SU748281A1 - Цифровой фазометр - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в многоканальных устройствах сбора и кодировани  информации от фазовых преобразователей, которые питаютс  от общего генератора синусоидального напр жени . Известно устройство цифрового измерени  угла сдвига фаз с преобразованием фазовый сЛвиг-интервал времени-код , содержащее 2 параллельных канала, выполненных из последователь но включенных входных устройств и формирователей пр моугольных импульсов , нагруженных на управл емый триг гер. Кроме того, выход одного из фор мирователей пр моугольных импульсов подключен к одному из входов триггера , второй вход которого соединен со сбросовым входом счетчика и входо Запуск. Выход упом нутого ранее триггера подключен к цепи,составленной из последовательно включенных счетчика, схем совпадени  и генератора импульсов. Свободные входы схем совпадени  св заны отдельными св з ми с выходами триггера и управл емрго триггера соответственно 1 , Однако дл  определени  фазового сдвига необходимо проводить двухкрат измерение, т.е. в начале периода, а затем фазового сдвига. Такое измерение требует минимум два - три периода , не счита  расчета алгоритма If Ы1 ДЦ36О, который производитс  вручную , где V - угол фазового сдвига, Nif иЫ-,- число импульсов, прошедших на счетчик за врем , равное фазовому сдвигу и периоду соответственно. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому известно устройство цифрового измерени  угла сдвига фаз с использованием счетчика с переменным коэффициентом счета, содержащее два формировател  пр моугольных импульсов, нагруженные на. узел выбора режима, Е5лок автоматического управлени , кодирующий генератор , ключ, счетчик с переменным коэффициентом пересчет а, анализатор кодп и узел запоминани  коэффициентов 2 , Недостаток устройства - оно может использоватьс  только в узком диапазоне изменени  частоты входных сигналов , например, дл  измерени  сдвига фаз с погрешностью 1,8 при изменении частоты чигнала на 5% от номинального значени  требуетс  счетчик, который имел бы более двадцати различных коэффициентов счета.

Поэтому использование данного устрой ства при измерении угла сдвига фаз .между сигналами, частота которых измен етс  плавно и в достаточно .широком диапазоне нецелесообразно изза громоздкости устройства.

Цель изобретени  - расширение частотного диапазона исследуелфлх входных сигналов при одновременном повышении точности измерени  угла сдвига фаз между опорным и несколькими исследуемыми сигналами.

Она достигаетс  тем, что устройство , содержащее два формировател  пр  моугольных Импульсов,нагруженных на узел выбора режима, блок автоматического управлени , св занный по двум выходам с узлом выбора режима, снабжено узлом выбора частоты квантующих импульсов, выполненным из последовательно включенных генератора импульсов , частотомера с кодовым выходом, инвертора кода, кодоуправл емого генератора и частотомера, причем входы .обоих частотомеров соединены с узлом выбора режима, вход которого соедине . с блоком автоматического управлени , включенным между несколькими входами фазометра и входом второго форКшровател  пр моугольных импульсов.

Цель достигаетс  путем преобразовани  входного сигнала в код с помощью частотомера с кодовым выходом с последующим инвертированием кода и получением на выходе кодоуправл емого генератора частоты, св занной обратно пропорциональной зависимостью с периодом исследуемого сигнала.

На чертеже приведена блок-схема цифрового фазометра.

Он содержит формирователи 1 и 2 пр моугольных импульсов, узел 3 выбора рёжима , блок 4 автоматического управлени , узел 5 выбора частоты , . квантующих импульсов, генератор 6 импульсов, частотомер 7 с кодовым выходом, инвертор В кода,кодоуправл е№1й генератор 9, частотомер 10,

Устройство работает следунлщим образом.

Выходные сигналы J и один из U,j...Uo в виде сдвинутых по фазе Синусоидальных напр жений, прреобразуютс  формировател ми 1 и 2 пр моугольных импульсов в короткие импульсы , которые по вл ютс  на выходах формирователей 1 и 2 в момейты nej)eхода амплитуд этих сигналов через нуль. Эти импульсы поступают затем на вход узла 3 выбора режима. С приходом на вход 3 узла с блока 4 ав бйатичэского управлени  импульса начала измерени  все узлы устройства устанавливаютс  в исход Гое соетЬ ниё и схема переводитс  в режим автбматического выбора частоты квантующих импульсов f в зависимости от значени  частоты ITI, входного сигнала.

fj, выбираетс  узлом 5 выбора частотыквантующих импульсов. В данном режиме импульсы кварцованной частоты { с генератота 6 подаютс  на счетный вхЬд частотомера 7. Причем, с приходом на вход частотомера 7 импульса начала периода, сформированного из напр жени  в узле 3, счетный вход частотомера 7 открываетс , а с приходом импульса конца периода - запираетс .

Код, установившийс  за это врем  на кодовом выходе частотомера 7,, равен

(1)

Код N , проинвертированный с помощью инвертора 8 кода, устанавливает частоту квантующих импульсов генератора 9, равной

,-f.To . 20 с приходом на вход узла 3 импульса измерени  все узлы устанавливаютс  в исходное состо ние и схема переводитс  в режим измерени  сдвига фазы и находитс  в этом состо нии сколь угодно долго.

В этом режиме узлом 3 формируетс  интервал времени t , равный по длительности фадовому сдвигу. На это врем  открываетс  счетный вход частотомера 10 и квантующие импульсы fi поступают на его счетный вход. При этом на его цифровом табло устанавливаетс  число

(3)

W -t-lq

. Подставив в Ьыражение (3) значение fi из (2) и т: , получим

N 1«/атгf.-f..-V /aTt- i /iTCf .

X. о

0 . .Таким образом, показание частютомера пропорционально значению Ч и не зависит от. Изменени  частоты 4;.Блок 4 управлени  по команде осуществл ет подключение различных входов устройства . После окончани  цикла измерени  по всем входам, при необходимости с блока 4 прступает команда на обновление установленной частоты fj. и далее цикл продолжаете и. Насто щее устройство имеет погрешность измерени  в диапазоне частот 0,1 10 Гц не более 0,4° и более чем на пор док Ниже по сравнению с извест-. ным, кроме того, позвол ет повысить примерно в 3 раза быстродействие.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой фазометр, содержащий два форми овател  пр моугольных импульсов, нагруженных на узел выбора режима, блок автоматического управлени , св занный по двум выходам с узлом выбора режима, о т л ч а ю щ и и С   тем, что, с целью

   расширени  частотного диапазона исследуемых входных сигналов при одновременном повышении быстродействи  и точности измерени  угла сдвига фаз между опорным и несколькими , исследуемыми сигналами, он снабжен узлом выбора частоты квантующих импульсов , выполненным из последовательно включенных генератора импульсов , частотомера с кодовым выходом , инвертора кода, кодоуправЛ емого генератора и частотомера, причем входы обоих частотомеров соединены с узлом выбора режима, вход которого соединен с блоком автоматического управлени , включенным между несколькими входами фазометра и входом второго формировател  пр моугольных импульсов.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   г,« п Смирнов П.Т. Цифровые фазомет .рЫ,Л.,«Энерги ; 1974, 15-17,

   « Л Авторскоесвидетельство СССР 200887, кл, GOlfl 25/00, 1967

   G1