Фазометр

 

395787

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСеВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства № 266065

Заявлено 18.Х.1971 (¹ 1706488/18-10) с присоединением заявки ¹

Прио.ритет

М, 1 л, 6 01г 25j00 гавударствеииыи комите .

Совета Министров СССР аа делам изееретеиий и открытий

Опубликовано 28.Ъ !11.1973. Бюллетень ¹ 35 УД1 621.,317.772(088.8)

Дата опубликования описания 2о.XII.1973

Автор изобретения

С. И. Пятки

3I5IВитель

ФАЗОМЕ 1 Р

Изобретение относится к фазоизмерительпой технике. известны фазометры по авт. св. ¹ 266065 с триггерными схемами иа туниельных диодах, которые имеют более широкий частстиый диапазон и меньшую погрешность измерения.

Однако для обеспечения малой погрешности измерения моменты срабатывания туннельных диодов должны отстоять от момента перехода через нуль синусоиды входного напряжения на 5 — 10 . Указанная величина определяет зону нечувствительности фгзометра к изменению фазовых сдвигов между входными напряжениями («мертвую зонр> фазометра). Для уменьшения указанной величины «мертвой зоны» необходимо сближать моменты срабатывания дискриминаторов, что приводит к уменьшению усиления в петле автоматической регулировки режима туниельиых диодов и увеличению погрешности измерения.

Кроме того, при сближении моментов срабатыва:.ия дискриминаторов ухудшаются условия работы схемы стробирования. Это проявляется в проникновении части строоов иа r.llõoä схемы, что вызывает увеличение погрешности измерения. Вследствие указанного фазометр по авт. св. № 266065 характеризуется наличием значительной (5 — 15 ) зоны нечувствительности фазометра.

Цель изобретения — значительное уменьшение сличииы зоны нечувствительности фазометра и повышение точности измерения.

Это достигается введением включенных

5 параллельно дискриминаторам в схеме ио авт. св. № 266065 дополнительных дискриминаторов, количество которых а=2,3,4... ог,ределястся требуемой вели шной зоны нечувствительности фазомстра и точности измере10 ния, а также введением соответствующего количества схем формирователей стробов, схем стробирования, усилителей постоянного тока, которые соединены с парами дискриминаторов аналогично схеме по авт.

15 св. ¹ 266065, входы госледующих схем стробирования соединены с выходами предыдущих через широкополосные усилители, а выходы усилителей постоя., ного тока последующих пар дискриминаторов соединены с вхо20 дами сумматоров, другие входы которых подключены к выходам усилителей постоянного тока предыдущих пар дискриминаторов. Выходные триггеры соедичены только (при четном и) с последней парой дискриминаторов, 25 поэтому моменты срабатывания дискриминаторов первой пары могут быть значительно разнесены (до величины 1- 45 — 60 ), что приводит к увеличению усиления в схеме автоматическон регулировки режима дискрими30 наторов и, соответственно, к уменьшению погрешности измерения.

395787

Белес эффективное уменьшение зоны нечувствительности фазомстра получается при введении нечетного количсства дискриминаторов, когда выходные триггеры управляются от одного последнего дискрим: натора с нулевым порогом срабатывания, однако прн этом уменьшается точность измерения при изме енин температуры окру>ка1ощсй среды, нз-за старения элементов схемы и воздействия других дестабилизирующих факторов, поскольку данный дискриминатор и последняя пара дискриминаторов не охвачены цепью обратной связи.

Для устранения указанного в каждый канал фазометра введены два формирователя прямоугольных импульсов, сумматор и усилитель постоянного тока, причем один нз входов формирователей прямоугольных и»пульсов подключены к выходам последней пары дискриминаторов, а друтие — к Bblxoдам последнего дискри !Инатора, а выходы формирователей прямоугольных импульсов подключены к входам сумматора, выход которого чсрез усилитель постоянного тока подключен к последнему дискриминатору.

EIa фиг. 1 представлена блок-схема»pc;l,лагаемого фазометра; на фнг. 2 — осциллограммы напря>кения нa элементах схемы.

