Цифровой фазометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

I»I769448 (61) Дополнительное к авт свид-ву— (22) Заявлено 10.05.78 (21) 2613735/)8-21 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 10.11.80

51)м Ка.з С01 R 25/00

Государственный комитет, ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.373 (088.8) (72) Автор изобретения

В. А. Ч ерня к (71) Заявитель

Львовское специализированное производственное: предприятие «Спецэнергоавтоматика» (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, может. быть использовано при построении цифровых фазометров и преобразователей сдвига фаз в код

Известен цифровой фазометр, содержащий два формирователтт сигналов перехода опорного и исследуемого напряжений через нулевые значения, соответствующие началам периодов, для триггера, два генератора пилообразного напряжения, две схемы сравнения, схему совпадения; два счетчика, цифроаналоговый преобразователь, делитель напряжения, генератор ступенчатого изменяющегося напряжения и индикатор (11.

Недостатком известного цифрового фазометра является пониженная точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности..

Цель изобретения достигается тем, что в цифровой фазаметр, содержащий первый и второй формирователи, генератор пилообразного напряжения, генератор ступенчатого напряжения, первый вход которого соединен с выходом делителя напряжения, элемент сравнения, первый вход которого соединен с выходом генератора ступенчатого напряжения, а выход подсоединен ко второму входу тото же генератора и к индикатору . через счетчик, элемент совпадения и первый триггер, выход которого соединен через конденсатор с входом запуска генератора ступенчатого напряжения, введены второй, третий, четвертый и пятый триггеры, дополнительный элемент совпадения, импульсный усилитель, автоматический переключатель, пикювый детектор, дополнительный формирователь, дополнительный конденсатор и одновибратор, причем выход одновибратора соединен с вторым входам генератора пилообразного напряжения, выход которого через первый выход автоматического переключателя и

15 пзтковый детектор соединен с входом делителя напряжения, а через второй выход: автоматического переключателя подсоединен к второму входу элемента сравнения, первый вход второго трйггера соединен с входами первого и третьего триггеров и через формирователь соединен с выходом элемента совпадения и через дополнительный формирователь подсоединен к выходу импульсного усилителя, входу одновибратора и второму входу второго триггера, выход которого соединен с одином из входов генератора пилообразного напряжения, выход третьего триггера соединен с управляющим входом дополнительного элемента, совпадения, выход, которого подсоединен

769448

15 счетчик 1б, индикатор 17, пиковый детек- 20 тор 18, делитель напряжения 19, генерат ор ступенчатого напряжения 20, конденсатор 21 и добавочный конденсатор 22, Цифровой фазометр работает следующим образом. 25

При поступленир с нгнала «пуск» на

Зо

65

1 через второй формирователь, четвертый триггер и добавочный конденсатор к входу импульсного усилителя и одному из входов пятого триггера, выход которого соединен с управляющим входом элемента совпадения, первый вход автоматического переключателя и управляющий вход генератора ступенчатого напряжения соединены.

Структурная схема цифрового фазометра приведена на чертеже.

Цифровой фазометр содержит первый, второй, третий, четвертый и пятый триггеры 1 — 5, элемент совпадения б, дополнительный элемент совпадения 7, первый и второй формирователи 8,и 9, дополнительный формирователь 10, одновибратор 11, генератор пилообразного напряжения 12, импульсный усилитель 18, автоматический переключатель 14, элемент сравнения 15, один из входов триггера 5 последний опрокидывается и при этом открывается элемент совпадения б. В момент перехода опорного напряжения через нулевое значение, соответствующее началу периода, на выходе формирователя 8 формируется импульс, который поступает на входы триггеров 1, 2 и 8, и все трои триггера опрокидываются.

Выходной сигнал триггера 8 открывает элемент совпадения 7, а выходной сигнал триггера 2 запускает генератор пилообраз,„° ного напряжения 12.

Триггер 1 вместе с конденсатором 21 формируют сигнал такой полярности, который не переключает автоматического переключателя 14 и, не .запус)ает генератора ступенчатого напряжения 20: Нарастающее пилообразное напряжение через первый выход автоматического переключателя

14 подается на пиковый детектор 18, который запоминает его текущее ма ксимальное значение, и через делитель напряжения

19 — на генератор ступенчатого напряжения 20, где используется в качестве образцового напряжения для образования «ступеньки». Пилообразное напряжение нарастает в течение полупериода опорного напряжения.

В момент перехода опорного напряжения через нулевое значение, соответствующее середине периода, на выходе формирователя 10 формируется импульс,,который опроиидывает триггер 2 и тем самым останавливает генератор пилообразного напряжения 12. Тот же импульс одновременно с подачей на вход триггера 2 поступает на вход одновибратора 11, на выходе которого образуется импульс необходимой длительности и полярности, способный устано35

55 вить на выходе генератора пилообразного напряжения 12 нулевое напряжение. Таким, образом на выходе пикового детектора 18 образуется напряжение, величина которого пропорциональна половине периода опорного напряжения, а амплитуда ступеньки однозначно определяется полупериодом (периодом) опорного напряжения.

