SU508753A1 - Цифровой фазометр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электроизмерительной техники.

Известен цифровой фазометр, содержащий последовательно соединенные формирователь и амплитудно-импульсный модул тор, а также синхронизатор, формирователь временной базы, вептиль и реверсивный счетчик, соединенный с отсчетным устройством, при этом синхронизатор св зан с амплитудно-импульсным модул тором и через формирователь временной базы и вентиль с реверсивным счетчиком.

Однако такой фазометр имеет большую погрешность измерений фазовых сдвигов в диапазоне низких частот из-за неидентичного ухода нулевых линий и порогов срабатывани  в усилител х-ограничител х в течение периода измер емой частоты, а также большую погрешность вследствие зат гивани  фронтов в усилител х-ограничител х. Кроме того, в нем наблюдаетс  сужение диапазона измер емых фазовых углов из-за смешений нулевых линий в усилител х-ограничител х.

Таким образом, основным источником погрешности , особенно на инфразвуковых и звуковых частотах,  вл ютс  Зсилители-ограничители .

Цель изобретени  - повышение точности и расширение диапазона измерений.

Это достигаетс  за счет того, что в фазометр введены интегратор, ограничитель по минимуму , управл емый источником посто нного напр жени , узел сдвига и квадратурна  схема . Выход амнлитудно-импульсного модул тора соединен с интегратором и ограничителем по минимуму, который своим выходом подключен к одному из входов вентил , а синнизатор подсоединен к квадратурной схеме,

выход которой св зан с узлом сдвига и реверсивным счетчиком. Узел сдвига своим выходом подключен к отсчетному устройству, формирователь временной базы, отсчетное устройство и реверсивный счетчик соединены с

источником сигнала установки «О.

Функциональна  схема цифрового фазометра приведена на чертеже.

Она состоит из формировател  1, амплитудно-импульсного модул тора 2, интегратора 3,

ограничител  4 по минимуму, источника 5 посто нного напр жени , вентил  6, синхронизатора 7, содержаш,его генератор 8 счетных импульсов и делител  9 частоты, из формировател  10 временной базы, реверсивного счетчика 11, отсчетного устройства 12, квадратурной схемы 13 с триггерами 14, 15, 16, узла 17 сдвига, включаюш.его в себ  инвертор 18, логические элементы «И 19, 20 и триггеры 21, 22, и из исследуемого четырехполюсника 23.

Фазометр работает следующим образом.

Сигнал, по вл ющийс  на выходе исследуемого четырехнолюсника 23, поступает на входной формирователь 1, который подавл ет его высшие гармоники. С выхода формировател  сигнал подаетс  на вход амплитудно-импульсного модул тора 2. На второй вход модул тора попадает импульсный сигнал с генератора 8 счетных импзльсов.

Выходной сигнал модул тора 2 непосредственно и через интегратор 3 подаетс  на два входа ограничител  по минимуму с регулируевым уровнем срабатывани  t/orp задаваемым источником 5 посто нного напр жени . Выходной сигнал ограничител  через вентиль 6 поступает на счетный вход реверсивного счетчика 1 1 с порогом срабатывани  Ucps. Вентиль 6 управл етс  формирователем 10 временной базы, задающим число периодов частоты Q, в течение которых информаци  проходит на счетный вход реверсивного счетчика 11.

В качестве- синхронизирующего устройства используетс  генератор счетных импзльсов. Выходной потенциал делител  9 частоты, вырабатывающего сетку частот, поступает на вход формировател  10 временной базы и триггера 16 квадратурной схемы 13. Квадратурна  схема вырабатывает два пр моугольных напр жени , измен ющихс  с частотой Q и сдвинутых по фазе на  /2. Напр жение, снимаемое с триггера 15, имеет фазу О и используетс  дл  возбуждени  исследуемого четырехполюсника 23. Выходное напр жение триггера 14 (с фазой п/2) управл ет узлом 17 сдвига и задает такой режим работы реверсивного счетчика 11, при котором счетчик работает по половине периода частоты в режимах сложени  и вычитани . - При этом без учета погрешности измерений число импульсов Л , накопленных в реверсивном счетчике за период частоты Q, дл  фазовых сдвигов пропорционально ф, а

дл  фазовых сдвигов - $; ср | ; тг пропорционально 9 : - .

Неоднозначность измерений устран етс  в предлагаемом устройстве узлом 17 сдвига.

Работа узла сдвига заключаетс  в следующем . Потенциалом триггера 14 управл ютс  логические элементы «И 19, 20. На вторые входы их поступает импульсный сигнал с вентил  6. Триггеры 21 и 22 перед началом измерений наход тс  в таких состо ни х, в которых на их правых выходах по вл ютс  нулевые потенциалы.

Пусть ---. Когда на выходе схемы логического элемента «И 19 оказываетс  первый импульс, он перебрасывает триггер 21 и блокирует прохождение импульсов через элемент «И 20 на все врем  измерений. Отрицательный потенциал правого выхода триггера 21 запрещает сдвиг результата в отсчетном устройстве 12.

Пусть -

Тогда по первому импульсу , по вл ющемус  на выходе элемента «И 20, перебрасываетс  триггер 22 и блокирует прохождение сигнала через элемент «И 19 на все врем  изм.ерений. Отрицательный потенциал правого выхода триггера 21 сдвигает результат в отсчетном устройстве 12.

Когда -, результат в отсчетном устройстве остаетс  тем же самым. Если

I 9 I то результат в отсчетном

устройстве инвертируетс  и прибавл етс  к

величине Т - .

Перед началом работы фазометра сбрасывают на нуль цифровые узлы кнопкой «Установка О. После запуска по истечении п периодов частоты Q, задаваемых формирователем временной базы, работа фазометра автоматически прекращаетс .

Среднеквадратична  погрешность, вычисленна  по нескольким независимым измерени м , в предлагаемом цифровом фазометре составл ет ±0,02°.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой фазометр, содержащий последовательно соединенные формирователь и ампли тудно-импульсный модул тор, а также синхронизатор , формирователь временной базы, вентиль и реверсивный счетчик, соединенный с отсчетным устройством, при этом синхронизатор св зан с амплитудно-импульсным модул тором и через формирователь временной базы и вентиль с реверсивным счетчиком, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений и расширени  диапазона измерений, в него введены интегратор, ограничитель по минимуму, управл емый источником посто нного напр жени , квадратурна 

   схема и узел сдвига, причем выход амплитудно-импульсного модул тора соединен с интегратором и ограничителем по минимуму, который своим выходом подключен к одному из входов вентил , синхронизатор подсоединен к

   квадратурной схеме, выход которой св зан с узлом сдвига и реверсивным счетчиком, а узел сдвига своим выходом подключен к отсчетному устройству, при этом формирователь временной базы, отсчетное устройство и реверсивный

   счетчик соединены с источником сигнала установки «О.

   /7

   .I