SU960659A1 - Цифровой фазометр - Google Patents

Description

первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены к управл ющим входам соответственно автоматического переключател , ререрсив ного счетчика, цифрового индикатора и генератора квантующих импульсов С2 . Однако этот фазометр Обладает низким быстродействием, поскольку частота комг утаций выбираетс  значительно большей частоты входных сигналов и после измерительного пер ода коммутации дл  сн ти  отсчета с цифрового индикатора осуществл ютс  холостые Такты автоматического пе реключател . В фазометре существует низкочастотна  погрешность дискретного преобразовани , обусловленна  некратностью периода исследуемого напр жени  и времени измерени  фазо вых сдвигов. Кроме того, фазометр н позвол ет производить измерение фаз вых сдвигов разновременно существующих исследуемых напр жений. Целью изобретени   вл етс  повышение точности, быстродействи  и расширение функциональных возможнос тей измерени  фазовых сдвигов иссле дуемых напр жений. Указанна  достигаетс  тем, что в цифровой, фазометр, содержащий автоматический переключатель, выход которого через формирователь напр жени  пр моугольной формы подключен к входу триггера, выход кото рого через элемент совпадени  подкл чен к входу реверсивного счетчика, цифровой индикатор/ генератор квантующих Импульсов, блок управлени , выходы которого подключены к управл к цим входам автоматического перек чател  и реверсивного счетчика соот ветственно, делитель частоты, введены три дополнительных триггера, дополнительный элемент совпадени  и счетчик, при этом выход триггера че рез первый и третий дополнительные триггеры подключен к входу блока уп равлени , выход генератора квантующих импульсов через дополнительный элемент совпадени , выход которого через.делитель частоты, второй допо нительный триггер подключен к его ; .второму входу подключен ко второму входу элемента совпадени , к третьему и четвертому входам которого подключены выходы соответственно пе вого и третьего дополнительных триггеров, выход реверсивного счетчика через счетчик подключен к входу цифрового индикатора, выход перв го дополнительного триггера подключен к управл ющим входам второго до полнительного триггера и счетчика. Ка фиг. 1. приведена структурна  схема фaзoмeтpa на фиг. 2 - эпюры напр жений, по сн ющие работу устройства . Фазометр содержит,автоматический переключатель 1, формирователь 2 напр жени  пр моугольной формы, . трипер 3, элемент 4 совпадени , дополнительный элемент 5 совпадени , генератор 6 квантующих импульсов, первый дополнительный триггер 7, реверсивный счетчик 8, второй дополнительный триггер 9, третий дополнительный триггер 10,счетчик 11, делитель 12 частоты,блок 13 управлени , цифровой индикатор 14. Причем на первый и второй вход автоматического переключател  2 подаютс  исследуемые сигналы, а его выход Через формирователь 2 подключен к входу триггера 3, выход которого через первый 7 и третий 10 дополнительные триггеры подключен к входу блока 13 управлени , первый и второй выходы которого подключены К управл ющим входам автоматического переключател  1 и реверсивного счетчика 8 соответственно. К первому, третьему и четвертому входам элемента 4 совпадени  подключены выходы триггеров 3, 7 и 10 соответственно, а к его второму входу через элемент 5 совпадени  подключен выход генератора б квантующих импульсов. К второму входу элемента 5 совпадени  через делитель 12 частоты, .триггер 9 подключен его выход. Выход элемента 4 совпадени  через реверсивный счетчик 8, счетчик 11 подключен, к входу цифрового индикатора 14. Выход триггера 7 подключен к управл ющим входам триггера 9 и счетчика 11. Фазометр работает следующим образом . Исследуемые входные сигналы (фиг. 2 a,(S) U UTsintLot-if); U-2. U stnCout-tf) (1) оступают на вход автоматического ереключател  1, на управл ющий вход оторого поступают .импульсы управлени  т блока 13 управлени . При работе втоматического переключател  1 с ча астотой Я (рис. 2,е) на его выходе ормируетс  непрерывное напр жение, одулированное по фазе с частотой оммутации (ujt-tf)-F((ait-.4)-F(i),41) f(i)| (v;;)at; i it f, n . Sin()«t F(tl-l --L J i л P Л..-. 1 л Напр жение (2) преобразуетс  в напр жение пр моугольной формы при помощи формировател  2 (рис. 2, в) которое подаетс  на.последовательно соединенные триггеры 3, 7   10. На выходе второго дополнительного триг гера 10 (рис. 2, е) формируетс  нап жение частоты комгчутации 62 , которое поступает на блок 13 управлени  и управл ет его работой. При этом пер од коммутирующего напр жени  в св зан с периодом коммутируемых напр жений Т следующей зависимостью )T, (i-) где m - целое положительное число, т 0. .В первый такт работы автоматичес го переключател  1 на вход триггера 3 поступают напр жение пр моугольной формы, моменты перехода через нуль которого определ ютс  следующи выражением ,0; Ц .(4) В другой такт работы автоматического переключател  1 на вход три |Гера 3 поступает напр жение пр моуг шьной формы, моменты перехода через нуль которого определ ютс  wVif2 0;ti (5) На выходе триггера 3 формируете Пр моугольное напр жение (рис. 2, длительность начального импульса которого.в первый такт работы автоматического переключател  1. равн - , ,-% (6) а во второй такт .. На выходе первого дополнительного триггера 7 также формируетс  нап  «ение пр моугольной формы (рис.2,д длительность начального импульса которого во второй такт работы авто . матического переключател  1 равна j;«-T+- Т+1: . (в) На выходе третьего дополнительного триггера 10 формируетс  напр ж ние пр моугольной формы (рис. 2, е длительность импульса которого в первый такт работы автоматического переключател  1 равна

е-., i)

а во второй такт

Q. () ОО)

Таким образом, период коммутации складываетс  из двух полупериодов.

