Фазометр

 

в Аилч о,,qg :1иивтф. ;g ц )" д

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ii>779902

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕДЬСТВУ

l (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08. 06. 76 (21) 2625646/18-21

t с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 15.11.80. Бюллетень ¹ 42 (51)М. Кл З

G О1 R 25/00

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621 ° 317 ° .373(088.8) Дата опубликования описания 18. 11. 80 (72) Авторы изобретения

Э. С. Пахомова и С. П. Зимин (71) Заявитель (54) ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники и может быть использовано для повышения точности и помехоустойчивости фазометров. 5 (эвестен фазометр, содержащий два формирующих устройства, к выходам которых подключены по два расширителя и по две схемы совпадения, два триггера, одним входом связанные с 10 выходом схемы совпадения соответст- вующих каналов, а вторым — с выходом схемы совпадения противоположных каналов, а также два ключа, генератор и схему ИЛИ p1) . 15

Недостатком известного фазометра является низкая точность.

Известен фазометр, который содержит

1формирователь импульсов в моменты переходов, исследуемых напряжений через ну- 20 левые значения, генератор эталонной частоты, электронный ключ с регистри рующим устройством на выходе,умножитель частоты и два устройства выделения моментов переходов исследуемых напряже-25 ний через максимальные значения, каждое иэ которых выполнено иэ триггеров управления, триггера деления на два, вентилей управления и реверсивного счетчика Я . 30

Недостатком фазометра является наличие сбоев при переменной составляющей помехи, вызывающей двойные переходы входного сигнала через нулевой уровень.

Целью изобретения является повышение тоЧности и помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в фаэометре, содержащем первое и второе устройство выделения моментов перехода через максимальное значение и генератор, причем выходы каждого соединены соответственно со входамй решающего устройства, а генератор подсоединен к,входам устройства выделения моментов перехода через максимальное значение, устройство выделения моментов перехода через максимальное значение снабжено первым,вторым, третьим, четвертым и пятым ключами, инвертором, усилителем-ограни-. чителем, первым и вторым триггерами, триггером управления, элементом ЗИ, элементом ИЛИ, счетчиком сложения, счетчиком вычитания, элементом задержки и элементом записи, причем выход усилителя-ограничителя соединен с одним из входов первого и третьего ключей, и через инвертор с первым входом элемента ЗИ и одними иэ

779902 входов второго и пятого ключей, вторые входы второго и третьего ключей соединены с одним из входов элемента записи, выходом счетчика вычитания и через элемент задержки с вторым входом пятого ключа, выход которого соединен с одним из входов счетчика сложения, выход которого подсоединен через элемент записи к одному из входов счетчика вычитания, второй вход которого соединен с выходом элемента

ИЛИ, первый. и второй входы которого присоединены соответственно к выходам элемента ЗИ и четвертого ключа, второй вход первого ключа через первый триггер соединен с вторым входом элемента ЗИ, третий вход которого соединен с одним из выходов триггера управления, второй выход которого присоединен к одному из входов четвертого ключа, другой вход которого соединен с выходом первого ключа и через второй триггер с вторым входом счетчика, сложения, выход второго и третьего ключей присоединены соответственно к первому и второму входам триггера управления, при этом входы фазометра являются входами усилителей-ограничителей, вход устройства выделения моментов перехода через максимальное значение — входом первого триггера, а выход — вторым выходом триггера управления.

На фиг. 1 приведена функциональная схема фазометра; на фиг. 2 -временные диаграммы, поясняющие принцип

его работы для случая неисках<енного синусоидального сигнала; на фиг. 3 временные диаграммы установившегося режима для случая, когда сигнал искажен переменной составляющей помехи. газометр содержит первое и второе устройство 1 и 2 для выделения моментов переходов исследуемых напряжений через максимальные значения, генератор 3 и решающее устройство 4.

Каждое из устройств выделения моментов перехода через максимальное значение содержит усилитель-ограничитель 5, инвертор 6, первый, второй, третий, четвертый и пятый ключи 7, 8,9,10,11, первый и второй триггеры

12 и 13, триггер управления 14, элемент ЗИ 15, элемент ИЛИ 16, элемент задержки 17, счетчик сложения 18,эле.. мент записи 19, счетчик вычитания 20, Работает устройство следующим образом.

