Claims (2)
Изобретение относитс .к фазоизмерительной технике и предназначено ; дл получени двух напр жений с регулируемыми фазовым сдвигом и формой . Предлагаемое устройство может быть использовано при построении широкодиапазонных калибраторов, позвол ющих определ ть фазовую погрешность и погрешность от изменени - формы напр жени различной фазЪизмерительной аппаратуры, электронных и цифровых фазометров, а также в качестве калибратора фазовых сдвигов крат ных частот и генератора сигнала регулируемой формы. Известна установка дл определени погрешности фазоизмерительных устройств от искажени формы сигналов, построенна на основе двух генераторов сигналов сложной формы, умножителей частоты, электромеханических фазовращателей и фильтров нижних частот 1 Однако метрологические характеристики такой установки низкие, так как использование умножителей частоты дл получени высших гармоник выходного сигнала затрудн ет получение на их выходах напр жений с нулевые начальными фазами, установка фазового сдвига с помощью электромеханических фазовращателей не позвол ют получить высокую точность регулировани фазового сдвига, использование фильтров нижних частот на выходах смесителей приводит к большим погрешност м установки фазового сдвига и уровн отдельных гармонических составл ю1цих выходного сигнала из-за неравномерности и неидентичности ампзтитудночастотных и фазочастотных характеристик фильтров. Известен также фазовый калибратор, содержащий генератор, пересчетные схемы (делители частоты), устройство управлени задаваемой разностью фаз, масштабные сумматоры и триггеры с раздельными запусками, подключенные к выходам пересчетных схем. Фазовый , сдвиг между выходными сигналами калибратора устанавливаетс изменением кода, записываемого в один из делителей частоты iio отношению к другому . Триггеры с раздельными запусками и масштабные сумматоры формируют выходные квазисинусоидальные сигналы и выполн ют, по существу, функцию цифроаналогового преобразовател (ЦДЛ) 2. Однако форма выходных сигналов такого калибратора не регулируетс , поэтому он не может использоватьс дл определени погрешности фазоизмерительных устройств от наличи нелинейных искажений и изменени сдвигов фаз высших гармонических составл ющих исследуемых напр жений. Этот недостаток значительно ограничивает область применени известных калибраторов фазы, так как указанна вьш1е погрешность вл етс одной из основных характеристик фазоизмерительных устройств . . Цель изобретени - расширение функ циональных возможностей, заключающеес в обеспечении регулировани фор мы выходного сигнала. Поставленна цель достигаетс тем что калибратор, содержащий генератор первый и второй делители частоты, выходы которых подключены соответственно к первому и второму ЦAЛ выход первого ЦАП вл етс первым выходом калибратора , а входы второго делител частоты подключены к блоку установки и контрол фазового сдвига, вход синхронизации которого подключен к управ л ющему выходу первого делител часто ты, снабжен блоком делителей частоты аттенюаторами, сумматором, источником посто нного напр жени , дополнительны ми делител ми частоты, блоками установки и контрол фазового сдвига ЦАП причем вход блока делителей частоты подключен к выходу генератора, а из выходов блока делителей часто ты через Соответствующий дополнитель ный делитель частоты, ЦАП и аттенюатор соединен с соответствующим входом сумматора, выход которого вл етс вторым выходом калибратора, вхо ды установки и выхбды контрол допол нительных делителей частоты подсоединены к дополнительным блокам уста новки и контрол фазового сдвига, со единенным входами синхронизации с управл ющим выходом второго делител 8 6 частоты, при этом выходы второго ЦАП источника посто нного напр жени ерез аттенюаторы подключены ко вхоам сумматора, а выходы первого и второго делителей частоты - к одному из выходов блока делителей частоты. На чертеже- представлена структурна схема предлагаемого устройства. Калибратор фазовых сдвигов содержит широкодиапазонный генератор 1, блок 2 делителей частоты, делители 3,4-1-4-п .частоты, блоки 5-1-5-п устайовки и контрол фазового сдвига, ЦАП 6, 7-1-7-п, аттенюаторы 8-1-8-п, сумматор 9, источник 10 посто нного напр жени . Сигнал с генератора 1 поступает на вход блока 2 делителей частоты, на выходах которого формируютс п последовательностей импульсов соответственно с частотами f 2f ...hf. Сигнал с частотой f поступает на входы первого и второго делителей 3 и 4-1 частоты, сигналы с частотами 2 ,.., входы соответствующих дополнительных делителей 4-2--4-П частоты. Коэффициент делени делителей 4-1-4-п частоты равен 36-I0 (,1 ,2,. ..) . На выходах первого делител 3 частоты формируютс , например, с помощью волнового делител частоты, последовательности пр моугольных импульсов, сдвинутые между собой на целое число периодов входного сигнала этого делител . Полученные последовательности импульсов выступают на входы ЦАП 6, последовательно измен уровень его выходного напр жени по синусоидальному закону. На выходе ЦАП 6 формируетс синусоидальноц напр жение - 21Г J .