SU892344A1 - Фазометр - Google Patents
Фазометр Download PDFInfo
- Publication number
- SU892344A1 SU892344A1 SU802909431A SU2909431A SU892344A1 SU 892344 A1 SU892344 A1 SU 892344A1 SU 802909431 A SU802909431 A SU 802909431A SU 2909431 A SU2909431 A SU 2909431A SU 892344 A1 SU892344 A1 SU 892344A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- inputs
- coincidence
- phase
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Phase Differences (AREA)
Description
(54) ФАЗОМЕТР
1
Насто щее изобретение относитс кэлектроизмерительной технике и может быть использовано дл измерени сдвига фаз между гармоническими сигналами .
Известен фазометр, содержащий первый и второй усилители-ограничители , выходы которых через дифференцирукнцие цепи подключены к входам триггера, выход которого подключен к индикаторному прибору 1.
Недостатками известного устройства вл ютс невозможность измерени фазовых сдвигов близких к О, вследствие сбоев в работе триггера при почти одновременном поступлении запускающих импульсов на его входы, погрешности за счет асимметрии уровней ограничени в усилител х-ограничител х , вли ни конечной длительности фронтов выходных импульсов усилителей-ограничителей и дифференцирующих цепей.
Известен фазометр, содержащий первое и второе входные устройства, первую и вторую формирующие цепи, каскад совпадений, усредн ющее уст-ройство , причем выходы входных устройств через формирующие цепи подключены к входам каскада совпадений.
выход каскада совпадений, выход каскада совпадений соединен с входом усредн ющего устройства, к выходу которого подключен индикатор 2.
Недостатком известного устройства вл етс неоднозначность отсчета фазовых сдвигов в пределах -180°-0°-+ +180° . .
Наиболее близким к изобретению
10 вл етс фазометр, содержащий усилители-ограничители , линии задержки, схемы антисовпадени , усредн ющие схемы, вычитающую схему, индикаторы модул и знака разности фаз, причем,
15 выходы усилителей-ограничителей соединены со входами первой схемы аитисовпадени , выход которой через первую схему усреднени соединен с индикатором модул разности фаз,
20 входы первой и второй линий задержки соединены с выходами соответствующих усилителей-ограничителей, а их выходы - с первыми входами второй и третьей схем антисовпадени , второй
25 вход второй схемы антисовпадени соединен с выходом второго усилител ограничител , а второй вход третьей схемы антисовпадени соединен с выходом первого усилител -ограничите30 л , выходы второй и третьей схем аитисовпадени через схемы усреднени соединены со входами вычитающей схемы , выход которой соединен со входом индикатора знака разности фаз 3.
Этот фазометр обеспечивает определение не только модул , но и знака измер емой разности фаз в пределах -180°-0°-+180°.
Недостатками известного устройств вл етс погрешность определени знака разности фаз при измерении фазовых сдвигов, близких к О, возникающа из-за возможного неравенства времен задержек линий задержки, инерционность в определении знака разности фаз при ее переходе О вследствие наличи схем усреднени в канале определени знака разности фаз, погрешность обусловленна асим.1етрией уровней ограничени в усилител х-ограничител х , а также наличие двух индикаторов, что усложн ет работу оператора и снижает производительность труда.
Цель изобретени - повышение точности и быстродействи определени знака сдвига фаз при измерении малых фазовых сдвигов.
Поставленна цель достигаетс тем что в фазометр,содержащий первые и вторые формирователи, инверторы, элементы задержки, элементы совпадени , элемент логического сложени , узел суммировани и усреднени с дифференциальными входами и индикатор , причем, вход второго формировател подключен ко второму входному сигналу, а. выходы первого и второго формирователей подключены ко входам первого и второго инверторов, выходы которых подключены ко входам соответственно первого и второго элементов задержки.и первым входом. второго и первого элементов совпадени , вторые входы которых подключены соответственно к выходам второго и первого формирователей, а выходы к первому и второму входам элемента логического сложени , введены третий четвертый, п тый и шестой элементы совпадени , и второй триггеры первый и второй и третий ключи, первый и второй пороговые элементы, сумматор, масштабный преобразователь источник опорного напр жени , коммутатор и фазосдвигающий блок, причем, вход последнего подключен к первому входному сигналу и первому, а выход ко второму входам коммутатора, выход которого подключен ко входу первого формировател , первые входы третьего и четвертого элементов совпадени подключены ко входам первого .и второго элементов задержки, вторые-- к выходам первого и второго элементов совпадени , а выходы - к первым и вторым входам первого триггера соответственно , причем,.первыйи второй выходы последнего подключены соответственно к первым входам п того и шестого элементов совпадени , вторые входы которых подключены к выходу элемента логического сложени , а выходы - ко вторым входам соответственно первого и второго ключей, первые входы которых подключены к выходу источника опорного напр жени , а выходы соответственно к первым и вторым входам узла суммировани и усреднени , выход которого подключен к входам первого и второго пороговых элементов и первому входу сумматора, ,выход которого подключен к индикатотору , а второй вход - к выходу третьего ключа, первый вход которого через масштабный преобразователь подключен к выходу источника опорного напр жени , а второй - к третьему входу коммутатора и выходу второго триггера, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго пороговых элементов.