В исходном состоянии сЧетчик сложения устанавливается в нуль, а в счетчик вычитания записывается число

К. При подаче сигнала (фиг.2а)на вход усилителя-ограничителя 5, на его выходе появляются прямоугольные импульсы (фиг.2б) той же частоты. 8 течение положительного полупериода исследуемого .сигнала импульсы частотой F/2 с генератора 3 через ключ 7, второй

55 бО ка сложения 18, которое равно. F/2, Т/2,=1/4 Г Т, а на вход счетчикаб5 вычитания 20 поступает в начале по5 !

О

50 триггер 13 поступают на вход счетчика сложения 18 (фиг.2в),а импульсы частотой F с генератора 3 через ключи 7, 10 и элемент HJIH 16 поступают на счетный вход счетчика вычитания 20 (фиг.

2д) в начале положительного полупериода.

Как только на вход счетчика вычитания поступит К импульсов, в нем установится. число равное нулю,а на выходе появится импульс положительной полярности, который через элемент записи 19 перепишет число иэ счетчика к/2 в счетчик вычитания,так как на счетчик сложения проходили импульсы через второй триггер 13,деленные на два. Одновременно выходной импульс со счетчика вычитания 20 через ключ 9 установит триггер управления 14 в "0", тем са<ым закроет ключ

10 и прекратит поступление импульсов с генератора 3 на вход счетчика вычитания 20 (фиг.2г), а на вход счетчика слох<ения 18 импульсы продолжают поступать до конца положительного полупериода (фиг.2е), С наступлением отрицательного полупериода на вход счетчика вычитания начинают поступать импульсы частотой

F/2 с генератора 3 через первый триггер 12, элемент ЗИ 15 и элемент ИЛИ

16 (фиг.2д,ж).Как только их пройдет число равное К/2, в счетчике вычитания установится "0", и выходной импульс с него с одной стороны через элемент записи 19 перепишет в счетчик вычитания число, накопившееся в счетчике сложения 18 в предыдущем положительном полупериоде, с другой стороны через ключ 8 установит триггер управления 14 в "1", закрывая этим элемент ЗИ 15 и прекращая подачу импульсов на вход счетчика вычитания 20, а через элемент задержки 17 и ключ 11 этот же импульс сбросит счетчик сложения 18 в "0" и до конца отрицательного полупериода в нем сохраняется "0", а в счетчике вычитания

20 число, переписанное в него из счетчика сложения 18.

Далее с приходом положительного полуперйода импульсы генератора через ключ 7 и второй триггер 13 снова поступают на счетный вход счетчика сложения 18 с частотой F/2, а импульсы частотой через ключи 7,10 и элемент

ИЛИ 16 - на счетный вход счетчика вычитания 20 и т.д.

Начиная с третьего положительного полупериода исследуемого напряжения импульсы с выхода счетчика вычитания

20 будут появляться строго.в середине положительного полупериода (фиг .

2и), так как в счетчике вычитания 20 в предшествующий отрицательный полупериод записывается число из счетчи779902

При отсутствии помех н отрицателЬ10

15 левая линия, а импульс с выхода счетчика вычитания 20 появится по-прежненейшем в решающем устройстве для формирования временного интервала, соот50 при наличии помехи смещен относитель55

60 венно к первому и второму нходам

65,триггера управления, при этом входы ложительного полупериода частоты. Г,,значит "0" установится в счетчике вычитания 20 через T/4, т.е. н середине поло>кительного полупериода. ный полупериод импульсы с выхода счетчика вычитания 20 то>хе появляются строго в середине так как в середине предшествующего ему положительного полупериода в счетчик вычитания

20 было записано число 1/2 от 1/4

Т, т.е. 1/8 F Т, а на вход счетчика вычитания 20 в начале отрицательного полупериода поступают импульсы частотой F/2, следовательно "0" установится через 1/4, т.е. в середине отрицательного полупериода.