В схему (фиг. 1) входят при четном включении и дискриминаторов: входные каскады

1, 2; ограничители 3, 4; дискриминаторы 5—

12 уровней; формирователи 13 — 1б стробов; сумматоры 17, 18; схемы 19 — 22 стробирования; усилители 28 — 2б постоянного тока.; широкополосные усилители 27, 28; выходные триггеры 29, 80; индикатор 81.

Схема работает следующим образом.

Входные напря>кения через входные каскады 1, 2 подаются на ограничители 3, 4. С выходов ограничителей .напряжения поступают на дискриминаторы 5 — 12 уровней. Импульсы с выходов дискриминаторов поступают на запуск формирователей 18 — 1б стробов. Вторые входы дискриминаторов подключены к сумматорам 17, 18. Прямоугольные импульсы — стробы с выходов, формирователей подаются íа схемы 19 — 22, па входы которых подаются напряжения с выходов входных каскадов.

Постоянные составляющие выходных напряжений схем стробирования подаются на усилители 28 — 2б постоянного тока, выходы которых подключены к дискриминаторам 5, б и 9, 10 уровней. Причем выходы схем 19 и

21 стробирования подключены через широкополосные усилители 27, 28 ко входам схем 20 и 22 стробирования. Импульсы с выходов дискриминаторов поступают перекрестно на выходные триггеры 29, 80, выходы которых подключены к индикатору 81.

Зона нечувствительности предлагаемого фазометра значительно меньше, поскольку даже при четном и моменты срабатывания дискриминаторов, управляющих выходными триггерами, могут быть зна1итсльн; более

Зо

ОЛИЗКИЧИ, ЧСМ В фаЗОМЕТРЕ ПО 2ВТ. св.. и 266060, а при нечетном и зона нечувcTB»Teль1:; т". уменьшается еще больше, поскольку выходные триггеры управляются па :;и одновременно прпходящих импульсов, 1i2K0 lip!I этом увеличиваются погрешности !

i2.;!ср.н!!R, 000001«10 прн нзмс:!Опии температ>ры скружающей среды, из-за старения эле:ilcIITGB cx0libl cl воздействии px I IIx дсстаои,I«ЗИРУ1О:ЦИХ фаКТОРОВ.,г, ЛЯ СТР2НЕНИЯ j Казанных недостатков (грн нечетном и) предлагаемьш фазомстр снаб>кен в каждом кана,! с двумя формирователями прямоугольных импульсов дополнительными су »iaT0paiiii и усилителем постоянного тока.

При нечетном включении и дискрнминаториВ в блок-схему фазометра (фиг. 1) введены дополнительно следующие элементы: дискриминаторы 32, 88 уровня; схемы 34 — 87 стробированпя; сумматоры 88, 89; усилители

-40, 41 постоянного тока.

Дополнительно введенные элементы являются cõå.;iàìè автоматической регулировки режима дискриминаторов 82, 38, которые ооеспс ивают среднее положение моментов срабатывания этих дискриминаторов относительно .,!омсптов срабатызания дискрю инаторов в парах 7 и 8, 11 и 12, т. е. автоматически поддерживают нулевой уровень срабатывания дискриминаторов 82 и 83.

Работа данных схем автоматической pcl óлнровкп режи IOB дискрим>!Иаторов 82 и 88 будет по!!ятна из рассмотрения осциллограм:!! напряжения на элсмспт2х схемы (фиг. 2). На осциллограмме а показано входное напряжеш!с одного из каналов фазометра. Симметрично располо>кепные относительно моментов нулевого перехода во входном напряжении импульсы с выходов дискриминатОрОВ 7, 8 или 11, 12 (осциллограммы о, в)

:! импульсы с выходов дискриминатора 32 нли 38 (осниллогра;iмма аг) поступают на формiipoBaTC.TИ 84, 35 или 8б, 87 прямоугольных импульсов, выходнос напряжение которых

iI0Kv2aIio на осциллограммах д, е. Зти им: уль ы (равной амплитуды) поступают далее на сумматор 38 или 39, выходное напряжен»е которого показalio па осциллограмме ж.