Ю где (,2,3,...,п;, поступающее на первый выход калибратора . Фаза напр жени соответствует коду делител 3 частоты. Аналогично формируетс синусоидальный сигнал на выходе второго . цифроаналогового преобразовател 7-1 и дополнительных ЦАП 7-2-7-п. На выходе второго ЦАП 7-1 наЛр жение равно 2fi: .,.р . 13ЫО фазовый сдвиг напр жени U по отношению к напр жению U . Учитыва , что на входы дополнительных делителей частоты поступают соответственно сигналы с частотами, а коэф5 фициенты делени частоты одинаковые дл всех делителей, выходные напр же ни дополнительных ЦАП 1-2-1-п 1)авны 2ltf . -U s-iri M f; hf n ,..-,f где 2f tti фазовый сдвиг,. CO2i ii -iif ответственно напр жений no отношению к напр жению ( В момент переполнени первого делител 3 частоты, что соответствует нулевому значению фазы напр жени U код второго делител 4-1 частоты, ра ный фазе выходного сигнала Цйфроана- логового преобразовател 7-1, сравниваетс в блоках 5-1 установки и ко трол фазового сдвига с кодом установле Hpio значени фазового .сдвига напр жени Uj . Если эти-коды не совпадают то в момент переполнени первого делител 3 частоты производитс установка требуемого значени кода в делитель 4-1 частоты. Аналогично производитс установка и контроль фазового сдвига напр жений кратных частот по отношению к первой гармонике-напр жению и . Фазовый сдвиг U между первыми гармониками выходных напр жений калибратора U и Or равен Э6-1о« где Np- код делител 4-1 в момент переполнени делител 3 частоты. Фазовые сдвиги , , напр жений UW.- UAf по отношению к напр жению Ut на частотах соответственно 2f,... v,f i г- .г.-2f af ЗЬЮ V hf ЗЬ-ЮЧ где N 5 - I коды делителей 4-2-4-п соответственно напр жений и Ui i-в моменты переполнени деW О 3f J . 1 лител 4-1 частоты. Изменение кода Nj позвол ет регулировать фазовый сдвиг между напр жени ми U И U в пределах 0-360 с дискретностью э Зб-го Измен с помощью блоков 5-2-5-п ус- тановки и контрол фазовых сдвигов значени кодов No ... , следова , 2.7 , в р тельно, к фазовые сдвиги nf можно регулировать фазы напр жении кратных частот U2.,«-,4)fпо отношению к. первой гармонике-напр жению ll ЗЬО ЪбО 96 в пределах О-ЗбО. Напр жение UQ от источника 10 посто нного напр жени , напр жение первой гармоники Ur и напр жени кратных частот (высшие гармоники ) U2f,...,lj, поступают на аттенюаторы 8-l-8-n, коэффициенты передачи KO, Kf Kjf. ..J Ку, которых регулируютс дискретно или плавно в пределах от О до 1. На выходе аттенюаторов 8-1,8-2 напр жени равны { . Е%5(2 ) / ,V() Напр жени оf П суммируютс сумматором 9, на выходе которого формируетс напр жение -|lK--U sinf-i JaVo -1+1 1 то Напр жение U , поступающее на второй выход-калибратора, представл ет . собой конечную сумму р да Фурье, с помощью которого может быть представлена люба периодическа функци , отвечающа услови м Дирихле. Из приведенного выше описани предлагаемого устройства видно, что с помощью второго 4-1 и дополнительных делителей 4-2-4-п частоты и ЦАП 7-1-7-п формируютс перва (J втора U2 п-на -гармоники выходног о напр жени калибратора U Фазы высших гармоник с помощью r«nniL«/ tIbrir / TTrtvrr блоков 5-1-5-п установки и контрол фазового сдвига регулируютс дискретно по отношению к первой гармонике напр жени Uj в пределах 0-21Г, фаза которого регулируетс дискретно в .. этих же пределах по отношению к напр жению U. Уровни суммируемых напр жений регулируютс аттенюатораьда 8pj8-1 8-n. Таким образом, измер напр жение посто нной составл ннцей UQ , а также амплитуды и фазы гароник ... Ur I можно получить требуемую форму выходного сигнала U алибратора. При необходимости анаогично может регулироватьс форма апр жени U . В случае, когда все армоники напр жени Uj , кроме 1-той, равны нулю, на выходах калибратора .формируетс напр жение Ц 1Пзёйой (Sfc-io И устройство работает как калибратор фазовых сдвигов кратных частот. Таким образом, введение в предлагаемый калибратор блока делителей частоты, аттенюаторов, сумматора, до полнительных делителей частоты, блоков установки и контрол фазового сдвига и ЦАП позвол ет дополнительный положительный эффект, так как дает возможность регулировать формы выходного сигнала в широком диапазоне частот. Кроме того, та кой калибратор может использоватьс в качестве калибратора фазовых сдвигов кратных частот, генераторов крат ных частот, а также как генератор си налов сложной формы. Предлагаемый ка либратор фазовых сдвигов имеет широкие функциональные возможности и может найти применение в исследовании, разработке, проверке, настройке