SU711492A1 - Измеритель разности фаз - Google Patents

Description

f Изобретение относитс  к области измерительной техники и может примен тьс  в информационно-измерител ных системах, используемых в промышленности и научных исследовани  Известен измеритель разности фа 1, в котором механический фазовра щатель заменен электронным, где использован в качестве фазовращате л  триггерный делитель частоты. Напр жени , сдвиг фаз между которы ми должен быть измерен, поступают на входы двух идентичных каналов, состо щих из смесителей, фильтров, ограничителей. Выходные сигна.пы ограничителей поступают на входы фазового детектора, выходной сигнал которого управл ет записью информации в один из двух делителей частоты, включенных в соответствую1дие гетеродинные цепи смесителей. Таким образом, в один из каналов фазометра вводитс  компенсирующий сдвиг фаз. Отсчет производитс  посл окончани  процесса уравновешивани  по разности чисел, записанных в триггерные счетчики. Цена младшего разр да, оказывающа  существенное вли ние на точность измерени , равна , , где N - коэффициент делени  триггерных счетчиков. Известен также измеритель разности фаз, состо щий из набора фазовращателей , номинальные значени  которых соответствуют р ду 180°, , 45 ... , ключей, закорачивающих вход-выход фазовращателей, фазового детектора, фильтра нижних частот, устройства управлени  к.гаочами , цифрового индикатора 2. Измер емые напр жени , сдвиг фаз между которыми должен быть измерен, подаютс  на входы фазового детектора . nefpBoe напр жение подключаетс  на первый вход фазового детектора через П последовательно включенных фазовращателей, которые могут закорачиватьс  управл емыми ключами. Второе напр жение на второй вход фазового детектора подключаетс  непосредственно . Сигнал с выхода фазового детектора-через фильтр нижних частот регулирует компенсирующий фазовый сдвиг посредством включени выключени  фазовращателей. Конец процесса уравновешивани  определ етс  моментом равенства ну.пю выходного напр жени  фазового детектора. Результат измерени  индицируетс 

цифровым индикатором после оконча-ни  процесса уравновешивани  в соответствии с номинальными значени ми включенных фазовращателей.

Недостатком этих измерителей разности фаз  вл етс  низка  точность измерени , фазового сдвига.

Целью изобретени   вл етс  повы- шение точности измерени  фазового сдвига в диапазоне частот при автоматизации процесса измерени . Это достигаетс  тем, что в измеритель разности фаз, содержащий фазовый детектор, фильтр нижних частот, подключенный к выходу фазового детектора , цифровой измеритель квадранта,подключенный входами квхоным клеммам измерител  разности фаз, а- выходами - ко входам дешифраторов четных и нечетных квадрантов ,цифро ЗОй изме ритель временных интервалов н цифровойг индикатор, введены два фазовых модул тора и два элемента И, первые входы которых подключены к выходам соответствующих дешифраторов , а выходы соединены с управл ю щими входами модул торов, сигнальные входы которых подключены квходным зажимам измерител  разности фаз, а выходы к соответствующим входам фазового детектора, широтно-импульсный модул тор, управл ющий вход которого подключен к выходу фильтра нижних частот, а выход соединен со вторыми входами элементов И и входом цифрового измерител  временных интервалов , блок формировани  результата, входы которого подключены к соответствующим выходам цифрового измерител квадранта и цифрового измерител  временных интервалов при этом, выходы блока формировани  результата соединены со входами цифрового индикатора

На черт°еже приведена блок-схема измерител  разности фаз.

