Двухканальный цифровой следящий фазометр

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических Республик (11) 492826 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.02,74 (21) 19994122/1 8-24 (51) М. Кл.

Q 01 т 25/04 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликоваио25.11,75,Бюллетень № 43 (45) Дата опубликования описания 27 О2.76

Гасударственный наинтет

Совета Мнннстрвв СССР

AD делам ныбретеннй н открытнй (бЗ) УДК 621.317.77 (088.8) (72) Авторы изобретения Л. Я. Мизюк, П. M. Сопрунюк, Л, А, Коваль и В. С. Цыбу инский (71) Заявитель Физико-механический институт АН Украинской CCP (54) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к области электр. роизмерительной техники и предназначено ! для точного и помехоустойчивого измерения фазовых сдвигов между первыми гармониками входных напряжений, 5

Известны двухканальные фаэометры, содержащие в каждом канале следящуто систему, состоящую из блока умножения, интегрирующего преобразователя и электромеханического фазовращателя.

Однако из-за наличия в фазометрах электромеханического узла-фазовращателя ! снижается точность быстродействия и усложняется конструкция.

Для повышения точности и быстродейст вия предлагается фазометр, в котором в каждый канал дополнительно введены реверсивный счетчик, интегрирующий аналогс цифровой преобразователь и преобразователь кода, причем выходы блоков умножения через интегрирующие аналого-цифровые преобразователи и преобразователи кода подключены к входам "сложение" и

"вычитание реверсивных счетчиков, выход каждого иэ которых соединен r. входом кольцевого сдвигового регистра своего канала, выход умножителя частоты подключен к входам "сложение" реверсивных счетчиков, выходы двух одноименных ря;эрядов кольцевых сдвиговых регистров с .— единены с соответствующими входами триггера, HB чертеже дана блок-схема предпя1яемого двухканального цифрового следящего фазометра, Он содержит нормализаторы 1 и 2, блоки умножения 3 и 4, интегрирующие аналого-цифровые преобразователи 5 и h, преобразователи параллельного кода в по» следовательный единичный код 7 и 8, реверсивные счетчики 9 и 10, кольцевые сдвиговые регистры 11 и 12, цифро-аналоговые преобразователи 1 3 и 1 4, ум шзжитель частоты 15 триггер 16, ключ 17 и цифровой отсчетный блок 18, Входные напряжения, которые в общем случае могут быть искажены высшими гармониками, подаются на соответствующие входы фазометря. Измерению подлежит разность фяз первых гармоник, 4с 2826

В каждом иэ каналов фазометра после нормализации входных сигналов по сред неквадратическому значению происходит измерение коэффициента взаимной корреляции входного и соответствующего компенсирующего сигналов и сведение из меренной величины к нулю путем сдвига

I фазы компенсирующего сигнала следящей системой. Ввиду того, что компенсирующее напряжение в предлагаемом фазометре с требуемой точностью соответствует моногармоническому и синусоидальному сигналу, изменяющемуся с частотой входного сигнала, достижение нулевого значения коэффи- ° циента взаимной коррешшии в каждом канале свидетельствует .об ортогональности первой гармоники входного сигнала и соответствующего компенсирующего сигнала.

Иными словами, при достижении нулевого значения коэффициентов взаимной корреляции в каждом канале начальные фаэовые углы компенсирующих колебаний, выраженные через начальные фазы первых гармоник

I / входных сигналов, равны: Y< = f< + )g, fк = --у1 + " а разность начальных фаз компенсирующих колебаний равна искомой разности фаз первых гармоник входных сигналов.

Компенсирующие колебания в.каждом из каналов вырабатываются путем подачи на входы сдвиговых регистров 11 и

12, соединенных с цифрс -айалоговыми преобразователями 13 и 14, йепрерывной последовательности сдвигающих импульс ов, поступающих через входы сложение" реверсивных счетчиков 9 и 10 с выхода умножителя частоты 15, соединенного с одним из.входов фазометра, При соответствующем выборе весовых сопротивлений цифро-аналоговых преобразователей колебания, возникающие HB их выходах, представляют собой равномерное во времени квантованные синусоидальные напряже- ния, Стабильность амплитуды компенсирующих колебаний определяется стабильностью цифро-аналоговых преобразователей, а равенство частот компенсирующего и входного колебаний зависит от точности коэффициента умножения умножителя частоты 15.

