Мера фазового сдвига

 

Изобретение предназначено для использования в средствах аттестации фазоизмерительной аппаратуры. Целью изобретения является повышение точности установления абсолютного значения угла фазового сдвига в широком диапазоне частот при автоматизации процесса измерения. С этой целью в меру фазового сдвига введены сумматор 5 амплитуд двух равных сигналов, программируемый анализатор 6 спектра, цифровой вольтметр 7 и входной и нтерфейс 11, микроЭВМ 10, частотомер 8, выходные интерфейсы 13 - 15, блок 9 задания малых фазовых сдвигов, синтезатор 3 частоты. Мера фазового сдвига содержит также опорный генератор 1 и два канала 2, каждый из которых содержит последовательно соединенные синтезатор 3 частоты и аттенюатор 4. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО@4АЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБИИН (!9) 80 (ш 1 (р 4 G 01 R 25/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) МЕРА ФАЗОВОГО СДВИГА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4374575/24-21 (22) 08.02.88 (46) 30.11.89. Бюл. 11" 44 (72) С.А.Кравченко, И.Х.Шохор, В.В,Фоменков H Д.Б.Танаев (53) 621.317.772 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 624176, кл. G 01 R 25/04, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 681385, кл. G 01 R 25/04, 1975. (57) Изобретение предназначено для использования в средствах аттестации фаэоиэмерительной аппаратуры. Целью изобретения является повышение точ2 ности установления абсолютного значения угла фазового сдвига в широком диапазоне частот при автоматизации процесса измерения. С этой целью в меру фазового сдвига введены сумматор 5 амплитуд двух равных сигналов, программируемый анализатор 6 спектра, цифровой вольтметр 7 и входной интерфейс 11, микроЭВИ 10, частотомер 8, выходные интерфейсы 13-15, блок 9 задания малых фазовых сдвигов, синтезатор 3 частоты. Иера фазового сдвига содержит также опорный генератор 1 и два канала 2, каждый иэ которых содержит последовательно соединенные синтезатор 3 частоты и ат- g тенюатор 4. 2 ил.

1525615

Изобретение относится к технике электроизмерений, а именно фазометрии в диапазоне частот от звуковых . до высоких (порядка 40-50 ИГц), где необходимо создание мер фазового сдвига для аттестации фазометров, фазоиндикаторов, компараторов фазы и теде

Цель изобретения — повышение точ10 ности установления абсолютного значения угла фазового сдвига в широком диапазоне частот при автоматизации процесса воспроизведения.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг.2 — блок-схема алгоритма программы.

Иера фазового сдвига содержит (фиг,1) опорный генератор 1, выходом соединенный с входами двух каналов

2, каждый из которых содержит последовательно соединенные синтезатор 3 частоты и аттенюатор 4. Мера снабжена сумматором 5 амплитуд двух равных 25 сигналов, программируемым анализатором б спектра, цифровым вольтметром

7, частотомером 8, блоком 9 задания малых фазовых сдвигов, микроЭВМ 10, к которой подключены два входных и 30 три выходных интерфейса соответственно 11-,15. Выходы аттенюаторов 4 соеди,нены с входами сумматора 5 амплитуд равных сигналов, выход которого сое- динен со входом программируемого ана- 3 5 лизатора 6 спектра, вьЖодом соединенного с входом цифрового вольтметра 7, выходы которого соединены через первый входной интерфейс 11 с входом, микроЭВМ 10, второй входной интерфейс 40

12 соединен соответственно с вторыми входами микроЭВМ 10, с кодовыми выходами частотомера 8, вход которого соединен выходом синтезатора 3 частоты одного из каналов, причем выходы мик- 45 роЭВМ 10 через выходные интерфейсы

13-15 присоединены к входам программного управления синтезаторов 3 частоты первого и второго каналов, анализатора 6 спектра и блока 9 задания малых фазовых сдвигов.

Устройство (фиг.1) работает следующим образом.

С помощью клавиатуры микроЭВИ 10 через выходной интерфейс 15 на выходах синтезаторов 3 частоты устанавливаются два напряжения U. u U< с неизвестным углом фазового сдвига (УФС)

Ц при одной и той же частоте f, что

9и и показывает частотомер 8, кодовые выходы которого передают значение кода частоты N =f на вход микроЭВИ 10 через входной интерфейс 12. ИикроЭВИ

10 производит расчет по программе умножения N в два раза, и от микроЗВИ

10 к анализатору 6 спектра через выходной интерфейс 13 приходит код 2N для перестройки анализатора 6 спектра на требуемую частоту 2f., Далее по программе от микроЭВИ начинается подача командных импульсов через выходной интерфейс 14 к блоку 9 задания малых фазовых сдвигов (до 0,001 ) с тем, чтобы постепенно вектора напряжения Uq и U по мере ввода УФС о расположились под УФС, равными 180

