Цифровой фазометр
-чв. .,стен ча 7 ++ H н . c.g, "0iTKy g >,р, ПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социапистических
Республик
<н779903
К АВТОРСКОМУ СИИ ИПЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(51)м, к.
6 О1 и 25/00 (22) Заявлено 04. 04. 78 (21) 2628552/18-21
1 с присоединением заявки МГосударственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 151180. бюллетень йо 42 (53) УДК 621. 317 ° .772 (088.8}
Дата опубликования описания 18. 11. 80 (72) Автор изобретения
В. В. Петров (71) Заявитель (54} ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР
2 сдвигу фронтов выходного напряжения прямоугольной формы относительно моментов перехода входного синусоидаль ного сигнала через нуль., S Снижение величины данной погрешности путем симметрирования порогов ограничения или использованием двухполупериодной схемы цифрового фазометра довольно сложно в технической
10 реализации.
Целью изобретения является повышение точности измерения.
Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фазометр, содержащий блок формирования временного интервала, у которого один вход через riepвый усилитель-ограничитель подключен к выходу источника опорного сигнала, другой вход через второй усилитель2О ограничитель подключен к источнику фазомодулированного сигнала, выход блока формирования временного интервала соединен с первым входом ключа, у которого второй вход соединен с
2$ генератором импульсов, а выход — со счетным входом счетчика индикаторного устройства, введены делитель частоты на четыре и реверсивный счетчик, у которого первый вход через делитель
Зр частоты на четыре годключен к выходу
Изобретение относится к иифровой измерительной технике, в частности, для измерения в электро- и радиотех нических установках различного назначения разности фаэ между опорным сигналом и фаэомодулированным, амплитуда которого изменяется в широком динамическам диапазоне.
Известны фазометры, содержащие блок формирования временного интервала, один вход которогО через первый усилитель-ограничитель подключен к выходу источника опорного сигнала, другой вход через второй усилитель ограничитель подключен к выходу источника фазомодулированного сигнала, выход блока формирования временного интервала подключен к управляющему входу ключа, другой вход которого соединен с выходом генератора импуль.сов, а выход подключен к счетному входу счетчика индикаторного устрой-! ства $1) .
В данном цифровом фаэометре в уси,лителе-ограничителе неизбежно имеет место аси1влетрия ограничения (неравенство максимального и минимального значения выходного напряжения},которая приводит к смешению нулевого уровня сигнала и соответственно к
Омский институт инженеров железнодорожного транспорта
779903 генератора импульсов, второй вход соединен с выходом второго усилителяограничителя, а выходы реверсивного счетчика подключены к шинам начальной установки счетчика индикаторногб устройства.
На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого фазометра„ на фиг. 2 — временные диаграммы,по-. ясняющие работу фазометра.
Цйфровой фазометр содержит первый усилитель-ограничитель 1, второй усйлитель-ограничитель 2, блок формирования временного интервала З,генератор импульсов 4, ключ 5, делитель частоты на четыре б, реверсивный счетчик 7, счетчик индикаторного устройства 8. Работает устройство следующим образом.
Опорный и фазомодулированный сигналы преобразуются усилителями-ограничителями 1 и 2 в соответствующие последовательности прямоугольных импульсов, которые поступают на блок формирования временного интервала 3.
Ключ 5 открывается на время, равное длительности импульса на выходе блока формйрЬвания временного интервала 3, и на вход счетчика индикаторного устройства 8 поступают импульсы с выхода генератора 4. На счетный вход реверсивного счетчика 7 поступают импульсы с выхода делителя час- З0 тоты на четыре б, частота которых в четыре раза меньше чем на выходе генератора импульсов 4. На управляющий вход реверсивного счетчика поступает сигнал с выхода усилителя-ог- 35 раничителя 1, причем, если этот сигнал симметрично ограничен (т.е. отсутствует смещение нуля усилителяограничителя 1), То интервал времени, в котором реверсивный счетчик 7 работает в режиме суммирования,поступающих на счетный вход импульсов, равен интервалу времени, при кото-. ром реверсивний счетчик 7 работает в режиме вычитания. При этом, в конце цикла измерения результирующая 4> разность равна нулю, которая и подается на шины начальной установки счетчика индикаторного устройства 8.
При появлении смещения нулевого уровня фазомодулированного сигнала возникает погрешность измерения фазового сдвига < (фиг.1).Теперь ре- зультирующая разность на внходе реверсивного счетчика 7 уже отлична от нуля и численно равна величине фаэовой погрешности, возникающей из-эа смещения нулевого уровня усилителяограничителя 1. Точное выполнение этого равенства обеспечивается введением делителя частоты на четыре б.
Так как для любого цикла измерения величина компенсирующего числа определяется за предыдущий цикл измерения, то условием полной компенсации фазовой погрешности является относительно малая скорость изменения напряжения смещения нулевого уровня за измерительный цикл.В реальных усилителях-ограничителях напряжение смещения нулевого уровня изменяется за время на много больше длительности цикла измерения,что позволяет полностью компенсировать погрешность данного вида.
Работа предлагаемого фазометра иллюстрируется временными диаграммами на фиг. 2, где на эпюре 2а представлены входной синусоидальный фазомодулированный сигнал (08 ) и тот же сигнал U z при наличии смещения
i нулевого уровня U, а также сигнал
U + на выходе усилителя-ограничителя 1; на эпюре 2б — число импульсов соответствующее фазовой погрешности при наличии смещения нулевого уровня усилителя-ограничителя 1; на эпюре 2в и 2г — число импульсов, поступающих на.счетный вход реверсивного счетчика 7 при работе его в режиме вычитания и сложения соответственно;на эпюре 26- число импульсов, код которого численно равен величине компенсируемой погрешности и записи в счетчик индикаторного устройстда
8 в начале измерительного цикла.
Введение новых элементов и связей выгодно отличает предлагаемый цифровой фазометр от прототипа, так как значительно уменьшилась составляющая погрешность, обусловленная наличием смещения нулевого уровня входного фазомодулированного сигнала. Это позволяет получить более точные данные с фазе сигнала, что увеличит с>еру применения данного. фазометра.
Формула изобретения
Цифровой фазометр, содержащий блок формирования временного интервала, у которого один вход через первый усилитель-ограничитель подключен к выходу источника опорного сигнала, другой вход через второй усилитель-ограничитель подключен к источнику фазомодулированного сигнала, выход блока формирования временного интервала соединен а первым входом ключа, у которого второй вход соединен с генератором импульсов, а выход — со счетным входом счетчика индикаторного устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены делитель частоты на четыре и реверсивный счетчик, у которого первый вход через делиI тель частоты подключен к выходу генератора импульсов, второй вход соеди779903 д
ВНИИПИ Заказ 9317/10 Тираж 1019 Подписное
Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4 нен с выходом второго усилителя-ограничителя, а выходы реверсивного счетчика подключены к минам начальной установки счетчика индикаторного устройства;
Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе
1. Инфраниэкочастотный фаэометрчастотомер НФ-З, Техническое описание,г, Казань, 1963.