и ат стации различных фазочувствительных устройств, фазоизмерительной аппаратуры и фазовых систем, а наличие циф рового управлени позвол ет автомати зировать указанные операции. Формула изобретени Калибратор фазовьгх сдвигов, содержащий генератор, первый и второй делители частоты, выходы которых подключены соответственно к первому и второму цифроаналого й у преобразовател м , выход первого цифроаналогового преобразовател вл емс первым выходом калибратора, а вход второго делител частоты подключен к блоку установки и контрол фазового сдвига, вход синхронизации которого подключен к управл ющему выходу первого де68 лител частоты, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей, заключающеес в обеспечении регулировани формы выходного сигнала, он снабжен блоком делителей частоты, аттенюаторами , сумматором, источником посто нного напр жени , дополнительными делител ми частоты, блоками установки и контрол фазового сдвига и цифроаналоговыми преобразовател ми, причем вход блока делителей частоты подключен к выходу генератора, а- каждый из выходов блока делителей частоты через соответствующий дополнительный делитель частоты, цифроаналоговый преобразователь , и аттенюатор соединен с соответствующим входом сумматора, выход которого вл етс вторым выходом калибратора, входы установки и выходы контрол дополнительных делителей частоты подсоединены к дополнительным блокам установки и контол фазового сдвига, соединенным входами синхронизации с управл ющим выходом второго делител частоты, при этом выходы второго щиф&раналогового} преобразовател «.источника посто нного напр жени через аттенюаторы подключены ко входам сумматора, а выходы первого и второго делителей частоты - к одному из выходов блока делителей частоты Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Измерительна установка дл определени погрешностей электронных фазометров от линейных искажений, Сб. статей. Вопросы улучшени технических параметров выпр мительных и транзисторных приборов. ВНИИЭП, Л., 1970. The invention relates to a phase-measuring technique and is intended; to produce two voltages with adjustable phase shift and shape. The proposed device can be used to construct wide-range calibrators that allow determining phase error and error from changing - the voltage form of various phase measuring equipment, electronic and digital phase meters, and also as a calibrator of phase shifts of multiple frequencies and a variable-form signal generator. A known installation for determining the error of phase-measuring devices from waveform distortion, built on the basis of two complex wave generators, frequency multipliers, electromechanical phase shifters and low-pass filters 1 However, the metrological characteristics of such an installation are low, since using frequency multipliers to obtain higher harmonics of the output signal is difficult It’s not possible to produce voltages with zero initial phases at their outputs, phase shift using electromechanical x phase shifters do not allow to obtain a high precision control of the phase shift, using lowpass filters at the outputs of mixers results in a large error m and setting the phase shift layer yu1tsih individual harmonic component of the output signal due to non-uniformity and non-identity ampztitudnochastotnyh and phase characteristics of the filters. Also known is a phase calibrator containing a generator, scaling circuits (frequency dividers), a control device for a specified phase difference, scale adders and triggers with separate starts, connected to the outputs of the scaling circuits. The phase shift between the output signals of the calibrator is set by changing the code written in one of the iio frequency dividers with respect to the other. Separate trigger triggers and large-scale adders produce output quasi-sinusoidal signals and perform essentially the function of a digital-to-analog converter (CDL) 2. However, the output waveform of such a calibrator is not adjustable, so it cannot be used to determine the error of phase-measuring devices from non-linear distortions and changes in the phase shifts of the higher harmonic components of the investigated stresses. This disadvantage significantly limits the scope of application of the known phase calibrators, since the specified error is one of the main characteristics of phase-measuring devices. . The purpose of the invention is the extension of the functional capabilities consisting in providing control of the shape of the output signal. The goal is achieved by the fact that the calibrator containing the first and second frequency dividers, the outputs of which are connected to the first and second DAC, respectively, the output of the first