При этом происходит компенсация до нуля нечетных (первых, третьих, пятых и т.д.) гармоник и сложение четных (вторых, четвертых, шестых и т.д.) гармоник. Гармоники, кроме. первой и второй, простыми средствами не обнаруживаются, для их обнаружения необходимы специальные избирательные цепи, что замедляет перестройку по частоте. С этой целью применен программируемый анализатор б спект= ра, который пс программе может перестраиваться на требуемую частоту (режим приемника), или же автоматически перестраивается на требуемую частоту (режим приемника), или же автоматически перестраивается во всем диапазоне частот анализатора 6 спектра. Анализатор спектра б работает в режиме приемника, настраивается на двойное значение частоты, т.г. на вторую гармонику, Вторая гармоника на выходах U и U при нулевом ослаблении аттенюаторсв 4 равна практически значению коэффициента гармоник на выходах синтезаторов (например, синтезаторов типа Ч6-31, имеющих коэффициент гармоник 27 выходного сигнала амплитудой 800 мВ, вторая гармоника составляет 16 мВ). При суммировании второй гармоники в момент появления УФС, равного 180, напряжение второй гармоники составляет

22-25 мВ, измеряемое ширскопслосным цифровым вольтметром 7, например типа .В7-34.

Погрешность определения равенства амплитуд напряжения каналов вольт= метром В7-34 не превышает 0,15Х (в оптимальном диапазоне частот), Диев пазон частот вольтметра В7-34 распро5 152561 страняется до 5 МГц. Учитывая, что абсолютная точность измерения амплитуды не требуется для нахождения о

180 а необходима только чувствиЭ

5 тельность, разрешение по фазе равно

5 мкВ о -3

g = arctg — = 57-3 ° 0,2 ° 10

25 мВ

=0,0114 (чувствительность вольтметра В7-34

5-6 мкВ). Значение кода Nä, равного напряжению второй гармоникг., поступает с кодовых выходов цифрового вольтметра 7 через входной интерфейс

11 на микроЭВМ 10. В программе микроЭВМ 10 типа "Искра-1256" производится ввод командына различение значения кодов напряжения с цифрового вольтметра 7 и после прохода максимума через 5 мкВ, микроЭВМ 10 выдает команду остановки блока 9 задания фазового сдвига. Таким образом, при определении УФС в

180 вносится неисключенная динами" 25 ческая погрешность 0,011 . Через выходной интерфейс 14 блок 9 задания малых фазовых сдвигов останавливает ввод фазы.

После получения УФС в 180 на выходах меры возможно вводить абсолютный фазовый сдвиг любого значения от 0 до 360 . Для 360 =0 необходимо еще ввести УФС в 180 . Ввод УФС осуществляется набором требуемого УФС 35 на клавиатуре микроЭВМ 10, которая и отрабатывает угол, вводя требуемое число импульсов. Например, при полуо о В чении 0 необходимо ввести 180 /0,001 =

=180000 импульсов. 40

На фиг.2 приведена блок-схема алгоритма работы микроЭВМ 10 в режи-. о ме автоматического нахождения 0 где U — опорное напряжение, т.е. .предыдущее значение 2-й гармоники, 45 перед последующим измерением, U<<амплитудное значение напряжения второй гармоники.

Вначале от неизвестного узла, полученного на выходах после включения дается шаговый поиск максимума, 2-й гармоники через 30, подавая

30 /0,001=30000 импульсов в блок 9 задания малых фазовых сдвигов и сравнивая увеличение следующего шага про- 55

5 6 тив предыдущего U . При подходе к цели ввод импульсов осуществляется через малые доли по 0,01 (через N=10 импульсов).

Таким образом, по сравнению с базовым объектом-прототипом, где абсолютность фазы определяется вручную с-погрешностью 0,03-0,04 в диапазоне до 1 кГц, в предлагаемой мере фазового сдвига благодаря вновь введенным блокам и связям с помощью микроЭВМ устанавливается абсолютный УФС, т.е. точно известный УФС в 180 (с paspeo шающей способностью в 0,01 ) в широком диапазоне частот 10-5 МГц.

Формула изобретения

Мера фазового сдвига, содержащая опорный генератор, выход которого соединен с входами двух каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные синтезатор частоты и аттенюатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности установления абсолютного значения угла фазового сдвига в широком диапазоне частот при автоматизации процесса воспроизведения, она снабжена сумматором амплитуд двух равных сигналов, программируемым анализатором спектра, цифровым вольтметром, частотомером, блоком задания малых фазовых сдвигов, микроЭВМ, к которой подключены два входных и три выходных интерфейса, при этом между выходами аттенюатаров включен сумматор амплитуд равных сигналов, выход которогочерез последовательно соединенные программируемый анализатор спектра, цифровой вольтметр соединены с входами первого входного интерфейса, второй входной интерфейс соединен с кодовыми выходами частотомера, при этом вход частотомера соединен с выходом синтезатора частоты одного из каналов, причем первый, второй и третий выходные интерфейсы соответственно присоединены к входам программного управления синтезаторов частоты первого и второго каналов программируемого анализатора спектра и блока задания малых фазовых сдвигов.

1525615

Составитель М.Катанова

Техред Л,Сердюкова Корректор О.Кравцова

Редактор Т.Парфенова

Заказ 7219/40 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101