Измеритель разности фаз состоит из цифрового измерител  1, квадранта фазовых модул торов 2, 3-, фазового дeteктopa 4, 5 нижних частот :Широтно-импульсного модул тора б, дешифратора 7 четных квадрантов, дешифратора 8 нечетных квадрантов, элементов 9, 10 И, цифрового измерител  11 временных интервалов, блока 12 формировани  результата, цифрового индикатора 13. Входные клеммы измерител  разности фаз подключены ко вх;одам цифрового измерител  1 ква ранта и входам соответствующих фазовых модул торов 2, 3. Выходы фазовых модул торов 2, 3 подключены к входам фазового детектора 4, выход которого соединен со входом фильтра 5 нижних частот. Выход фильтра 5 нижних частот соединен с широтноимпульсным модул тором 6. Выход широтно-импульсного модул тора 6 соединен со вторыми входами элемен ,тов 9, 10 Ил входом цифрового измерител  11 временных интервалов, выходы которого соединены с соответствующими входами блока 12 формировани  результата. Выходы цифрового измерител  1 квадранта соединены со 5 входами дешифратора J четных квадрантов и входами дешифратора 8 .нечетных квадрантов, выходы дешифраторов 7-8 четных и нечетных квадрантов соединены с первыми входами соответствующих элементов 9, 10 И. Выходы элементов 9, 10 И подключены к управл ющим входам соответствующих фазо .вых модул торов 2, 3. Выходы цифрового измерител  1 квадранта соединены с соответствующими входами блока 12 формировани  результата, выходы которого соединены с цифровым индикатором 13,

Измер емые напр жени  поступают на входы цифрового измерител  1 квадранта и сигнальные входы фазовых модул торов 2, 3. Цифровой измеритель 1. квадранта вырабатывает код, соответствующий квадранту, в котором 5 находитс  измер ема  разность фаз. Код квадранта поступает на входы блока 12 формировани результата, где он используетс  дл  формировани  старших разр дов измер емого фазового сдвига. Кроме того, код квадранта упра вл ет работой дешифратора 7 четных квадрантов и дешифратора 8 нечетных квадрантов. Предположим, что измер ема  разность фаз находитс  5 в третьем квадранте. Тогда дешифратор 8 нечетных квадрантов вырабатывает разрешающий потенциал .на первом входе элемента 10 И. Так как на .. вторые входы элементов 9, 10 И поступ пают пр моугольные импульсы с выхода: широтно-импульсного модул тора 7, то они проход т только через элемент И, на первом входе которого есть разрешающий потенциал. Таким образом, пр моугольные импульсы с выхода элемента 10 И поступают на управл ющий вход фазового модул тора 3, который каждым приход щим импульсом сдвигает фазу одного из измер емых сигналов . на врем , равное длительности 0 импульса, при отсутствии импульса фазовый модул тор пропускает сигнал без изменений. Следовательно, на сигнальные входы фазового детектора 4 поступают измер емые сигналы, . 55 один из которых модулирован по фазе на два уровн  О частотой модул ции , задаваемой широтно-импульсным модул тором 6. Посто нна  составл юща  напр жени  с выхода фазо Q вого детектора 4 через фильтр 5

нижних частот поступает на управл ющий вход широтно-импульсного модул тора б и измен ет скважность выходных пр моугольных импульсов до тех пор, пока посто нна  составл юща  на

входе фильтра 5 нижних частот не

станет равной нулю. На этом процесс уравновешивани  заканчиваетс . Цифровой измеритель 11 временных интервалов кодирует длительность импульсов широтно-импульсного модул тора 6 и выдает код длительности импульса на вхолт блока 12 формировани  резул та та. Код длительности, импульса формирует младшие разр ды измер емого сдв га фаз,Кодированна  информаци  блока 12 формировани  результата управл ет работой цифрового индикатора 13, который визуализирует результат измерени .

Процесс измерени  разности фаз разбит на два,этапа: первый - грубое оценивание с точностью до квадранта , второй - компенсационное преобразование фазового сдвига в пределах квадранта во временной интервал с последующим кодированием временного интервала. Код результата грубого оценивани  формирует старшие разр ды измер емой разности фаз, код компенсационного измерени  разности фаз в пределах одного квадранта формирует младшие разр ды измер емого фазового сдвига. Точность измерени  разности фаз в пределах квадранта определ етс  соотношением между периодом выходного сигнала широтно-импульсного модул тора и периодом квантующих импульсов цифрового лзмерител  временных интервалов . Например, при частоте импульсов широтно-импульсного модул тора равной 1000 Гц и частоте квантующих импульсов цифрового измерител  временных интервалов Ю МГц абсолютна  погрешность измерени  разности фаз в предел квадранта может быть снижена до ± 0,01.

tf

Claims (2)

1.Авторхикое свидетельство СССР {№245914, кл. G 01 R 25/00, 1959.

2.Авторское свидетельство СССР №278870, кл. G 01 R 25/04, 1960.

0