При наличии постоянной составляющей помехи удлинится или укоротится поло><ительный импульс с выхода усилителя-ограничителя 5 в зависимости от того, вниз или .вверх смещена нуму строго в середине положительного полупериода, начиная с третьего положительного . полупериода после включения фазометра.

При наличии переменной составляющей помехи (фиг.За) на выходе усилителя-ограничителя 5 кроме основного импульса, в начале и конце полок<ительного полупериода могут появится несколько коротких импульсов (фиг.36) в течение которых на счетный вход счетчика сложения 18 тоже будут поступать импульсы частотой F /2 (фиг.

Зв,е), а на счетный вход счетчика вычитания импульсы частотой F (фиг.

Зд), следовательно "0" на ныходе счетчика вычитания будет строго в середине положительного полупериода, несмотря на наличие помехи (Фиг .Зи).

Этот импульс, пропущенный через ключ

9, т.е. импульс, соответстнующий середине полок<ительного полупериода (или моменту прохождения сигнала через максимум),используется в дальветствующего сдвигу фазы, его измерения и регистрации одним из известных способов.

Импульс с выхода счетчика вычитания 20 в отрицательный полупериод но середины влево, при этом нулевая линия смещена вверх, последнее приводит к тому, что за предшествующий положительный полупериод н счетчик сложения 18 записалось число < 1/4

1 ° Т и смещено вправо, если нулевая линия смещена вниз и за счет помехи в счетчике сложения записано число

) 1/4 F.Т.

Но так как этот сигнал используется только для прекращения подачи импульсов в счетчик вычитания 20 переписи числа иэ счетчика сложения 18

45 и сброса его в "0" через время, достаточное для, переписи и определенное элементов задержки 17, то на точность измерения он не влияет и его местоположение безразлично. Суммарная помеха допустима такой величины, чтобы перед приходом следующего поло>кительного пьлупериода счетчик сложения был переведен в "0".

Число К может быть любое, необходимо оно для ускорения входа в р .— жим, точнее для ускорения появления первого импульса с выхода счетчика вычитания1

Формула изобретения

Фазометр, содержащий первое и второе устройство выделения моментон перехода через максимальное значение и генератор, выходы каждого соединены соответственно со входами решающего устройства, а генератор подсоединен к входам устройства выделения моментов перехода через максимальное значение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, устройство выделения моментов перехода через максимальное значение снабжено первым, вторым, третьим, четвертым и пятым ключами, иннертором, усилителем-ограничителем, первым и вторым триггерами, триггером управления, элементом

ЗИ, элементом ИЛИ, счетчиком сло>кения, счетчиком вычитания, элементом задер>кки и элементом записи, причем выход усилителя-ограничителя соединен с одним из входов первого и третьего ключей и через иннертор с первым входом элемента ЗИ и одним из входов второго и пятого ключей, вто- рые входы второго и третьего ключей соединены с одним из входов элемента записи, выходом счетчика вычитания и через элемент задеря<ки с вторым входом пятого ключа, выход которого соединен с Одним из входов счетчика сложения, выход которого подсоединен через элемент записи к одному из входов счетчика вычитания, второй вход которого соединен с выходом элемента

ИЛИ, первый и второй входы которого присоединены соответственно к ныходам элемента ЗИ и четвертого ключа, второй вход первого ключа через первый триггер соединен с вторым входом элемента ЗИ, третий вход которого соединен с одним из выходов триггера уяравления, второй выход Которого присоединен к одному из входов четверто-. го ключа, другой вход которого соединен с выходом первого ключа и через второй триггер с вторым входом счетчика сложения, выходы второго и третьего ключей присоединены соответст779902

М

3() 2(+ j

Puz. 2 фаэометра являются входами усилителей-ограничителей, вход устройства выделения моментов перехода через максимальное значение — входом первог o триггера, а выход - вторым выходом триггера управления. (Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 480996, кл. G 01 R 25/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р.311214, кл. G 01 R 25/00, 1968.

779902

Составитель М. Барашков

Редактор Й. Коляда Техред С.Мигунова Корректор М. (Лароши.

Эакаэ 9317 0 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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