) - {U / tg, 5t (W +,)

Это напр жение поступает на исследуемый четырехполюсник с коэффициентом передачи /Ci и делитель напр жени с регулируемым коэффициентом делени /Сг- При прохождении через исследуемый четырехполюсник напр жение U(t) ослабл етс по амплитуде в Ki раз и сдвигаетс по фазе на угол Дф, в результате чего выходное напр жение исследуемого четырехполюсникаThis voltage arrives at the studied quadrupole with a transfer coefficient / Ci and a voltage divider with an adjustable division factor / Cr-. When passing through the tested quadrupole, the voltage U (t) is attenuated in amplitude by a factor of Ki and shifted in phase by the angle Df, resulting in the output voltage of the quadrupole being investigated

/75(г;),С//«,81п(о/ + ср2), где «, :т с,-f Дв/ 75 (g;), C // ", 81p (o / + cp2), where",: t s, -f Dv

Делителем напр жени устанавливаетс коэффициент делени . Первый автоматический переключатель 8 управл етс выходным напр жением формировател 7, включенного в цепь генератора кварцованной частоты. С помощью первого автоматического переключател на вход фильтра верхних частот поочеред но подаютс выборки входных инфранизкочастотных напр жений, сдвинутые относительно друг друга на полпериода частоты управл ющего напр жени . Выходное фазомодулированное напр жение автоматического переключател 8 подаетс на фильтр верхних частот с коэффициентом передачи Кз- Отфильтрованное напр жение поступает на один из входов второго автоматического переключател 11. На второй вход его поступает напр жение с выхода фазоинвертора 10 с коэффициентом передачи равным 1.The voltage divider sets the division factor. The first automatic switch 8 is controlled by the output voltage of the driver 7 connected to the quartz oscillator circuit. Using the first automatic switch, the input of the high-pass filter alternately selects samples of input low-frequency voltages that are shifted relative to each other by half the frequency of the control voltage. The output phase-modulated voltage of the automatic switch 8 is fed to a high-pass filter with a transfer coefficient of Cs. The filtered voltage is applied to one of the inputs of the second automatic switch 11. At its second input, the voltage from the output of the phase inverter 10 with a transfer ratio of 1.

Второй автоматический переключатель управл етс напр жением с выхода дискретного фазовращател 12, включенного в цепь перестраиваемого декадного генератора 2 через формирователь 13. В результате перемножени этих напр жений и последующего их суммировани с помощью второго автоматического переключател 11 образуетс напр жение, поступающее на фильтр посто нного тока. Напр жение на выходе фильтра посто нного тока равно нулю при равенстве , т. е. в момент уравновещивани разности фаз измер емых инфранизкочастотных напр жений фазой напр жени дискретного фазовращател . Этот момент фиксируетс с помощью управл ющего устройства 15, с выхода которого наThe second automatic switch is controlled by the voltage from the output of the discrete phase shifter 12 connected to the tunable decade generator 2 through the driver 13. As a result of multiplying these voltages and their subsequent summation, the second automatic switch 11 generates a voltage applied to the DC filter . The voltage at the output of the direct current filter is zero for equality, i.e., at the time of balancing the phase difference of the measured low-frequency voltages with the voltage of the discrete phase shifter. This moment is fixed by means of a control device 15, from its output to

дискретный фазовращатель 12 поступает сигнал остановки приращени фазы выходного напр жени дискретного фазовращател . С помощью цифрового отсчетного устройства осуществл етс пр мой отсчет фазового сдвига измер емых инфранизкочастотных напр жении .discrete phase shifter 12 receives a signal to stop the phase increment of the output voltage of the discrete phase shifter. With the help of a digital reading device, a direct reading of the phase shift of the measured low frequency voltages is carried out.

Предмет изобретени Subject invention

Устройство дл из.мерени фазового сдвигаDevice for measuring phase shift

инфрапизкочастотных напр жений, содерлащее генератор кварцованной частоты, перестраивае .мый декадный генератор, смеситель, фильтр низких частот, автоматический переключатель , полосовой фильтр, формирователи,infra-frequency voltages, containing a quartz frequency generator, rearranges my decade generator, mixer, low-pass filter, automatic switch, band-pass filter, formers,

фазочувствительпый выпр митель, фильтр посто нного тока, цифровое отсчетное устройство , отличающеес тем, что, с целью повыщени чувствительности и точности измерени , а также получени пр .мого отсчета фазового сдвига в пределах от О до 360°, оно снабжено вторым автоматическим переключателем , фазоипвертором, фильтром верхних частот , управл ющим устройством и включенным в цепь перестраиваемого декадного генератора через формирователь дискретным фазовращателем , один из выходов которого соединен с цифровым отсчетным устройством, а другой - с цепью управлени второго автоматического переключател , входы которогоphase-sensitive rectifier, DC filter, digital reading device, characterized in that, in order to increase the sensitivity and accuracy of measurement, as well as to obtain a direct reference of the phase shift in the range from 0 to 360 °, it is equipped with a second automatic switch, phase-inverter , a high-pass filter, a control device and a discrete phase shifter connected to the tunable decade generator via a driver, one of the outputs of which is connected to a digital reading device, and the other is with the control circuit of the second automatic switch, whose inputs

нервый непосредственно, а второй через фазоинвертор соединены с фильтром верхних частот , включенном на выходе первого автоматического переключател , а выход через фильтр посто нного тока соединен с входомthe nerve is directly, and the second through a phase inverter is connected to a high-pass filter switched on at the output of the first automatic switch, and the output through a direct-current filter is connected to the input

управл ющего устройства, выход которого подключен к управл ющему входу дискретного фазовращател .control device whose output is connected to the control input of the discrete phase shifter.