DAC is the first output of the calibrator, and the inputs of the second frequency divider are connected to the unit for setting and controlling the phase shift, the clock input of which connected to the control output of the first frequency divider, equipped with a block of frequency dividers with attenuators, an adder, a source of constant voltage, additional frequency dividers, b units of installation and control of the phase shift of the DAC with the frequency divider block input connected to the generator output, and of the frequency divider block outputs via the appropriate additional frequency divider, DAC and attenuator connected to the corresponding input of the adder, the output of which is the second calibrator output, input The units and control units for controlling additional frequency dividers are connected to additional units for setting and controlling phase shift, connected by synchronization inputs with the control output of the second frequency 8, the outputs of the second DAC of a constant voltage source through attenuators are connected to the inputs of the adder, and the outputs of the first and second frequency dividers are connected to one of the outputs of the frequency divider unit. The drawing shows the structural scheme of the proposed device. Phase shift calibrator contains a wide-range generator 1, block 2 frequency dividers, dividers 3,4-1-4-frequency, blocks 5-1-5-p setting and controlling the phase shift, DAC 6, 7-1-7-p , attenuators 8-1-8-p, adder 9, source 10 constant voltage. The signal from generator 1 is fed to the input of block 2 of frequency dividers, at the outputs of which n pulse sequences are formed, respectively, with frequencies f 2f ... hf. The signal with frequency f is fed to the inputs of the first and second dividers 3 and 4-1 frequencies, signals with frequencies 2, .., the inputs of the corresponding additional dividers 4-2--4-P frequencies. The division factor of the 4-1-4-p frequency dividers is 36-I0 (, 1, 2, ...). At the outputs of the first divider 3, frequencies are formed, for example, by means of a wave divider frequency, a series of rectangular pulses shifted between themselves by an integer number of periods of the input signal of this divider. The resulting pulse sequences act on the inputs of the D / A converter 6, sequentially changing the level of its output voltage according to a sinusoidal law. At the output of the DAC 6, a sinusoidal voltage is formed — 21 ° J. Where: (, 2,3, ..., n ;, arriving at the first output of the calibrator. The voltage phase corresponds to the divider frequency code 3. Similarly, a sinusoidal signal is generated at the output of the second. digital-to-analog converter 7-1 and additional DAC 7-2-7-n. At the output of the second DAC 7-1, the voltage is 2fi: ..., p. 13YO, the phase shift of the voltage U relative to the voltage U. Taking into account that inputs of additional frequency dividers, respectively, receive signals with frequencies, and the coefficients of frequency division s are the same for all dividers, the output voltage is not an additional DAC 1-2-1-n 1) avny 2ltf. -U s-iri M f; hf n, ..-, f where 2f tti is the phase shift ,. CO2i ii -iif responsible voltages with respect to voltage (At the moment of overflow of the first divider 3 frequencies, which corresponds to the zero value of the voltage phase U, the code of the second divider 4-1 frequency, which is different to the phase of the output signal of the Cyphroanalog converter 7-1, is compared in the installation blocks 5-1 and the phase shift monitor with the Hpio code setting the phase voltage shift voltage Uj. If these codes do not match, then at the moment the first frequency divider 3 overflows, the required code value is set to 4-1 frequency divider. Analo the installation and control of the phase shift of the voltage multiples relative to the first harmonic voltage is also made. The phase shift U between the first harmonics of the output voltages of the calibrator U and Or is equal to E6-1o "where Np is the divider code 4-1 at the moment of overflow frequency divider 3. Phase shifts,, voltages UW.- UAf with respect to voltage Ut at frequencies respectively 2f, ... v, fi g- .g.