На фиг. 1 изображена функциональна схема предлагаемого фазометра; на фиг. 2 и фиг. 3 - временные диаграммы , по сн ющие его работу; на фиг. 4 - показана выходна характеристика фазометра.
Основными узлами фазометра вл ютс формирователи 1 и 2, инверторы
3и 4, элементы 5 и б задержки, элементы 7-12 совпадени , элемент 13 логического сложени , триггеры 14
и 15, управл емые ключи 16-18, узел 19 суммировани и усреднени с диф .ференциальными входами, сумматор 20 (пороговые элементы 21 и 22, фазосдвигающий блок 23, коммутатор 24, источник 25 опорного напр жени , масштабНЕЛй преобразователь 26, индикатор 27
Устройство работает следующим образом .
Входные напр жени Ug,; и , сдвиг фаз между которыми измер етс , поступает на входы формирователей 1 и 2, причем иду поступает непосредственно на формирователь 2, а Ugx или непосредственно на вход формировател 1, или через фазосдвигающий блок 23, в зависимости от состо ни коммутатора 24, формирователи 1 и 2 кодируют пол рность входных сигналов двоичным кодом а инверторы 3 и
4образуют обратные кода (фиг.2 в, г,д,е; фиг, 3 в,г,д,е,). Пр мой код сигнала Ug и обратный код сигнапоступают на входы элемента
ла и
вхо.
7 совпадени , а обратный код сигнала Uj и пр мой код сигнала поступают на вхоДы элемента 8 совпадени . На входах элементов 7 и 8 совпадени формируютс импульсы, длительностьТ которых пропорциональна модулю иэмер емого сдвига фаз и однозначно св зана с ним в пределах фазовых углов О -180 (фиг. 2ж,з; фиг. 3 ж.з.) - период входных сигна . лов и вх и Uex ; - сдвиг фаз между U g и и бх 2 . Импульсные серии на выходах элементов 7 и 8 совпадени сдвинуты относительно друг друга на половину периода входных сигналов, так как на их одноименных входах присутству ют взаимно-обратные коды. Эти имj пульсные серии суммируютс элементом 13 логического сложени (фиг. 2 фиг, 3 и). При этом посто нна составл юща результирующей импульсно серии , не зависит от возможных сдвигов нулевой линии в формировате л х 1 и 2. . На входы элемента 9 логического совпадени поступают выходной сигна элемента 7 совпадени и обратный код сигнала Ugx предварительно задержанный на врем Тjj с помощью элементазадержки 5 (фиг. 2 ж,к; фиг. 3 ж,к). А на входы элемента 10 совпадени поступают выходной сигнал элемента 8 совпадени и обратны код сигнала Ugyij предварительно задержанный на врем Tjj, с помощью элемента задержки 6 (фиг. 2 з,л,). В зависимости от знака разности фаз между U gx и b-x/i, а одного из элементов совпадени 9 или 10 в моменты соответствующие началу очередного периода опережающего напр жени будут по вл тьс короткие импульсы ( фиг. 2 м,н, фиг. 3м,и,) Если1-Ч 70-то импульсы по в тс на вы ходе элемента 10 совпадени (фиг. 2 а на выходе элемента 9 совпадени в врем будет нулевой потенциал (фиг.2 н) .Если же ,т.е. напр жен и опережает напр жение Ug на выходе элемента 10 совпадени будет нулевой потенциал (фиг.3 м),а на выходе элемента 9 совпадени в момен ,ты соответствующие началу очередного периода сигнала Ug, будут по вл тьс короткие импульсы(фиг.3 н) Выходные сигналы элементов 9 и 10 совпадени подаютс соответственно на S и R входы триггера 14. Если импульсы с выхода элемента 9 совпадени установ т триггер 14 в единич ное состо ние (фиг. 2 о,п.), открое с элемент 11 совпадени и импульсы с выхода элемента 13 логического сл жени начнут поступать на управл ющий вход управл емого ключа 16 (фиг. 2 р), на выходе которого формируютс импульсы длительности Т, соответствующей значению модул измер емого сдвига фаз, амплитуда которых равна стабильному значению VQ задаваемому источником 25 опорного напр жени (фиг. 2 т) . Эти импульсы поступают на неинвертирующий вход узла 19 суммировани и усреднени . Управл ющий ключ 17 в это врем закрыт нулевым сигналом элемента 12 совпадени (фиг. 2с) и на его выходе тоже нулевой потенциал (фиг.2 у) Если Ч О , то импульсы с выхода элемента 10 совпадени установ т триггер 14 в нулевое состо ние, (фиг. 3 о.