Низкочастотный фазометр

 

НИЗКОЧАСТОТШЛЙ ФАЗОМЕТР, содержащий индикатор, два усилителяограничителя , входы которых соединега с щинами входных сигналов, а вы ,ходы - с входами дифференциальнораспределительной цепи, первый и второй выходы которой соединены с первымн входами первого и второго триггеров , отличающийся тем, что, с целью повышения точности в диапазоне низких частот, в него введены два фильтра низкой частоты, фильтр верхней чистоты, элемент И и элемент ИЛИ, причем вторые входы триггеров соединены соответственно с третьим и четвертым выходами диффер енциально-р аспр еделит ельной цепи, входы элемента И соединены соответственно с прямым выходом первого и инверсным выходом второго триггеров , другие выходы которых соединены со входами элемент-а ИЛИ, выход которого через последовательно соединенные первый фильтр нижней частоты и фильтр верхней частоты соединен с первым вьгаодом индикатора и через второй фильтр нижней частоты с выхо:дом элемента И, второй вывод индикатора подключен к общей шине. - М ( QD ;О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (l9) ((I) 4(51) 6 01 К 25 00 °: м»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРИТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3673770/24-21 (22) 12.12.83 (46) 30.03.85. Бюл. Ф 12 (72) А.И.Овчаренко и С.И.Овчаренко (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им.В.И.Ленина (53) 621. 317. 77 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР . .У 922655, кл. С 01 R 25/00, 30.06.80.

2. Орнатский П.П. и др. Измерительные приборы периодического сравнения. М., 1975,/с. 24, рис. 1-12 (прототип) . (54)(57) НИЗКОЧАСТОТНЫЙ ФАЗОИЕТР, содержащий индикатор, два усилителя ограничителя, входы которых соединеHbl c пинами входных сигналов, а вы,ходы — с входами дифференциально распределительной -цепи, первый и второй выходы которой соединены с первыми входами первого и второго триггеров, отличающийся тем, что, с целью повыпения точности в диапазоне низких частот, в него введены два фильтра низкой частоты, фильтр верхней частоты, элемент И и элемент ИЛИ, причем вторые входы триггеров соединены соответственно с третьим и четвертым выходами диф ференциально-распределительной цепи, входы элемента И соединены соответственно с прямым выходом первого и инверсным выходом второго триггеров, другие выходы которых соединены

\ со входами элемента ИЛИ, выход которого через последовательно соединен- 3 ные первый фильтр кинней частоты и фильтр верхней частоты соединен с первым выводом индикатора и через второй фильтр нжкней частоты с выходом элемента И, второй вывод индикатора подключен к общей шине.

1147999

Изобретение относится к измери—

1 тельной технике и предназначено для измеренчя фазовых сдвигов в низкочастотном диапазоне входного сигнала.

Известно устройство, содержащее формирователи входных сигналов, подключенные к входам двух триггеров, выходы которых подключены к входам элементов И (11 .

Недостатком этого устройства яв- 10 ляется его низкая точность, поскольку при низкочастотном сигнале невезможно определить значение выходного сигнала.

Известно устройство, содержащее 15 два усилителя-ограничителя, входы которых соединены с шинами входных сигналов, а выходы — с входами дифференциально-распределительной цепи, первый и второй выходы которой соединены с входами триггеров, выходы которых присоединены к соответствующим выводам индикатора f2) .

Недостатком этого устройства является его низкая точность, поскольку при снижении частоты входного сигнала показания индикатора колеблются

1 ,и невозможно определить значение фаI зового сдвига.

