SU834597A1 - Компенсационный фазометр - Google Patents

Description

(54) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относитс  к фазоизмерцтепъной технике и может быть испол зовано при создании широкополосных цифровых фазометров. Известен цифровой автокомпенсаци- онный фазометр с использованием цифро вых фазовращателей на основе двух один ковых синхронно работающих пересчетны триггерных систем, на вход которых подаютс  импульсы задающего генератора f 5 . Недостатком этого фазометра  вл етс  необходимость ручной перестройк частоты импульсного генератора при изменении частоты сравниваемых по фор ме напр жений, что уменьщает быстродействие устройства. Известен широкополосный цифровой автокомпенсациднный фазометр, .содержащий в двух каналах последовательно соединенныеформирователь коротких импульсов, фазоинвертор и автоматический переключатель, интегратор, дв элемента совпадени , пересчетные триггерные схемы, отсчетш 1Й блок zl. Принцип действи  этого фазометра заключаетс  в периодическом изменении фазы входных напр жений на 180° в преобразовательных каналах фазометра и введении компенсирующего фазового сдвига между модулирующими напр жени ми . Однако, при периодической коммутации сравниваемых по фазе сигналов в каналах фазометра возникают переходные процессы, обуславлива  случайные погрешности измерени . При этом, прскольку импульсы коммутации (выходного сигнала пересчетных схем) и сравниваемые сигналы независимы друг от друга, то фазовые .сдвиги (во многом определ ющие длительность и амплитуду переходного процесса)коммутируемых сигналов относительно импульсов коммутации измен ютс  во времени, что не позвол ет учесть вли ние преходных процессов при калибровке прибора .

Дл  уменьшени  вли ни  переходных процессов увеличивают соотношение периода коммутации к периоду коммутируемых сигналов, что при заданной нижней частоте сравниваемых по фазе сигналов приводит к резкому уменьшению быстродействи  фазометра.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и точности измерени , путе синхронизации имцульсов коммутации таким образом, что период коммутации становитс  кратным периоду коммутируемых сигналов во всем частотном диапазоне их изменени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в компенсационный фазометр, содержащий в двух каналах последовательно соединенные фазоинвертор, автоматический переключатель и формирователь коротких импульсов, выходами соединенные со входами фазового детектора , выход которого через интегратор соединен с потенциальными входами элементов И, выходы которых соединены с первыми входами пересчетных схем первые выходы которых соединень с отсчетным блоком, а вторые - со входами автоматических переключателей, введены треквходовый элемент И, первый и второй одновибраторы и первый и второй дискриминаторы, причем выход второго дискриминатора соединен с импульсными входами элементов И, а вход - со входом второго одновибратора и с третьим входом трехвходового элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого дискриминатора , входом соединенного со входом одного из фазоинверторов, второй с выходом второго одновибратора, а вьгход - с импульсными входами пересчетных схем и со входом первого одновибратора , выход которого соединен со входом второго одновибратора.

На чертеже представлена блок-схема комйенсациошюго фазометра

Фазометр содержит первый 1, вТор9Й 2 фазоинверторы, первый 3 и второй 4 .автоматические переключатели, первый 5 и второй 6 формирователи коротких импульсов, фазовый детектор 7, интегратор 8, первый 9 и второй 10 элементы И, первую 11 и вторую 12 пересчетные схемы, отсчетный блок 13, первый 14 и второй 15 дискриминаторы первый 16 и второй 17 одновибраторы и трехвходовый элемент И 18.

Устройство работает следующим образом .Сравниваемые по фазе напр жени  поступают на фазовые инверторы I и 2, каждый из которых расщепл ет входной сигнал на два противофазных напр жени .

При непрерывной работе автоматических переключателей 3 и 4 на формирователи коротких импульсов 5 и 6 поочередно воздействуют пакеты противофазных напр жений. Выходы формирователей 5 и 6 соединены со входами двухпол рного фазового детектора 7, имеющего пилообразную, симметричную относительно нул  амплитудно-фазовую характеристику.

