Цифровой фазометр

 

Союз Советския

Социапистическиз

Республик .

ОПИСАНИЕ

ИЗОБР ТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИПЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (51)М. Кл.З

6 01 В 25/08 (22) Заявлено 1005,77 (21) 2484205/18-21 е присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 23.1080. бюллетень. HP 39

Дата опубликования описания 2 10t80 (53) УДК 621. 317. .373(088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Захаров, В. И..Евграфов, Р. A. Пальчун и A.È.Êàëæ êîâ : т",-, т

Ц,";.", м;;-,„.„: - ; (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к цифровой электронзмерительной технике и может быть использовано при разработках высокочастотных цифровых измерителей фазовых сдвигов, 5

Известен цифровой фазометр, содержащий формирователи, триггер, триггер управления, селектор, формирователь импульсов нониусной последовательно-. сти, элемент совпадения, ключ и счет-10 чик импульсов (1)

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие и точность

Известен также цифровой фазометр, содержащий формирователи, триггер, элемент совпадения, счетчик импульсов, генератор квантующих импульсов, делители частоты и блок ФАПЧ p2g .

Данный фазометр является быстро- 20 действующим, однако точность его измерения недостаточно высокая.

Цель изобретения — повыаение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем 25 что в цифровой фазометр, содержащий первый и второй формирователи, выходы которых соединены с входами триггера, подключенного через элемент совпадений к счетчику импульсов, генератор 3р

2 квантующих импульсов, вход которого соединен с выходом блока ФАПЧ, соединенного первым своим входом с входом второго формирователя, а вторым с дополнительным выходом генератора квантупщих импульсов и делитель частоты, дополнительно введены дискретная линия задержки, коммутатор и электронный-ключ, причем выход генератора кваитукщих импульсов через последовательно соединенные дискретную линию задержки и электронный ключ присоединен к второму входу элемента совнадений, управлякщий вход электронного ключа через последовательно соединенные коммутатор и делитель частоты подсоединен к выходу второго формирователя.

На чертеже изображена структурная схема цифрового фаэометра.

Цифровой фазометр содержит первый и второй формирователи 1 и 2, триггер

3, дискретную линию 4 задержки, элемент 5 совпадений, счетчик 6 импульсов, генератор 7 квантующих импульсов, блок 8 .фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ), делитель 9 частоты, коютутатор 10, электронный ключ 11.

773520

Выходы формирователей 1 и 2 связа ны с триггером 3, кроме того, выход формирователя 2 соединен со входом делителя 9 частоты, выход которого связан с коммутатором 10, а выход коммутатора соединен с управляющим входом электронного ключа 11. Выход триггера 3 соединен со входом элемента 5 совпадений. Выход генератора 7 кванT óþùèõ импульсов через дискретную линию 4 задержки, электронные ключи

11 и элемент 5 совпадений соединены 10 со счет .иком 6 импульсов. Исследуемое напряжение через блок поступает на генератор квантующих импульсов.

Фазометр работает следующим образом. 15

Входные синусоидальные напряжения

0„ и 0> поступают на формирователи 1 и 2 управляющих импульсов .исследуемых напряжений. С их выхода прямоугольные импульсы, фронты которых привязаны к Щ нуль-переходам входных сигналов, поступают на триггер 3, осуществляющий преобразование фазового сдвига в эквивалентный интервал времени. С выхода триггера 3 прямоугольные импульсы, длительность которых эквивалентна фазовому сдвигу исследуемых напряжений, поступают на первый вход элемента 5 совпадений, импульсы квантования с генератора 7 через дискретную линию 4 задержки и электронный ключ 11, управ- ляемый коммутатором 10, поступают на второй вход элемента 5 и с выхода его на счетчик 6 поступает число импульсов, эквивалентное фазовому сдвигу.

Повышение разрешающей способности происходит за счет нониусного устройства, содержащего делитель 9 частоты, коммутатор 10„ дискретную линию 4 задержки, электронный ключ 11. Импульсы квантов-ния с генератора 7 поступа-40 ют на,вход дискретной линии задержки, осуществляющей задержку по времени относительно начала отсчета в каждый период измерения исследуемого сигнала на величину, равную задержке по време- 5 ни одного звена линии о =Т )n, где

n — число звеньев ликии, Т вЂ” период частоты квантования. Время задержки всей линии равно

n = Т

Таким образом, при измерении фазового сдвига в течение и-переходов исследуемого сигнала на счетчик 6 импульсов через электронный ключ 11 и элемент 5 совпадений поступает дополнительное число импульсов. Разрешающая способность равна о 1к оо н о х т п $0 где Т вЂ” длительность импульса, эквивалентная фазовому сдвигу.

Разрешающая способность фазометра без применения нониусного устройства

=Т х 3600 При этом Р! „= и 65

Таким образом, при наличии нониусного устройства, содержащего делитель

9 частоты, коммутатор 10, дискретную линию 4 задержки и электронный ключ

11, разрешающая способность увеличивается в и раз.

Блок 8 обеспечивает временную синхронизацию и кратность между генератором 7 квантующих импульсов и исследуемым напряжением и служит для повышения точности измерения и получения отсчета в единицах измерения сдвига фазы независимо от частоты исследуемых напряжений в широком диапазоне частот.

При использовании данного цифрового фазометра достигается значительное повышение разрешающей способности и точности измерения, так как фазометр использует нониусный принцип измерения, в котором частота генератора квантующих импульсов может быть значительно повышена из-за устранения необходимости формирования близко расположенных на частотной оси и жестко синхронизованных дополнительных частот; существенно упрощается конструкция прибора; имеется возможность индикации отсчета в единицах измерения сдвига фаз независимо от частоты исследуемых напряжений в широком диапазоне частот; значительно уменьшается влияние времени измерения на быстродействие устройства.

Формула изобретения

Цифровой фазометр, содержащий первый и второй формирователи, выходы которых соединены с входами триггера, подключенного через элемент совпадения к счетчику импульсов, генератор квантующих импульсов, вход которого соединен с выходом блока фазовой автоматической подстройки частоты, соединенного первым своим входом с входом вторбго формирователя, а вторым с дополнительным выходом генератора квантующих импульсов и делитель частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности он снабжен дискретной линией задержки, коммутатором и электронным ключом, причем выход генератора квантующих импульсов через последовательно соединенные дискретную линию задержки и электронный ключ присоединен к второму входу элемента совпадений, управляющий вход электронного ключа через последовательно соединенные коммутатор и делитель частоты подсоединен к выходу второго формирователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Орнатский П. П. Автоматические измерения и прибОры. Киев, "Вища школа", 1973, с. 419-420.

2. Смирнов П. Т. Цифровые фазометры. Л., "Энергия", 1974, с. 41-42.

773520

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7494/57

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А; Старостина

Редактор О. Колесникова Техред С.Мигунова Корректор Г. Назарова