Если в промежутке времени между по явлениями импульсов на выходах формирователей 8 и 10 исследуемое напряжение переходит через нулевое значение, соответствующее началу периода, на выходе форм ирователя 9 формируется импульс, который опрокидывает триггер 4. Триггер 4 вместе с конденсатором 22 формируют импульс такой полярности, который не способен опрокинуть триггера 5, и тот же импульс, усиленный импульсным усилителем, не способен опрокинуть триггер 2 и запустить одновибратор 11. При формировании формирователем 8 второго импульса, который по времени соответствует окончаниА предыдущего периода опорного напряжения и началу последую щего, одновременно опрокидываются триггеры 1 и 2. Пр и этом импульс, формируемый триггером 1 и конденсатором 21, переключает автоматический переключатель 14 во второе положение (к выходу генератора пилообразного напряжения 12 подключается один,из входов . элемента сравнения 15) и запускает тенератор ступенчато изменяющегося напряжения 20, выход которого подключен к второму входу той же схемы сравнения.

Элемент сравнения 15 формирует импульсы при равенстве двух входных напряжений. При сравнении нарастающего пилообразного напряжения с амплитудой ступеньки элемент сравнения 15 формирует импульс, который поступает на счетчик 1б, а также формирует очередную ступеньку генератора 20. В момент сравнения нарастающего пилообразного напряжения с новым напряжением на выходе генератора 20 (в данном случае равным двум амплитудам ступеньки) на выходе элемента сравнения

15 фор мируется второй импульс, который вновь поступает на счетчик 1б и вновь формирует очередную ступеньку в генераторе 20. Этот процесс п овторяется до тех пор, пока второй импульс с выхода формирователи 9 не перебросит триггер 4, а последний после конденсатора 22 вырабатывает импульс такой полярности, который перебрасывает триггер 5, в результате чего элемент совпадения б закрывается.

Одновременно импульс с триггера 4 через конденсатор 22 подается на вход импульсного усил|ителя 18, выходной сигнал которого опрокидывает трипгер 2 и тем самым останавливает .генератор пилообразноного напряжения 12. Тот же сигнал поступает на одновибратор 11, выходной сигнал которого устанавливает на выходе генера769448

Г. 1 тора 12 нулевое напряжение. Число импульсов, выработанных элементам сравнения 15, подсчитывается счетчиком 1б и высвечивается лампами с цифровым отсчетом индикатора 17. Число импульсов, зафиксированных счетчиком 1б, пропорционально измеряемому фазовому сдвигу между опорньпм и исследуемым напряжениями.

Благодаря тому, что один и тот же генератор пилообразного напряжения используется дважды при измерении фазового сдвига, стало возможным существенно уменьшить погрешность измерения, вызванную изменением скорости нарастания и линейности пилообразного напряжения.

Формула изобретения

Цифровой фазометр, содержащий первый и второй формирователи, генератор пилообразного напряжения, генератор ступенчатаго напряжения, первый вход хоторопо соединен с выходом делителя напряжения, элемент сравнения, первый вход .которого соединен с выходам генератора ступенчатото напряжения, а выход подсоединен ко второму входу того же генератора и к индикатору через счетчик, элемент совпадения и первый триггер, выход которого соединен через конденсатор с входом запуска генератора ступенчатого напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен вторым, третьим, четвертым и пятым триггерами, дополнительным элементом совпадения, импульсным усилителем, автоматическим переключателем, пиковым детектором, дополнительным формирователем, дополнительным конденсатором и одновибратором, причем выход одновибратора соединен с вторым входом генератора пилообразного напряжения, выход которого через первый выход автоматического переключателя и пиковый детектор соединен с входом делителя напряжения, а через второй выход ав10 томатического переключателя подсоединен к второму входу элемента сравнения, первый вход второго триггера соединен с входами первого и третьего триггеров и через первый формирователь соединен с выходом

15 элемента совпадения и через дополнительный формирователь подсоединен к выходу импульсного усилителя, входу одновибратора и второму входу второго триггера, выход которого соединен с одним из входов генератора пилообразного напряжения, выход третьего триггера соединен с управляющим входом дополнительного элемента совпадения, выход которого подсоединен через второй формирователь, четвертый триггер и добавочный конденсатор к выходу импульсного усилителя и одному из входов пятого триггера, выход которого соединен с управляющим входом элемента совпадения, первый вход автоматического

30 переключателя и управляющий вход .генератора ступенчатого напряжения соединены.

Источник:информации, принятый во внимание при экспертизе:

ЗЬ 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 4881бЗ, кл, Ci 01 Я 2500. 1975 (прототип).