Цель изобретения — повышение точ30 ности в области низких частот.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее индикатор, два усилителя-ограничителя, входы которых соединены с шинами 35 входных сигналов, а выходы с входами дифференциально-распределительной цепи, первый и второй выходы которой соединены с первыми входами первого и второго триггеров, введены два 40 фильтра низкой частоты, фильтр верхней частоты, элемент И и элемент ИЛИ, причем вторые входы триггеров соединены соответственно с третьим и четвертым выходами дифференциально-рас- I5 пределительной цепи, входы элемента И соединены соответственно с прямым выходом первого и инверсным выходом второго триггеров, другие выходы которых соединены с входами элемен- 50 та ИЛИ, выход которого через последовательно соединенные первый фильтр нижней частоты и фильтр верхней частоты соединен с первыМ выводом индикатора и через второй фильтр нижней 55 частоты с выходом элемента И, второй вывод индикатора подключен к общей шине.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит усилителиограничители 1 и 2, входы которых соединены с шинами 3 и 4 входного сигнала, и выходы — с входами дифференциально-распределительной цепи 5, первый и второй выходы которой соединены с первыми входами триггеров 6 и 7, вторые входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходами цепи 5, входы элемента 8 И соединены с прямым выходом триггера 6 и инверсным выходом триггера 7, другие выходы которых соединены с входами элемента 9 ИЛИ, выход которого через последовательно соединенные фильтр 10 нижней частоты и фильтр 11 верхней частоты соединен с первым выводом индикатора 12 и через фильтр 13 нижней частоты с выходом элемента 8 И.

Низкочастотный фильтр работает следующим образом.

Напряжения на шинах 3 и 4 (фиг. 2а, б) после усиления и ограничения в усилителях-ограничителях и 2 соответственно приобретают форму, близкую к прямоугольной (фиг.2в, г). Дифференциально-распределительная цепь 5 осуществляет формирование коротких импульсов по фронтам и срезам напряжений усилителей-ограничителей 1 и 2 и распределение этих импульсов по входам триггеров 6 и 7 таким образом, как показано на фиг. 2 д — з.

После логического умножения напряжений на прямом выходе триггера 6 (фиг. 2и) и на инверсном выходе триггера 7, осуществляемого элементом 8 И, и логического сложения напряжений на инверсном выходе триггера 6 и на прямом выходе триггера 7 (фиг. 2к), осуществляемого элемен-. том 9 ИЛИ, входные напряжения фильтров 10 и 13 оказываются сдвинутыми по фазе на 180 (фиг. 2л, м) . При

0 этом отношение длительности импульса для напряжения элемента 8 (пауэы для напряжения элемента 9) к периоду следования пропорционально разности фаз между напряжениями на шинах 3 и 4.

На выходе фильтра 13 имеет место постоянная составляющая напряжения

Бг1 =E

ИИИИПИ Завве 1571/38 Тщиик 748 6адписмое

Фиииаа ППП "Патеат®, г, Ужгород, уа.Проектная,4

3 11 гдето = /Т;

k. — коэффициент передачи фильт49 ра 13, и переменная составляющая U амплйтуда которой определяется свойствами фильтра 13 и частотой измеряемых напряжений.

На выходе фильтра 10 имеет место постоянная составляющая напряжения

11to =E(1 g)kin где k — коэффициент передачи фильтра 10 (в силу идентичности фильтров k<> =k ), и переменная составляющая U, амплитуда которой равна амплитуде выходного напряжения фильтра 13, а фаза относительно этого же напряжения составляет 180 . Фильтр 11 верхней о частоты не пропускает на индикатор 12 напряжения Ою„, поэтому равные по

47999 4 амплитуде, но противоположные по фазе напряжения U>1 и У о при условии отсутствия амплитудных и фазовых искажений в фильтре 11 полностью компенсируют друг друга. В этом случае ток индикатора 12 (значит, и угол отклонения его подвижной части) rfpohopционален только постоянной составляющей, а следовательно, и сдвигу фаэ

10 между напряжениями на шинах 3 и 4.

Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить тоМность измерений в диапазоне низких и ин- франизких частот за счет отсутствия колебаний подвижной части индикатора 12. При этом быстродействие фазометра существенно не ухудщается, так как постоянные времени фильтров 10 и 13 могут быть выбраны неболыпими.