Цифровой фазометр икфранизких частот

 

3II2I4

ОПИСАНИЕ

И ЗО БР ЕТ Е Н ИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со ое Со етcrréx

Социелиотикескик

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 29ЛХ.1969 (№ 1367787118-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Оп» бликовано 09Л 111.1971. Бюллетень ¹ 24.»1ПК G 01г 25/00 ромитет по лелем изобретений и c r êpü.о пи при Совете Ми.::,,",т.= «a

СССР

-rËÊ 621.317 77(088.8) Дата опубликования описания 2.Х1.1971

Авторы изобретения

В. H. !инков, В. В. Смеляков, М, Я. Минц, В. П. Гапченко, М. В. Папаика и Е. Л. Рябченко

Заявитель

ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР ИИФРАНИЗКИХ ЧАСТОТ

Изобретение относится к фазоизмернтельной технике и может быть,использовано для автоматического измерения фазовых сдвигов элекпрических колебаний низких .и инфрачизких частот, Известные цифровые фазометры инфранизких электрических колебаний, содержащие формирователи импульсов, генератор линейно изменяющегося напряжения, запоминающее устройство и частотомер, имеют сравнтительно невысокую точность измерения и сложны в рсализа ции.

Предлагаемый фазометр для повышения точности и упрощения схемы построения снабжен включенным между импульсным входом электронного ключа и выходом одного из формирователей,импульсов умножителем частоты и включеннымн между формирователя»ми и потенциальными входами ключа двумя устройствами выделения моментов переходов исследуемых напряжений через максимальные значения, выполненными каждый,пз триггЕров управления, триггера деления на два, вентилей управления и реверсивного счетчика, при этом один из выходов формирователя импульсов через первую цепочку последовательно включенных вентиля, триггера управления, вентиля;и триггера деления на два подключен ко входу вычитания реверсивного счетчика, указанный выход формирователя через вторую цепочку последовательно включенных вентиля, триггера управления и вентиля, соедо|ненного с генератором эталонной частоты, подключен ко входу суммирования реверсивного счетчика, втОрой выход форми рователя подключеH к триггеру»правления первой цепочки и к триггеру управления, связанному с цепью пуска, а его выход с одной стороны соединен с вентилем первой цепочки, с другой— с триггером управления, вход которого соед,нен с триггером управления первой цепочки, а его выход — с вентилем этой цепочки.

На фиг, 1 приведена функциональная схема п редлагаемого фазометра; на фиг, 2— временные диаграммы, поясняющие прпнцил его паботы.

Фазомепр содержит формирователи 1 и 2 импульсов, устройства 8 и 4 для выделения моментов переходоз исследуемых напряжений через максимальные значения, генератор эталоп той частоты. умножитель о частоты, электронный ключ 7, регистрирующее устройстBo 8, к:oil К» 9 «П» cd» и кнопку 10

«Сброс».

Формирователи 1 и 2 служат для фор»миования импульсов в моме>нты переходов исследуемых сигналов У„,i и U, через нулевые значения, Каждый пз формирователей состоит из двух нуль-органов 11, 12 и 1,т, 14, ЗО выходные импульсы которых появляются в

3I1214 моменты переходов входных сигналов через г1улн: из отрицательной области в положительную. — на выходах элементов 11 и 18, из полтттжжтельной области в отрицатегтьттуio— тта выходах элементов 12,и 14.

- Устройства 8 и 4 имеют одинаковые схемы п,каждое из них содержит (для простоты приведена развернутая схема устройства 3) триггеры 15 — 18 управления, триггер 19 деления па два, вентили 20 — 28 управления и реверсивный счетчик 24, служащий для задания моментов изхте реттттй, Фазометр работает следующим образом.

В исходном положении вентили 20 — 23 закрыты потенц иаламтт триггеров 15 — 18 соответственно, реверсивный счетчик 24 и,регистрирующее устройство 8 находятся в нулевом состоянии, В исходное состояние фазометр устанавливается перед каждым изхтетрением нажатием кнопки 10 «Сброс». И сследуемые напряжения U.,i IH U „, поступают на iHzoды приоора. Пусть в общем случае,в исследуемых сигналах присутствуют постоянные составляющие протявополо>кньтх знаков (см, фиг, 2 а, б). Формирователи 1 и 2 генерируют птмпульсьт в моменты времени (см фиг, 2 а, б) 4, t7 на выходе нуль-органа 12; fi, (5, i5— иа выходе нуль-органа 11; 4, t — на выходе нуль-стргана 14; 1 т, t, ттт — па выходе нуль-органа 18.

