Стохастический стробоскопический измеритель разности фаз
Изобретение может быть использовано в фазометрах, работакицих в широкой частотной области Стохастический стробоскопический (СС) измеритель разности фаз содержит СС преобразователь 1, 3, генератор 2 строб-импульсов , блок 4 временной задержки импульсов , регулируемый усилитель 5, пиковые детекторы 6, 9, 10, сумматоры 7, 8, блок П деления, усипитель 12, интегратор 13. Стохастический СС измеритель имеет расширенный частотный диапазон измерения сдвига фаз в область нижних частот и повышенную точность измерений. 2 ил. § (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ÄÄSUÄÄ 141354 (SD 4 G 01 R 25/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг.1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4164817/24-21 (22) 22 ° 12.86 (46) 30.07.88. Бюл. В 28 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.И.Губарь и В.В.Шкарупин (53) 621.317.7(088.8) (56) Билинскнй.И.Я., Микельсон А.К.
Стохастическая цифровая обработка непрерывных сигналов. Рига: Знание, 1983, с. 122.
Измеритель разности фаз комбинированный ФК2-12. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, с. 13. (54) СТОХАСТИЧЕСКИЙ СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ РАЗНОСТИ ФАЗ (57) Изобретение моает быть использовано в фазометрах, работающих s широкой частотной области. Стохастический стробоскопический (СС) измеритель разности фаз содержит СС преобразователь 1, 3, генератор 2 строб-импульсов, блок 4 временной задершки импульсов, регулируемый усилитель 5, пиковые детекторы 6, 9, 10, сумматоры 7, 8, блок 11 деления, усипитель
12, интегратор 13, Стохастический СС измеритель имеет расширенный частотный диапазон измерения сдвига фаз в область нюкних частот и повышенную точность измерений. 2 ип.
1413549
Изобретение относится к технике измерения электрических величин и может быть использовано в фаэометрах, работающих в широкой частотной обла5 сти.
Цель изобретения — расширение частотного диапазона измерения сдвига фаэ в область .нижних частот и повышение точности измерений. 10
На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — структурная схема блока временной задержки.
Стохастический стробоскопический 15 измеритель разности фаз содержит первый стробоскопический преобразователь 1, соединенный управляющим входом с выходом генератора 2 строб-импульсов, и второй стробоскопический 20 преобразователь 3, а также блок 4 временной задержки импульсов, входом подключенной к выходу генератора 2 строб-импульсов, а вьжодоМ " к управляющему входу второго стробоскопичес- 25 кого преобразователя 3, выходом подключенного к входу регулируемого усилителя 5, выход которого соединен с входом первого пикового детектора 6 и вычитающим входом первого суммато- 30 ра 7, а выход второго пикового детектора соединен с нычитающим входом второго сумматора 8, выходом соединенного с управляющим входом регулируемого усилителя, а суммирующим вхо- 35 дом — с выходом второго пикового детектора 9, вход которого соединен с выходом первого стробоскопического преобразователя и суммирующим входом первого сумматора; выходом последова- 40 тельно соединенного с третьим пиковым детектором 10 и первым входом блока ll деления, второй вход которого через усилитель 12 подключен к выходу второго пикового детектора, а 45 выход блока деления через интегратор
13 подключен к управляющему входу блока временной задержки импульсон.
В качестве первого и второго стррбоскопических преобразователей и генератора строб-импульсов можно испольэовать аналогичные блоки фазометра ФК2-!2.
Блок временной задержки (фиг. 2) содержит RS-триггер 14, íà S-вход которого поступает сигнал с генератора 2, а выход соединен с входом генератора 15 пилообразного напряжения, выполненного на интеграторе с разрядным ключом, ныход генератора 15 соединен с одним. входом компаратора 16, на другой нход которого поступает выходное напряжение интегратора )3, а к выходу компаратора подключен одновибратор 17., выходом соединенный с управляющим входом второго стробоско" пического преобразователя 3, а также с В - входом RS-триггера 14 и разрядным ключом генератора пилообразного напряжения.
Устройство работает следующим образом.
Входные сигналы Up и U« сдвинутые по фазе на угол q, поступают на входы первого 1 и второго 3 стробоскопических преобразователей соответственно.
Пусть U, =А sinut, U« =В sin(Qt+g), где А и  — амплитуды сигналов, и круговая частота.
Входные сигналы стробируются преобразователями l и 3 стохастически в моменты времени С (i=1 2,3...), поскольку частота генератора 2 стробимпульсов не синхронна с частотой входных сигналов. На выходе преобразователя 1 сигнал имеет вид U, ="
=А sinut а на выходе преобразователя 3 — вид Ц =В sin(ut;-ф+< ), где (1 — сдвиг фаз между сФробирующими импульсами, реализуемый блоком 4 временной задержки, причем
Q =K4U,, где K — коэффициент пропорциональности, определяющийся параметрами блока 4;.
