Цифровой автокомпенсационный фазометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

245 9I3

Союз Советских

Социалистических

Республик

1 p

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21е, 36/03

Заявлено 18,VI1.1967 (№ 1172906/26-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 1!.V1.1969. Бюллетень № 20

МПК 6 01г

УДК 621.317.77(088.8) Комитет по делам изобрвтеииЯ и открытиЯ при Совете Министров

СССР

Дача опубликования описания 30.Х.1969

Автор изобретения

С. М. Маевский

Киевский политехнический институт

Заявитель

ЦИФРОВОЙ АВТОКОМПЕНСАЦИОННЫЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к области электрои радиоизмерительной техники и предназначено для точного цифрового измерения фазовых сдвигов между двумя напряжениями.

Известные цифровые автокомпенсационные фазометры, содержащие смесители, схемы формирования коротких .импульсов в моменты переходов сравниваемых напряжений через нулевые значения, импульсный генератор, фазовращатель, схемы совпадений и усилители, имеют сравнительно невысокие точность и быстродействие.

Предлагаемый цифровой автокомпенсационный фазометр позволяет повысить точность и быстродействие за счет того, что он снабжен двумя пересчетными триггерными схемами, выходы которых подключены к смесителям, а входы через схемы совпадений — к импульсному генератору и к одной из схем формирования коротких импульсов, а также к управляющему триггеру.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого цифрового автокомпенсационного фазометра.

Он содержит смесители 1 .и 2, фильтры нижних частот 8 и 4, схемы 5 и б формирования коротких импульсов по моментам переходов через нуль синусоидальных напряжений, импульсный генератор 7, схемы совпадений

8 — 12, пересчетные схемы И и 14 на триггерах, одновибраторы 15 и 1б, триггеры 17 и 18, запоминающий регистр 19 и цифровое отсчетное устройство 20.

Входные напряжения U< — — U sin (оч(+тр) и

У =Уз1п оч/, фазовый сдвиг р между которыми необходимо измерить, подаются на входы смесителей двухканального преобразователя частоты. На вторые входы смесителейпо10 даются .выходные напряжения автоматических дискретных фазовращателей, представляющих собой пересчетные схемы на триггерах. Коэффициент пересчета этих схем выбирается равным 360 10" и где п — число из ряда О, 1, 2, 3... в зависимости от требуемой дискретности изменения компенсирующих сдвигов.

Так, при необходимости получения дискретности в 0,1, n=l (коэффициент пересчета равен 3600).

20 Измерение угла сдвига фаз входных напряжений достигается путем его уравновешивания компенсирующим сдвигом между выходными напряжениями пересчетных схем.

Фазовый сдвиг выходных напряжений пере25 счетных схем И и 14, осуществляющих деление частоты импульсного генератора 7, может быть установлен в пределах 0 †3 с дискретностью 10 " град. изменением временного положения момента заполнения одной пере30 счетной схемы по отношению к другой. Изме245913 пение временного положения моментов заполнения достигается подачей на лход одной из пересчетных схем дополнительных импульсов, не совпадающих во времени c,èìïóëüñàì÷ генератора 7.

Для осуществления автоматической компенсации измеряемого фазового сдвига дополнительные импульсы для установления необходимого компенсирующего сдвига выходных напряжений пересчетных схем 18 и 14 вырабатываются схемой индикации нулевого сдвига выходных напряжений двухканального преобразователя частоты. Эта схема содержит формирователи 5 и б, осуществляющие формирование коротких импульсов в моменты переходов через нуль выходных синусоидальных напряжений преобразователя частоты, схемы совпадения 9, 10 и,ll, одновибратор 15 и триггер 17, Схемы совпадения 9 и 10 находятся в открытом состоянии в течение положительных полупериодов выходных противофазных напряжений однови братора 15, вырабатываюТд щего импульсы r= — где Т вЂ” период вы2 н ходного напряжения преобразователя частоты. Синхронизация одновибратора осуществляется короткими импульсами с выхода формирователя б.

Поданные на другие входы схем совпадения 9 и 10 короткие импульсы с выхода формирователя 5 проходят на выход одной из схем совпадения .в зависимости от знака фазового сдвига между выходными напряжениями перобразователя частоты. Эти импульсы поступают,в качестве дополнительных на входы одной .из пересчетных схем 18 и 14.

При достижении компенсации короткие импульсы формирователей 5 и б совпадают во времени. При этом выходной импульс схемы совпадения 11 опрокидывает триггер 17, который закрывает своим выходным напряжением схемы совпадения 9 и 10, а также подает разре шающее напряжение на схему совпадения 12.

Пр и достижении компенсации измеряемый фазовый сдвиг уравновешивается сдвигом фаз выходных напряжений пересчетных схем. Фаза выходного, напряжения пересчетной схемы определяется состояниями триггеров этой схемы. Разность фаз,выходных напряжений пересчетных схем может быть определена путем вычитания кодов, установленных положением триггеров .пересчетных схем в момент достиже ния компенсации.

С целью упрощения задачи вычитания ко-. дов, результирующий код снимается с одной из пересчетных схем при полном заполнении другой по достижении компенсации измеряемого сдвига. Индикатором заполнения одной из пересчетных схем, например 14, служит схема совпадения 12. При достижении компенса ции (появлении разрешающего напряжения от триггера 17) и полном заполнении

10 пересчетной схемы 14, короткий импульс, полученный в результате, дифференцирования прямоугольного выходного напряжения этой схемы, проходит на,выход схемы совпадения

l2 и опрокидывает триггер 18,,запуская такl5 же одновибратор lб.

При опрокидывании триггера 18 запирается схема совпадения 8 и прекращается, таким образом, подача:импульсов генератора 7 на входы пересчетных схем 18 и 14, Короткий

20 импульс, полученный дифференцированием выходного напряжения триггера 18, подается на запоминающий регистр 19, осуществляя перепись кода, установленного положениями триггеров пересчетной схемы 18. Этот код де25 шифруется и регистрируется, цифровым от-. счетным устройством 20, показания которого соответствуют значению измеряемого фазового сдвига в градусах.

Триггеры 17,и 18 возвращаются в исходное

30 состояние,по окончанию, импульса, генерируе. мого одновибратором 1б. Длительность им пульса одновибратора lб,выбирается из условия r )0,5 сисек:и должна быть достаточной для осуществления переписи кода пере.

35 счетной схемы 18 на,запоминающий регистр.

При возвращении триггеров 17 и 18 в исходное состояние схема фазометра возвращается в режим компенсации измеряемого фазового сдвига.

40 ,Предмет изобретения

Цифровой автокомпенсационный фазометр, содержащий смесители, схемы формирования

45 коротких импульсов в моменты переходов синусоидальных .напряжений через нулевые з начения, импульсный генератор, одновибраторы, схемы совпадений, триггеры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, фазо50 ме1р снабжен двумя пересчетными триггерными схемами, выходы которых подключены к смесителям, а входы через схемы совпадений подключены к импульсному генератору и к одной из схем формирования коротких им55 пульсов, а также к управляющему триггеру.

245913

Заказ 2747/5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Г, И. Кучеренко

Реда пор М. В. Афанасьева Техред Л. Я. Левина

Корректоры: В. Петрова и Е. Ласточкииа