Работу устройства можно разбттть IIB два

ЭтаПа; ВЫДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ HHiiePeii;IS«ut=2п 1 — (где и= — О, 1, 2....) плн моментов

2 переходов .исследуемых на пряжеттттй через максимумы, и собственно иззторение фазы, которое заключается в заполнении временного интервала импульсами калиброванной частоты f, Рассмотрим пе1рвьтй этап работы фазометра для одного канала. При HB?KBTèiH кнопки

9 «Пуск» срабатывает триггер 15 и от крьтвается вентиль 20. Первый же импульс с выхода нуль-о ргана 11 (момент времени ti, фиг. 2 а 1 проходит через вентиль 20 и опрокидывает триггер 1б, который, в свото оче редт,, открывает вентиль 21, С этого мометтта времени имиульсьт высокой частоты ), с выхода генератора 5 через вентиль 21 и триггер 19 поступают на вход вычитания реверсивного счетчика

24 (ом. фиг. 2 8), т, е. на вход счетчттка 24 имfr пульсы поступают с частотой,, Когда постуiHает импульс с выхода пуль-о ргана 12 (момент 4, фиг. 2а), ттриггерьт 15 и Iб тзозв ращаются в исходное состояние, закрывая вентили 20 и 21. 3а время открытого состояния вентиля 21 в счетчик 24 записывается на вытттта ние количество импульсов тт =- (т:т — т)

fu

При срабатывании триггера 15 оттрокидттвается триггер 17, открывая вентттгть 22.

Очереднотгт импульс с выхода нуль-органа

1I (момент времени I-, фиг. 2 а) оп рот тт;тт,тва35

Цифровой фазомет р ттттф ранттзких частот, coacpH(aIHIII форхти рователтт импульсов в моменты переходов исследуемых напряжений

50 через нулевые значения, генератор эталонной частоты и электро::тныи ключ с регистрирующим устройством на вblxоде, оглача>ощийся тем, что, с целью повышения точности измерения и уп ротценття схемы п рибора, он снаб55 жен включенным между импульсным входом элект ронттого ключа и выходом одного из формирователей импульсов ухттто>кителем частоты ii вклточенттт,тхттт между формирователями и потенциальными входами ключа двумя устроиствахги выделения моментов переходов исследуемых т тттрюкеттттй через максимальные значенгия, вт,тполпенными каждый из триггеров управления, триггера деления на два, вентилей управления и реверсизного счетчика, HpI.; T0li один из выходов формирователя

5

21)

30 ет тригге р 18, открывая вентиль 23. Импульсы высокой частоты fu с генератора 5 поступают на вход сухтхтирования счетчика 24 (см. фиг. 2д). После прихода Л импульсов на выходе счетчика 24 появляется импульс переполнения, который и оудет соответствовать момент т; перехода .напряжения U „,i через максимум. 3ействительно, число импульсов

Л при входной астоте т ;юступает в счетЛ" чик через время -- — —, =-tu . так как т о 3 1 17 5.

Выходной импульс счетчика 24 возтт ратцает триггеры 17 и 18 в исходное состояние, зацрьтвая вентили 22 и 28. На этом заканчивается первый эта п работы одного канала введения момента перехода напряжения Г „,;, через максимум.

Аналогично работает и второй канал, выделяющий момент перехода терез максll5ii..i напряженяи U (см. фиг. 2 б, г, с). Им является время t5 с начала измерений. В этот момент появляется импульс Iii pI.II07IIIHIIIIHI реIII р— спвного с летчика устройства 4, Второй этаll раооты фазохтетртт заключаегся в следующем.

Выходной импульс устройства 8 (реверсивного счетчика 24) открывает электронный ключ 7, и импульсы частоты f с выхода умножителя б частоты поступают на репистрирующее устройство 8 (см. фиг. 2ж). Выходным импульсом устройства 4 электронный ключ 7 закрывается, Количество ттхтпульсо в, поступившее на регистри рутощее устройство через открытый ключ 7, пропорционально измеряемому фазовому сдвигу

ip = d 1 Кj,ê,, где d — дискретность отсчета фазового сдвпт а, 1х — постоянное число.

Для,получения дискретности d= — 1 необходимо обеспечить К=360, для d=0,1 требуется 1х =3600.

Прсдме г изобретения

311214 импульсов через первую цепочку последовательно включенных вентиля, триггера управления, вентиля и триггера деления на два подключен ко входу вычитания реверсивного счетчика, указанный выход формирователя через вторую цепочку последовательно включенных вентиля, триггера управления:и вентиля, .соединенного «с генератором эталонной частоты, подключен ко входу суммирования реверсивного счетчика, второй выход формирователя подключен к триггеру управления первой цепочки и — к триггеру управления, связанному с цепью пуска, а его выход с одной стороны соединен с вентилем первой цепочки, с другой — с тр иггером управления, вход которого соединен с триггером управления первой цепочки, а его выход — с вентилем этой цепочки.

3li214

1 у ! ! д

1 1 / !

1! ! 1

1

1 1

В

)j(1!1 1!(IJ!)f:! !,— + !

) ! !

Сос1пвп::.. ь г. Н. Кучеренко

Текрсд Л. В. Куклина К, прек ор Е. H. пткропова

Родактор T. Иванова

Заказ 390/1377 Изд X 1089 Тираж 73 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, ж-35 Раушскан наб., д, 4 5

Тип. Харьк. фпл. r-.ðt.ä. «Патент»