-2f af ZYV V hf ZY-YUCH where N 5 - I divider codes are 4-2-4-p, respectively, of the voltages and Ui i-at the moments of overflow deW 3f J. 1 lit 4-1 frequency. Changing the Nj code allows you to adjust the phase shift between the U and U voltages within 0-360 with the discreteness of the eSB th circuit using the 5-2-5-n setting blocks and controlling the phase shifts of the codes value No ... , trace, 2.7, in fact, to the phase shifts nf it is possible to regulate the phases of the voltage of the multiple frequencies U2., «-, 4) f in relation to the first harmonic-voltage ll of ЗЬО Бб 96 within О-ЗбО. The voltage UQ from the constant voltage source 10, the voltage of the first harmonic Ur and the voltage of the multiple frequencies (higher harmonics) U2f, ..., lj, go to attenuators 8-l-8-n, transfer coefficients KO, Kf Kjf . ..J Ku, which are regulated discretely or smoothly in the range from O to 1. At the output of attenuators 8-1.8-2, the voltages are {. Е% 5 (2) /, V () Voltages оf П are summed by adder 9, at the output of which a voltage is formed - | lK - U sinf-i JaVo -1 + 1 1 that Voltage U arriving at the second output- the calibrator represents. is a finite sum of the Fourier series, with the help of which any periodic function corresponding to the Dirichlet conditions can be represented. From the above description of the proposed device, it can be seen that with the help of the second 4-1 and additional dividers 4-2-4-p frequencies and D / A 7-1-7-p, the first one is formed (J second U2 p-to-harmonics of the output voltage U calibrator of higher harmonics using r "nniL" / tIbrir / TTrtvrr units 5-1-5-p installation and phase shift control are regulated discretely with respect to the first harmonic voltage Uj within 0-21G, the phase of which is regulated discretely in. The same limits in relation to the voltage U. The levels of the summed voltages are governed by the attenuation Rays 8pj8-1 8-n. Thus, measuring the voltage with a constant component of UQ, as well as the amplitude and phase of the harmonics ... Ur I, you can get the desired output signal U of the calibrator. In the case when all the voltage harmonics Uj, except for the 1st voltage, are equal to zero, the output voltage of the calibrator is generated. The voltage is 1 (Sfc-io) And the device operates as a phase-shift calibrator of multiple frequencies. Thus, introducing into the proposed calibrator a block of frequency dividers, attenuators, an adder, additional frequency dividers, setting and controlling the phase shift and a DAC allows an additional positive effect, as it makes it possible to adjust the output waveforms in a wide frequency range. In addition, such a calibrator can be used as a calibrator of phase shifts of multiple frequencies, generators of multiple frequencies, and also as a generator of complex sounds. The proposed phase shift calibrator has wide functionality and can be used in research, development, testing, tuning and certification of various phase-sensitive devices, phase-measuring equipment and phase systems, and the availability of digital control allows you to automate these operations. Claims The phase shift calibrator comprising a generator, first and second frequency dividers, the outputs of which are connected respectively to the first and second digital channels of the converters, the output of the first digital-analog converter, is the first output of the calibrator, and the input of the second frequency splitter is connected to the installation and control unit phase shift, the synchronization input of which is connected to the control output of the first frequency generator, characterized in that, in order to expand the functionality, Provided for controlling the shape of the output signal, it is equipped with a frequency divider unit, attenuators, an adder, a constant voltage source, additional frequency dividers, installation and phase shift control units and digital-analog converters, the frequency divider unit input connected to the generator output, a- each of the outputs of the frequency divider unit through the corresponding additional frequency divider, digital-analogue converter, and attenuator is connected to the corresponding input The adder, the output of which is the second output of the calibrator, the installation inputs and control outputs of the additional frequency dividers are connected to the additional installation units and the phase shift control connected by the synchronization inputs to the control output of the second frequency divider, while the outputs of the second converter & a constant voltage source through the attenuators are connected to the inputs of the adder, and the outputs of the first and second frequency dividers - to one of the outputs of the block frequency dividers Sources of formations taken into account in the examination 1. Measuring equipment for determining the errors of electronic phase meters from linear distortions, Coll. articles. Issues of improving the technical parameters of rectifying and transistor devices. VNIIEP, L., 1970.
2.Авторское свидетельство СССР 434332, кл. G ,01 R 25/04, 19.74.2. Authors certificate of the USSR 434332, cl. G, 01 R 25/04, 19.74.