U, — выходное напряжение интегpampa I3.
Напряжение U поступает на вход регулируемого усилителя 5, на управляющий вход которого подается сиг" ( нал ошибки =А-А, где А — амплитуда сигнала U(, выделенная вторым пиковым детектором 9, А — амплитуда сигнала U, действующего на выходе регулируемого усилителя 5, выделенная первым пиковым детектором 6.
При этом коэффициент передачи усилителя 5 изменяется под действием сигнала ошибки А таким образом, что сводит этот сигнал ошибки к нулю.
Поэтому U =А sin(ut; -rp+q), т.е. в результате действия сигнала обратной связи сигнала ошибки) амплитуда сигнала на вьжоде регулируемого усилителя 5 становится равной амплитуде где выражение
2А sin(— -) 7
U1o =2A 81п(- - -) Э
° Ч 4
20 в п(р ) 1 o Ч 4>
2 2
=K з "п(7 7) °
Ч V
К (- — — — ).
Ч K4U|3 з 2
50
55 з 14135 сигнала на выходе первого стробоскопическо го прео бра зова тел я 1 .
На выходе первого сумматора 7 выделяется разность напряжений Ц и U .
U =U, -U =A sinai; -А з1п(ы.. -у+се) или
U =2А sin(— -)cos(tat + — — —. ) ф У Ч 4
7 2 2 2 2 представляет собой амплитуду сигнала 1.1,1. 15
Указанное напряжение выделяется на выходе третьего пикового детектора IO: и поступает на вход блока 11 деления в качестве делимого, а делителем служит усиленное вдвое усилителем
12 напряжение амплитуды сигнала с вы- 25 хода второго пикового детектора 9 (U =A, U Учитывая (1), можно записать При малых значениях аргумента синуса К„ср 2+К К, Поскольку коэффициент передачи интегратора 13 может быть достаточно большим (с достаточной для практики точностью можно считать что К о ) Э <Ъ Э имеем U =Ч/K 4. Следовательно, выходное напряжейие интегратара 13 с точностью до постоянного коэффициента 1/К равно 49 4 сдвигу фаз между входными напряжениями 1-1 О, и 1-1„ ° Блок 4 временной задержки работает следующим образом. При поступлении от генератора 2 строб-импульсов очередного импульса RS-триггер 14 устанавливается в состояние логической единицы и на выходе генератора 15 пилообразного напряжения начинает формироваться линейно изменяющееся напряжение. В момент сравнения этого напряжения с выходным напряжением интегратора 13 компаратор 16 выдает перепад, запускающий одновчбратор 17; который своим выходным импульсом устанавливает ВБ-триггер 14 в исходное состояние, разряжает накопительный конденсатор генератора 15 пилообразного напряжения и запускает второй стробоскопический преобразователь 3. По сравнению с известным предлагаемое .устройство позволяет измерять разность фаэ в широкой частотной области — от единиц герц до единиц гигагерц. Расширение частотной области в сторону низких частот позволяет расширить функциональные воэможности устройства. Кроме того, устройство не требует применения нестабильной системы фазовой автоподстройки, что позволяет повысить точность измерений. Формула изобретения Стохастический стробоскопический измеритель разности фаз, содержащий первый стробоскопический преобразователь, соединенный управляющим входом с выходом генератора строб-импульсов, и второй стробоскопический преобразователь, отличающийс я тем, что, с целью расширения ча-. стотного диапазона измерения сдвнГа фаз в область нижних частот и повышения точности измерений, он .снабжен блоком временной задержки импульсов, регулируемым усилителем, первым, вторым и третьим пиковыми детекторами, первым и вторым сумматорами, усилителем, блоком деления и интегратором, причем блок временной задержки входом подключен к выходу генератора стробимпульсов, а выходом — к управляющему входу второго стробоскопического преобразователя, выходом подключенного к входу регулируемого усилителя,выход которого соединен с входом пер-. вого пикового детектора и вычитающим 1413549 Рп &ока Г &обад &Olfe Q Рие,2 Составитель Ю.Макаревич Редактор А.Огар Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни Заказ 3779/48 Тираж 772 Подписное ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 входом первого сумматора, а выход пикового детектора соединен с вычитающим входом второго сумматора, выходом соединенного с. управляющим входом регулируемого усилителя, а суммирующим входом - с выходом второго пикового детектора, вход которого соединен с выходом первого стробоскопического преобразователя и суммирующим входом первого сумматора, выходом последовательно соединенного с третьим пиковым детектором и первым входом блока деления второй вход которого через усилитель подключен к выходу второго пикового детектора, а выход блока деления через интегратор подключен к управляющему входу блока вре10 менной задержки импульсов. 