Если уровень срабатывания дискриминатора 32 или 33 точно равен нулю, то напря>кение iia выходс сумматора 88 или 89 не содержит постоянной составляющей.

Ес,.".и из-за каких-либо дестабилизирующих факторов происходит изменение уровня срабатывания днскрим;шатора 82 плп 11, то появляется постоянная составляющая напря>кения на выходе сумматора 88 или 89, которая усиливается усилителем 40 или 41 поcT0HHH0I тока и его выходное напряжение подается на дискр ulisliaTop 32 или 33, приводя уровень срабатывания данного дискриминатора к нулю.

Пои ",ocTaro«i:oil усилении в цепи обратI1Jll связи, которое определяется амплитудой в1.!хо1иых,и1!пульсов формирователей прямо395787

"i ГОЛЫ1ЫХ ИМПУЛЬСОВ И УСИЛСПИЕМ УCHËHTCËß постояннОГО тока, Отличие От 11;.ля у!)Овня срабатывания дискриминатора 82 или 38 может быть получено сколь угодно малым. Соответственно и погрешности измерения предлагаемого фазометра могут быть уменьшены до требуемой величины.

Таким образом, введение двух формирователей прямоугольных импульсов, сумматора и усилителя постоянного тока в каждый канал позволяет значительно уменьшить погрешности измерения предлагаемого фазометра при нсчетпом количестве дополнительно введенных дискпиминаторов. При этом зона нечувствнтель! Ости фазОмстра мипима Ibna и !!ожет быть доведена до долей градуса в широком диапазоне частот вследствие ToIo, что туннельные диоды спососпы Fû Iàoàтывать фронты импульсов длительностью менее 1 и!Сек, что соответствует достиж!!мой величине зоны нечувствительности фсзомстра менее 0,5 па частоте 1 лщ.

Предлагаемый фазометр позволяет с,.ществс по уменьшить зону нечувствительности и погрешность пзмсрспия фазометра.

Предмет изобретения

1. Фазометр по авт. св. Хо 266065, Отикаюи1ийся тем, что, с целью уменьшения величины зоны нечувствительности и погрсш 10сти измерения, в каждый канал фазометра введены подкл!Оченные параллельно имеющимся и дополнительных дискриминаторов (n=2,3,4... ) со схемами формирователей стробов, схемами стробирования и усилителями постоянного тока, а также широкополосные усилители и сумматоры, причем при четном и дискриминаторы соед1шены по два с остальными элементами аналогично Hx сосдинению по авт. св. Мо 266065, входы каждой последующей схемы стробирования соедине10 ны с выходами предыдущих через широкополосные усилители, а выходы последующих усилителей постоянного тока и выходы последних дискриминаторов подключены как к формирователям стробов, так и и выходным триггерам, при нечетном количестве !г допол! .1!ТС.".ЬНЫХ ДПСКРНМНПЛТОРЗВ ВЫХОДЫ I!OC;IC;Iпей пары дискриминаторов подключены только к формирователям стробов, а выходы оставшегося дискриминатора, подключенного

20 параллельно последней паре дпскрим1шаторов, подсоединены к выходным триггерам.

2. Фазометр по п. 1, от.!!!чаю цийея тем, iT0 при нечетном количестве дискриминаторов, последний дискриминатор и каждом ка25:! . Пe фазометра снабжен дгумя формирователями прямоугольных импульсов, сумматором и усилителем постоянного тока, причем одни из входов формирователей прямоугольHblx импульсов подключены к выходам дпс30 кримпíàTоров последней пары, а другпс к выходам госледпсго дискриминатора, выход сумматора через усилитель постоянного тока подключен к последнему дискриминатору.

395787

4 иг 2

Составитель Л. Прохорова

Техред T. Курилко

Редактор А. Батыгин

Корректор А. Дзесова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3437715 Изд. ¹ 974 Тира>«755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров CCCIа по делам изобретений и открытий

Москва, )I<-35, Раушская наб., д. 4 5