п.) откроетс элемент 12 совпадени , а элемент 11 совпадени закроетс , и импульсы с выхода элемента 13 логического сложени станут поступать на управл ющий вход управл емого ключа 17 (фиг. 3с), на выходе которого будут формироватьс импульсы стабильной амплитуды VQ и длительности i:f (фиг. 3 у) . Импульсы с выхода управл емого ключа 17 поступают на инвертирующий вход узла 19 суммировани и усреднени , а управл емый ключ 16 при этом закрыт нулевым потенциалом с выхода элемента 11 совпадени (фиг. 3 р), и на его выходе будет нулевой сигнал(фиг.3 т). На выходе узла 19 суммировани и усреднени в это врем будет посто нный сигнал, модуль которого равен 9 ° T,j - длительность импульсов на е : выходе элемента 13 логи . ческого сложени ; период следовани импульсов на выходе элемента 13 логического сложени . Поскольку импульс на выходе элемента логического сложени 13 формируетс в течение каждого полупериодг входных сигналов, то т - т , ,j 2 где Т - период входных сигналов U Подставл (1) и (3) в (2) получаем v, 15,4, .1 т.е. модуль сигнала на выходе узла 19 суммировани и усреднени пропорционален модулю измер емого сдвига фаз. Пол рность этого сигнала положительна , если импульсы поступают с выхода ключа 16 на неинвертирующий вход схемы сумкшровани и усреднени т.е. при (фиг. 2 ф) и отрицательной, если импульсы поступают на инвертирующий вход этой схемы, что соответствует Ч О (фиг. 3 ф) Этим самым достигаютс однозначна св зь между измер емым сдвигом фаз и посто нным сигналом на выходе узла 19 суммировани и усреднени в диапазоне .фазовых сдвигов -180°-0°-+ +180°. Таким образом можно записать Выходной сигнал узла 19 суммировани и усреднени 19 через сумматор 20 подаётс на индикатор 27, на выходе которого получаетс отсчет измер емого сдвига,фаз. Как видно из временных диаграмм (фиг. 2 м, фиг. 3 н), длительность управл ющих импульсов поступающих на тот или иной вход триггера 14, равна T3j-()f если длительность импульсов, формируемых на выходах элементов 9 и 30 совпадени , больше ) , т.е. при сравнительно больших фазовых сдвигах входных сиг налов. В случае измерени небольших по величине фазовых сдвигов может возникнуть ситуаци , когда Г «tjjCir t j ,), и тогда длительность управ л ющих импульсов у-т или Ug,nocjynaющих на соответствующие входы тригг ра 14, будет равна не t 3 (tj) , at И в случае маЛых Ч, особенно если частота входных сигналов Ugx, и и gx, велика, когда S очень, мало, при изме нении знака разности фаз могут возникнуть сбои в работе триггера 11. Поэтому, когда по модулю уменьшаетс до величины соответствующей 1Ч|гл | (фиг. 4) , срабатывает пороговый .элемент 21,на его выходе по вл етс запускающий импульс, постуПсмснций на счетный вход триггера 15, и последний переходит из нулевого состо ни в единичное. Величина напр жени V выбираетс немного боль ше, чем 1 , соответствующей фазовым сдвигам равным по модулю и - 21 где t, равно Vt, илиТГзбЧто касаетс времени задержки Tj И fjg элементов 5 и 6 задержки, то оно выбираетс таким, чтобы обеспечить уверенное переключение триггера Перейд в единичное состо ние триггер 15 переключает коммутатор 24 и сигнал Ujx-, поступает на вход формировател i через фазосдвигающий блок 23, внос щую дополнительный фазовый сдвиг л причем, должно выполн тьс условие . (8) В результате фазометр выходит из зоны где возможна неустойчива работа триггера 15. При этом сигнал на выходе узла суммировани и усреднени 19 равен . Одновременно с переключением коммутатора 24, триггер 15 открывает ключ 18, и выходной сигнал масштабного преобразовател 26 поступает на второй вход сумматора 20. Если коэффициент преобразовани масштабного преобразовател 26 выбрать равным чь -Т-(10) то на его выходе будет сигнал а. . (11) Сумматор 20 суммирует выходные напр жени узла 19 суммировани и усреднени и масштабного преобразовател 26 (последнее поступает через управл емый ключ 18). Напр жение на выходе сумматора 20 равно. Vi ( +dv) Vc,c/ S-t |т.е. сигнал на выхода сумматора 20 соответствует измер емому сдвигу фаз . Если при дальнейшем изменении.