60

В следующий такт работы автоматического переключател 

(IM

(Т + tr)f.

N

Claims (2)

1. При реверсировании счетчика 8 с 65 частотой 5 в моменты переключени  авдлительность которых зависит не только от частоты входных сигналов, но и от фазового сдвига между этими сигналами. Кроме того, при Ч-Ч 180 длительности полупериодов коммутации станов тс  равными, при фазовых сдвигах, меньших 180°9 0, а при фазовых сдвигах, больших , что дает возможность автоматически индицировать знак фазового сдвига. Выходные напр жени  триггеров 3, 7 и 10.поступают на входы элемента 4 совпадени  и открывают его только на моменты времени, равные t в первый такт работы автоматического переключател  1 и t| - во второй такт работы (рис. 2, к). На этот же элемент совпадени  поступают от генератора 6 квантующих импульсо-в следующие с высокой частотой повторени  f квантующие импульсы. С выхода элемента 4 совпадени  на реверсивный счетчик 8 за врем  одного периода коммутации поступают пачки квантующих импульсов, количество которых определ етс  (рис. 2, з) .N ft , N f г, (П) Врем  измерени  Т|, ограничиваетс  с помощью дополнительных элемента 5 совпадени  и второго триггера 9, а также делител  12 частоты. Количество пачек квантующих импульсов, проход щих на выход элемента 4 совпадени  , определ етс  п 2«Тц Выходное напр жение триггера 7 поступает на вход триггера 9 и опро кидывает его в моменты времени, сдвинутые во времени относи.тельно импульсов коммутации на посто нную, завис щую от частоты входных исследуе1 лх напр жений, величину, т.е. триггер 7 формирует импульс запуска. Триггер 9 открывает элемент Ь совпадени , и рт генератора 6 квантующих- импульteoB на элемент 4 совпадени  и делитель 12 частоты и поступают квантующие импульсы. Сигнал триггера 7 также сбрасывает на нуль показани  счетчика 11.. После прохождени  заранее заданного числа квантующих импульсов N, кратного 360° , делитель 12 частоты выдает на триггер 9 сигнал, элемент 5 совпадени  закрываетс  и процесс измерени  прекращаетс . На реверсивный счетчик 8 в первый такт работы коммутатора поступает число импульсов --) f. (13) томатического переключател , что о печиваетс  блоком 13 управлени , ч ло импульсов, накопленных реверсив ным счетчиком 8 за один период ком тации .-N N где Ч- - 4-2 ; F - частота исследуемых напр жений . Количество периодов коммутации врем  измерени  п . р Так как 5 2РТи 2ПТТТ Пачки импульсов (15) с выхода реверсивного счетчика 8 поступают на вход счетчика 11. Таким образом ойцее количество импульсов, сосчитанное счетчиком 11 равно .И5М- (mH.).,,j,oO-.nitl..goO При ffl 2 (что соответствует ра сматриваемой схеме) формула (18) преобразуетс  иэм полученного выражени  следует , что выбрав надлежащее соотношение между частотой следовани  кв тующих импульсов f и временем измерени  Т, можно получить отсчет N„3, соответствующий величине изме емого фазового сдвига Ч . Таким образом, технико-экономич кие преимущества предлагаемого циф рового фазометра по сравнению с известным, заключаетс  в более выс кой точности измерени  фазовых сдв гав, котора  достигаетс  за счет с хронизации момента запуска с часто исследуемых напр жений, более высо быстродействии измерени  фазовых сдвигов, которое достигаетс  за сч уменьшени  времени изглерени  и повы шени  частоты коммутации по сравне нию с частотой исследуемых напр же ний. Кроме того, предлагаемый цифров фазометр имеет более широкие функционапьные возможности, что достигаетс  обеспечением возможности измерени  фазовых сдвигов двух равномерно существующих исследуег«лх напр жений . Формула изобретени  ЦифровЪй фазометр, содержащий автоматический переключатель, выход которого через формирователь напр жени  пр моугольной формы подключен к входу триггера, выход которого через злемент совпгшени  подключен к входу реверсивного счетчика, цифровой индикатор, генератор квантующих импульсов , блок управлени , выходы которого подключены к управл ющим входам автоматического переключател  и реверсивного счетчика соответственно , делитель частоты, от л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности, быстродействи  и . расширени  функциональных возможностей измерени  фазовых сдвигов исследуемых напр жений, введены три дополнительных триггера, дополнительный элемент совпадени  и счетчик, причем выход триггера через последовательно соединенные первый и третий дополнительные триггеры подключен к входу блока управлени , выход генератора квантукадих импульсов через дополнительный элемент совпадени , выход которого через последовательно соединенные делитель частоты, второй дополнительный триггер подсоединен к его второму входу, подключен к второму входу элемента совпадени , к третьему и четвертому входам которого подключены выходы соответственно первого и третьего дополнительных триггеров, выход реверсивного счетчика через счетчик подключен к входу цифрового индикаторов, выход первого дополнительного триггера подключен к управл к дим входам второго дополнительного триггера и счетчика. Источникиинформации, прин тые во внимание при Экспертизе 1.Смирнов П.Т. Цифровые фазометры . М., Энерги , 1974, с. 33, рис. 13.
2. 2.Скрипник Ю.А. Коммутационные цифровые измерительные приборы. М., Энерги , 1973, с. 73-77, рис. 3-1, 3-2, 3-3.

   -4

   47