Цифровой фазометр низких и инфранизких частот

 

Союз Советских

Социалистических

Респубпик (и746323 (6! ) Дополнительное к а вт. свил-ву(22) Заявлено 18.03,75(2! ) 21 13792/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 07.07,80. Бюллетень № 25 (5 I ) M. Кд. („01 12 25/08

Государственный комитет

СССР до делам изобретений и открытий (53) УДК 621 317 . 77(088.8) Дата опубликования описания 10.07.80

О. И. Гуторов, А. Н. Гуторова, Н. В. Маслов и Н. П, Сухоставцев (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) БИФРОНОЙ ФАЗОМЕТР НИЗКИХ И ИНФРАНИЗКИХ

ЧАСТОТ ки.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения фазовых сдвигов

Известен цифровой фазометр, содержашяй два идентичных канала, в каждом из которых содержатся последовательно соединенные усилитель-ограничитель и формирователь импульсов, подключенные к разным входам триггера, выход триггера через схему И подключен ко входу первого электронного счетчика, а второй вход схемы И подключен через по"ледовательно включенные ключ и мультивибратор к генератору шума, вход второго электронного счетчика соединен с выходом вышеупомянутого ключа (1).

Известный фазометр имеет недостатневозможность получения высокой точности измерения фазы, особенно в инфранизкочастотном диапазоне, так как начало и конец пачек импульсов не совпадает с началом и концом счетного интервала электронного счетчика; сложность схемы устройства; большое время, требуемое для измерения фазовых сдвигов в инфранизкочастотном диапазоне.

Целью изобретения является расширение диапазона частот и повышение точности измерения.

Это достигается тем, что в цифровой фазометр низких и инфранизких частот, содержаших триггер, входы которого через формирователи импульсов и усилители-ограничители подключены к входт5 ным зажимам прибора, причем в одном из каналов между входом триггера и выходом формирователя импульсов через тумблер подсоединен инвертор, счетчик импульсов и элемент И, введены после.— довательно соединенные триггер, нормализатор уровня, интегратор, электронный ключ, фиксатор уровня и операционный усилитель, при этом выход триггера

"14652 через два последовательно соединенных ждущих мультивибратора и разрядный ключ связан с интегратором, а въгсод первого ждушего мультивибратора подключен к управляюшему,входу электронS ного ключа, а также введены преобразователь напряжение-период, соединенный с двумя источниками опорного напряжения, выход одного из которых подсоединен к нормализатору уровня, при этом преобразователь напряжение-период своим выходом подключен к одному из входов элемента И, другой вход которого соединен с первым и вторым триггерами, а выход — со счетчиком импульсов. 15

Кроме того, преобразователь напряжение-период содержит два электронных ключа, интегратор, два блока совпадения и триггер, входы которого соединены с выходами блоков совпадения, а выходы— с входами электронных ключеи, объединенный выход которых через интегратор подсоединен к объединенному выходу блоков совпадения.

Схема цифрового.фазометра представлена на чертеже.

Устройство содержит источники опорного напряжения,,1,2, электронные ключи

3, 4,5 интеграторы 6, 7,схемы сравнения 8, 9, триггера 10,11, 12, усили-. тели-ограничители 13, 14, формирователи импульсов 15,16, инвертор 17, пе рекпючатель 18, ждушие мультивибра» торы 19,20, разрядный ключ 21, счетчик 22, нормализатор уровня 23, фиксатор уровня 24, операционный уси- литель-инвертор 25, элемент И 26.

Входные сигналы, сдвиг фаз между которыми необходимо измерить, постуIIGIoT на идентичные каналы усиления и 4р формирования, в каждом из которых ймеютСя последовательно соедийенные усилитель-ограничитель 13 (14). и формирователь импульсов 15 (16).

При установке переключателя 18 в 45 положение О" на выходе триггера 11 вырабатываются импульсы, длительность которых оказывается пропорциональной произведению периода входного сигнала на фазовый сдвиг. 50 . Эти импульсы поступают на вход триггера 12, а с его выхода на нор- мализатор уровня 23 и ждуший мульти-, вибратор 19, пряжение,пропорциональное периоду входного сигнала.

Задним фронтом триггера 12 после довательно запускаются мультивибраторы 19 и 20, первый из которых управляет работой электронного ключа 5 и заряжает накопительный конденсатор аналогичного фиксатора уровня 24, а второй при помоши ключа 21 шунтирует емкость интегратора 7.

Напряжение с выхода фиксатора 24 и напряжение с выхода усилителя 25 поступают на входы схем сравнения 8 и 9, а на вторые их входы подается выходное напряжение интегратора 6.

Если ключ 3 открыт и на вход интегратора 6 подается напря>кение от источ- ника 1, а выходное напряжение интегратора 6 достигает напряжения, подаваемого с усилителя 25, схема сравнения

8 вырабатывает импульс, который перебрасывает триггер 10 в другое положение. Ключ 3 закрывается, а ключ 4 открывается.

С этого момента начинается перезаряд емкости интегратора 6. Как тоаько выходное напряжение интегратора 6 достигает значения напряжения фиксатора уровня 24, схема сравнения 9 вырабатывает импульс, который вернет триггер 10 в исходное состояние.

Собственная частота возбуждения замкнутой системы регулирования интегратора 6 окаэываетея пропорциональной частоте входного сигнала.

Импульсы триггера 1 1 и триггера

10 через элемент И 26 поступают на счетчик 22, по показаниям которого определяется фазовый сдвиг.

Частотный диапазон устройства может быть расширен как в область высоких, так и инфранизких частот.

1. Цифровой фаэометр низких и инфраниэких частот, содержаший триггер, входы которого через формирователи импуль сов и усилители-ограничители подключены к входным зажимам прибора, причем в одном из каналов между входом трии гера и выходом формирователя импульсов через тумблер подсоединен инвертор, счетчик импульсов и элемент И, о тл,и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения диапазона частот, повышения точности измерения, в него введе55

К момеиту окончания действия импульса нормализатора уровня 23 на выходе интегратора 7 вырабатывается нлФормула изобр етения

5 7463 ны последовательно соединенные триггер, нормализатор уровня, интегратор, электронный ключ, фиксатор уровня и операционный усилитель, при этом выход триггера через два последовательно соединенных ждуших мультивибратора и

/ разрядный ключ связан с интегратором, а выход первого ждущего мультивибратора подключен к управляющему входу электронного ключа, а также введены преобразователь напряжение-период, соединенный с двумя источниками опорного напряжения, выход одного из котс рых подсоединен к нормализатору уровня, при этом преобразователь напряже- И ние-период своим выходом подключен к одному из входов элемента И, другой вход которого соединен с первым и втоt

23 6 рым триггерами, а выход - с счетчиком импульсов.

2. Фазометр низких и инфранизких частот по п. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что преобразователь напряжение-период содержит два электронных ключа, интегратор, два блока совпадения и триггер, входы которого соединены с выходами блоков совпадения, а выходы — с входами электронных клю чей, обьединенный выход которых через ,интегратор подсоединен к обьединеннэму выходу. блоков совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1., Авторское свидетельство СССР

34 325562, кл. 9 01 R 25/08, 05.0 2.69.

БНИИПИ Заказ 3932/32 Тираж 1019 Подписное филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4