измер емого фазового сдвига (фиг. 4) получитс так. что ,(13) ТО на выходе порогового элемента 21 вновь по витс импульс и триггер 15 перейдет в нулевое состо ние, коммутатор 24 вновь переключитс , а управл емый ключ 18 закроетс . Входной сигнсШ и будет поступать на вход формировател 1, кмну фазосдвигаиощий блок 23, а напр жение с выхода масштабного преобразовател 26 не будет подаватьс на второй вход сумматора 20. Фазометр вновь выйдет из зоны неустойчивой работы триггера 14. Если фазовый сдвиг / +ДЧ увеличиваетс до достаточно большой величины так, что l4-t-u l 4, то срабатывает пороговый элемент22, и импульс с его выхода поступает на вход установки нул триггера 15 и Последний переходит в нулевое состо ние , переключа коммутатор 24 и закрыва ключ 18. Если же триггер 15 - в нулевом состо нии, то при увеличении сдвига фаз по модулю до Ч , состо ние триггера 15 не изменитс , так как импульс поступивший на вход установки нул подтвердит нулевое состо ние триггера 15. Предложенное устройство имеет повышенную точность определени разности фаз, при измерении фазовых сдвигов близких к О, имеет высокое быстродействие определени знака фаз при ее переходе через О. Повышение точности и быстродействи в определении знака измер емой разности фаз достигаетс обеспечением независимости результата этой операции от вoз южнoro неравенства времен задержек элементов задержки и формированием сигнала, характеризующего знак разности фаз в течение каждого периода входных сигналов. Устройство может быть применено в информационно-измерительных прибоpax и системах дл измерени разности фаз между гармоническими сигналами .
Claims (3)
1.Скрипник Ю.А. Повышение точности измерительных устройств. .Киев, 1976, с. 153-154.
5
2.Галахова О.П. , Колтик Е.Д., Кравченко С.А. Основы фазометрии Л., Энерги , 1976, с. 140-141.
3.Авторское свидетельство СССР
№ 214667, кл. G 01 R 25/00,17.06.68.
0
«,
rrf п п п п п п г t
1
Р Ug
.t
фмЛ 5 8, дz/э еи жa JUe ii9 О пп Г1 т % п I у f п ,
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802909431A SU892344A1 (ru) | 1980-04-16 | 1980-04-16 | Фазометр |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802909431A SU892344A1 (ru) | 1980-04-16 | 1980-04-16 | Фазометр |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU892344A1 true SU892344A1 (ru) | 1981-12-23 |
Family
ID=20889434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802909431A SU892344A1 (ru) | 1980-04-16 | 1980-04-16 | Фазометр |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU892344A1 (ru) |
-
1980
- 1980-04-16 SU SU802909431A patent/SU892344A1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU892344A1 (ru) | Фазометр | |
SU849096A1 (ru) | Фазометр | |
SU1257555A1 (ru) | Цифровой след щий фазометр | |
SU926705A2 (ru) | Преобразователь угловых перемещений в код | |
SU790303A1 (ru) | Двухканальный коммутатор гармонических сигналов | |
SU989490A1 (ru) | Цифровой след щий фазометр | |
SU989491A1 (ru) | Цифровой след щий фазометр | |
SU661385A1 (ru) | Измеритель интервалов между серединами импульсов | |
SU989487A1 (ru) | Цифровой фазометр | |
SU983574A1 (ru) | Цифровой фазометр среднего значени | |
SU312375A1 (ru) | Усилитель времяимпульсных сигналов | |
SU800956A1 (ru) | Цифровой измеритель отношени ВРЕМЕННыХ иНТЕРВАлОВ | |
SU317080A1 (ru) | Двухотсчетный преобразователь напряжение-код | |
SU690298A1 (ru) | Цифровое измерительное устройство расходомера | |
SU987576A1 (ru) | Устройство дл определени параметров экстремумов | |
SU603915A1 (ru) | Устройство дл испытани реле | |
SU1109909A1 (ru) | Устройство контрол | |
SU606140A1 (ru) | Цифровой частотомер | |
SU220648A1 (ru) | ||
SU744951A1 (ru) | Пересчетное устройство | |
RU1780041C (ru) | Фазометр | |
SU868640A1 (ru) | Цифровой измеритель симметричных составл ющих трехфазной сети | |
SU1104438A1 (ru) | Преобразователь фазового сдвига в цифровой код | |
SU451045A1 (ru) | Устройство дл измерени периода | |
SU1709233A1 (ru) | Цифровой фазометр среднего сдвига фаз между сигналами с известным частотным сдвигом |