При условии равенства частот первых гармоник компенсирующих и входных колебаний и коэффициента умножения умножителя частоты, равном К, каждый импульс умножителя частоты изменяет текущую фазу компенсирующих напряжений на угол

4 .а - (например, при К = 1000, Д = 0,002), а К импульсов умножителя, поданных через реверсивные счетчики 9 и 10 на входы сдвиговых регистров 11 и 12, 5 формируют полный период компенсирующих колебаний, Вырабатываемые таким образом компен сирующие колебания перемножаются в бло шках умножения 3 и 4 с соответствующими

1р нормированными входными сигналами, после чего интегрирующими аналого-цифровы, ми преобразователями 5 и 6 выделяются постоянные составляющие произведений перемноженных сигналов и преобразуются в парал д лельный цифровой код, пре бразуемый затем преобразователями кодов 7 и 8 в последовательный единичный код, т. е. в соот, ветствующее количество импульсов, поступающих в виде управляющего си1нала на ,р входы "сложение" или "вычитание" реверсивных счетчиков 9 и 10 в зависимости от пог чрности кодированных величин. Дей« ствие импульсов преобразователей кодов,,подагаемых на входы "сложение" или выл! читание" реверсивных счетчиков, эквивалентно положительному или отрицательному фа,эовому сдвигу компенсирующих напряжений с дискретностью и . При малых углах неортогональности перемножаемых напряже30, ний управляющий сигнал,.подаваемый в ви, де последовательного едини.чного кода на

; один иэ входов реверсивных счетчиков 9

I и 10, пропорционален рассогласованию фа зовых углов перемножаемых напряжений, 35 и время установления каждой из следящих систем в этом случае равно двум периодам входного колебания: один период— для измерения постоянной составляющей произведения перемножаемых сигналов, 40, второй период - для введения по цепи отрицательной обратной связи управляющего сигнала в виде последовательного единичного кода, Реверсивный счетчик кроме функции

451 алгебраического сумматора управляющих

; импульсов, выполняет функцию пересчет . ной схемы, согласующей блльшой коэффициент К умножителя частоты с количеством разрядов ff кольцевого сдвигово5О .го регистра, Количество импульсов умножителя ча1 стоты, пропущенных ключом 17 эа время между двумя одноименными фронтами им пульсов с выходов двух равнозначных раэ55: рядов сдвиговых регистров 1 1 и 12, про порционально разности фаэ между первыми гармониками компенсирующих колебаний, a следовательно и входных.

492826

5

Помехоустойчивость предлагаемого фаэометра по отношению к высшим гармони кам входных сигналов определяется отсутствием высших гармоник в спектре компенсирующих колебаний вплоть до требуеього номера путем выбора необходимой разряд— ности сдвиговых регистров, Гармоники тех же номеров, имеющихся во входных .сигналах, не будут оказывать влияния на руэультат измерения.

Формула изобретения двухканальный цифровой следящий фаэаметр, содержащий в каждом канале управляемый по фазе источник компенсирующего гарм онического напряжения, выполненный на кольцевом сдвиговом регистре, выходы которого соединены с соответствующими входами аналого-цифрового преобразователя, подключенного к одному из входов блока умножения, второй вход которого через нормалиэатор подключен к входной клемме соответствующего канала, ч цифровой отсчетный блок, подключенный входом через ключ и умножитель частоты к одной из входных клемм, а управляющий, вход ключа соединен с выходом триггер6, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в каждый канал дополнительно введены реверсивный счетчик, интегрирующий аналого-цифровой преобразователь и преобразователь кода, причем выходы блоков умножения через интегрирующие анарого-цифровые преобразователи и преобразователи кода подключены к входам "спожение и вычитание" реверсивных счетчиков, выход каждого иэ которых соединен с входом кольцевого сдвигового регистра своего канала, выход умножителя частоты подключен к входам сложение" реверсивных счетчиков, выходы двух одноименных разрядов кольцевых сдвиговых регистров соединены с соответствующими входами триггера.

4 >2826

Сосгавитеаь Г Эдипов

Редактор FIЯапипович I ex pen И.Ха: еева

Корректор

Заказ Щ

Иад. hh Ikg

Тираж 902

Подписное (1рсдприятие «Патент», Москва, Г 59, Бережковская наб., 24

1Ц1ИИ11И Государственного ком тета Совета Министров СССР цо делам изобрете ий и открытий

Москва, 113035, Р угиская наб., 4