Управление работой переключателей 3 и 4 осуществл етс  импульсами синхронизированного генератора через пересчетные схемы 11 и 12, выполн ющие роль дискретных фазовращателей. Коэффициент пересчета выбираетс .равным , где п - целое число, определ емое допустимой дискретностью компенсирующего сдвига фаз.

При наличии фазового сдвига между выходными напр жени ми пересчетных схем 11 и. 12 на фазовый детектор 7 поступают последовательности импульсов то в фазе (или обе последовательности в противофазе), то одна из последовательностей в фазе, а друга  в противофазе. В результате в течение одного пернода коммутации импульсов на выходе фазового детектора 7 действует положительное или отрицательное напр жение.

Оно воздействует на интегратор 8 (фильтр посто нн9 го тока), через который проходит сГреднее значение напр жени . Если частота переключений меньше частоты следовани  импульсов, то врем  .действи  положительного и отрицательного напр жени  определ етс  фазовым сдвигом между напр жени ми на выходах пересчетнык схем 11 и 12. Среднее значение напр жени  на выходе интегратора 8 пропорционально разности измер емого и компенсирующего фазового сдвига.

Claims (2)

1. Измерение фазового- сдвига осуществл етс  путем его уравновешивани  компенсирующим сдвигом фаз между напр жени ми , управл ющими работой автоматических перключателей. Регулирование фазового сдвига между выходными напр жени ми пересчетных схем П и 12 достигаетс  временным сдвигом моментов их заполнени . Дл  этого одно их входных напр жений подаетс  на ди скриминатор 14, выходные импульсы ко торого поступают на трехвходовый эле мент 18, С выхода элемента И 18 импульсы поступают на пересчетные схемь 11 и 12, ас выхода дискриминатора 15 на импульсные входы элементов И 9 и 10. На их потенциальные входы поступает выходное напр жение интегратора 8, При этом один из элементов И открываетс  напр жением положительно пол рности, другой - напр жением отрицательной пол рности. Через открытый элемент И импульсы поступают на вход одной из пересчетных схем. Выбор пол рности элементов И осуществл етс  таким образом, чтобы сдвиг фаз между выходными напр жени ми пересчетных схем измен лс -в сторону компенсации измер емого фаз. При достижении компенсации выход , ное напр жение интегратора примет ну левое значение и подача дополнительных импульсов с дискриминатора 15 на пересчетные схемы прекращаетс  разностью кодов, представленных состо ни ми триггеров пересчетных схем 11 и 12. Разностный код преобразуетс  в дес тичный и индицируетс  на отсчетном блоке 13. Отличительной особенностью компенсационного фазометра  вл етс  синхронизаци  запускающих импульсов пересчетных схем одним из сравниваемых сигналов. При этом поскольку период запускающих импульсов кратен периоду сравниваемых сигналов, то период выходных сигналов пересчетных схем в установившемс  режиме также кратен периоду сравниваемых сигналов. Это  вл етс  одним из условий стабилизации переходного процесса в каналах фазометра, что позвол ет значительно уменьшить соотношение периода коммутационных импульсов с периодом сравниваемых сигналов и как след-j ствие повысить, быстродействие и точность компенсационного фазометра. Формула изобретени  Компенсационный фазометр содержащий в двух Каналах последовательно соединенные фазоинвертор, автоматический переключатель и формирователь коротких импульсов, выходами соединенные со входами фазового детектора, выход которого через интегратор соединен с потенциальными входами элементов И, выходы которых соединены с первыми входами пересчетных схем первые выходы которых соединены с отсчетным блоком, вторые - со входами автоматический переключателей, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и точности измерени , в него введены трехвходовьй элемент И, первый и второй одНовибраторы и первый и второй дискриминаторы , причем выход второго дискриминатЬра соединен с импульсными входами элементов И, а вход - со входом второго одновибратора и с третьим входом трехвходового элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого дискриминатора, входом соединенного со входом одного из фазоинверторов, второй - с выходом второго одновибратора, а выход - с импульсными входами пересчетных схем и со входом первого одновибратора, выход которого соединен со входом второго одновибратора. Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 245913, кл. G 01 R 19/02, 1969.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 351179, кл. G 01 R 25/04, 1972.