Двухотсчетный фазометр низкой частоты
I (0 П И С A"Н" И=Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
2345I3
Сотов Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт, свидетельства №
Кл. 21е, 36 03
Заявлено 18.Х!!.196 (-Ы 1204364/18-10) с присоединением заявки №
МПК G Olr
УДК 621.317. (7(088.8) Приоритет
Опубликовано 10.!.1969. Бюллетень № 4
Дата опубликования описания 29Х.1969
Комитет по делам иаобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Автор изобретения
С. А. Кравченко
Заявитель
ДВУХОТСЧЕТНЬ!Й ФАЗОМЕТР НИЗКОЙ ЧАСТОТЬ!
Изобретение относится к области электрических измерений, а именно, к приборам, измеряющим угол фазового сд|вига между двумя электрическими сигналами низких частот, на. пример 30 г((.
Известные двухотсчетные фазометры, содержащие каналы переменной и постоянной фазы, выполненные из последовательно включенных входных устройств, усилителей-ограничителей, дифференцирующих цепочек и триггеров; переключатель и выходной прибор имеют сравнительно невысокую точность измерения (порядка 0,4 —:0,8 ) .
Предлагаемый фазометр позволяет повысить точность за счет то"î,,что он снаб кен третьим каналом, выполненным из последовательно включенных умножитсля частоты, например в 72 раза, потенциального триггера, например, на туннельном диоде, и импульсного трансформатора; при этом вход умножителя частоты соединен с ьыходом усилителяограничителя канала постоянной фазы, а вторичная обмотка импульснсго трансформатора через переключатель и элемент задержки соединена с выходом дифференцирующей цепочки канала постоянной фазы.
На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого фазометра; на фиг. 2 и фпг. 3 — временные диаграммы работтя фазометра с грубым и точным отсчетом соответственно.
Напряжения U> и U> низкой частоты, например 30 гт(, поступают на входные устройства
ВУь ВУz>, затем на настраиваемые фильтры
ИФт, НФ и далее на усилители-ограничители
5 УО,, УО.. Через дифференцирующие цепи
ДЦь ДЦ, сигналы поступают на «запускающие» входы триггеров Т< и Т,, «опрокидывактщие» входы которых соединены вместе. Между выходами триггеров Т, и Тв включен стре10 лочный прибор СП с добавочными резисторами Р. «Опрокидыва ощие» входы триггеров с помощью двухпозиционного переключателя П могут быть соединены через элемент задержки 33 с выходом цепи ДЦв, в опорном канале
15 (положенпе «Грубо») и выходной обмоткой импульсного трансформатора в третьем канале (положение «Точно»). B положении «Точно» стрелочный прибор СП включается без резисторов, что резко повышает точность и
20 чувствительность стрелочного прибора.
Третий канал содержит умножитель частоты УЧ с коэффициентом, например, равным
72, нагруженный на потенциальный триггер
ПТ, выполненный, например, на туннельном
25 диоде, причем последний включен на импульсный трансформатор 0Т.
B положении «Грубо» фазометр работает следующим образом (см. фиг. 2).
Синусоидальные напряжения на входах ка3О налов с помощью усилителей-ограничителей
234 13 т точно — гр
72 (5) 10 т(=- ttz (рь (7) (2) Предмег изобретения
Двухотсчетный фазометр низкой частоты, содержащий каналы переменной и постоянной фазы, выполненные из последовательно включенных входных устройств с избирательными фильтрами, усилителей-ограничителей, дифференцирующих цепочек и триггеров; элемент задержки; двухпозициснный переключатель
40 и индикатор, от.ги гающий((,я тем, что, с целью повышения точности, фазометр снабжен третьим каналом, выполненным из последовательно включенных умно>кителя частоты, потенциального триггера, наприх!Ср, на туннельном диоде, и импульсного трансформатора, при
45 этом вход умножителя частоты соединен с выходом усилителя-ограничителя канала постоянной фазы, à в1ор1ппгая обмотка импульсного трансформатора через переключатель и э;IсмсHT задержки сосдинсн а с Выходом диф50 ферснцирующей цепочки канала постоянной фазы. импульсов
Работа фазометра в положении «Точно» отличается тем, что опрокидывание («запирание») выходных триггеров происходит со стороны третьего канала (см. фиг. 3) импульсами, частота следования которых выше частоты следования импульсов в каналах в 72 раУО(— УО, и цепей JQI, ДЦ. обращаются в остроконечные запускающие импульсы. Выходные триггеры 7(— Т имеют раздельный запуск. Со стороны каналов они запускаются однополярными импульсами, а опрокидываются (в случае грубого отсчета) импульсами канала постоянной фазы (опорного канала)
Опрокидывающий импульс должен быть задержан на величину т... незначительно превышающую половину периода триггера, как показано на фиг. 2. 3ТО осуществляется элементом задержки ЗЗ, в качестве которого может быть взята индуктивность в несколько «мгн».
Триггеры Т, и Т2 формируют импульсы, длительность которых зависит от разности фаз.
Прибор СП включен на разность этих токов.
Длительность импульсов триггера Т, пропорциональна сдвигу фаз мев<ду напрдяженисм
U, и напряжением U2 опорного канала в точке О. где
1 пг = — — коэффициент пересчета длитель(. 360 ности импульсов в фазовые углы; — угол фазового сдвига между (1 ! 2.
Лналогпчно для триггера Т2. (2 ttZ (! 2, Результирующая длительность при грубом отсчете т„р = с1 — т = tzz (ср! — (p2) = т (p, (3) где (p — искомая разность фаз между UI u (>2
Ток через рамку прибора пропорционален площади импульсов при E„„, =- const. уп=т Еп (p (4)
Полная шкала прибора градуируется на 180, фазовый сдвиг в 360 измеряется как +- 180 . за. В этом случае выражение (1) принимает
Вид где Т вЂ” период колебаний исследуемых сигналов, гг — число целых периодов частоты, ум-! оженной в 72 раза f =- f.72, поступающих из третьего канала и укладывающихся между импульсами двух каналов.
Преобразовав выражение (5) с учетом выражений (1) и (3), получим
15 тточно <г ((p 5 <) (6)
Таким образом, длительность импульсов при точном отсчете по сравнению с грубым отсчетом автоматически уменьшается на ве20 личину m 5 . Ток через рамку прибора
1„= т Е„((— 5 tz) пропорционален разности фазового сдвига (p — 5 (г.
25 В этом режиме добавочные резисторы должны быть отклонены. Таким образом, по прибору отсчитывается угол 5 (I-2,5 ). Предел точной шкалы 2,5, максимальная погрешность из-за стрелочного прибора класса 1,0 не
50 превышает 0,025 .
ФЬ2 1
Hogan лереюенной
Фоэы / 4
Олорный канал
У, Си2иип оос/уе аленс"т лю эоа еранни
Цllnrnynw
nepdoao
>риаг оо
gn.-, 1/млулас
Рлэорого лэригграэ
mou.г : Г у
Р
1 и
1
11
1 1
f n г
9Ъ2 3
Составитель Г. Кучеренко
Редактор Л. А. Утехина Техред А. А. Камышникова
Корректор С. М. Сигал
Заказ 677/3 Тираж 465 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2
