Цифровой низкочастотный фазометр

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 21е, 36/03

Заявлено 05.Ч!! !.1968 (№ 1260372/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 11.Х1.1969. Бюллетень ¹ Зэ

Дата опубликования описания 16.IV.1970

Новтитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МП1 6 01г

УДК 621.317.77(088.8) Авторы изобретения - . в АОИКБ

nATK!iTH0

Ti Хг."!1;E ;.1

В. И. Проценко, Л. А. Евтеева, И. В. Глушко и В. Д. Де

Заявитель

ЦИФРОВОЙ Н ИЗКОЧАСТОТНЫ и ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники и предназначено для измерения быстроменяющейся разности фаз двух синусоидальных напряжений.

Известные цифровые низкочастотные фазометры для измерения бы троменяющихся фазовых сдвигов, содержащие формирующие устройства, триггеры, электронные ключи, задающий генератор, счетчик и цифровой измеритель отношения частот, имеют сравнительно невысокую точность измерения.

Предлагаемый фазометр повышает точность за счет того, что один из входов цифрового арифметического устройства соединен с двоичным счетчиком, который через ключ, управляемый временным триггером, соединен с выходом кварцевого генератора, а второй вход через схему сборки соединен с выходами двух других двоичных счетчиков, входы которых через ключи, управляемые опорным триггером, соединены со вторым кварцевым генератором.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого цифрового низкочастотного фазометра; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений.

Фазометр содержит формирующие устройства 1 и 2, временной триггер 3, электронный ключ 4, двоичный счетчик 5, кварцевый генератор б, опорный триггер 7, электронные ключи 8 и 9, кварцевый генератор 10, двоичные счетчики 11 и 12, схему сборки 18 и цифровое арифметическое устройство 14.

Одно из дву;- входных синусоидальных напряжений условно принимается за опорное

Up = U, sin со 1, а второе — за измеряемое

Уi = U > sill (p) f + с ).

Напряжения Up и U (см. фиг. 2,а. б), пройдя через формирующие устройства 1 и 2 соответственно, превращаются в прямоугольные импульсы малой длительности, фиксирующие переход через нуль синусоидальных напряжений в положительном направлении (см. фиг. 2, в, г). Эти импульсы подаются а временной триггер 8, вырабатывающий прямоугольные сигналы тт, т., т. и т. д. (фиг. 2, д), начала которых определяются импульсами, показанными на фиг. 2, г, а окончания — импульсами, изображенными на фпг. 2, в.

Прямоугольные сигналы тт, т, тэ и т. д. представляют собой временной сдвиг между прохождением через нуль в положительном направлении двух измеряемых напряжений, другими словами — разность фаз между измеряемым и опорным напряжением.

25 На ключ 4 подаются, с одной стороны, прямоугольные импульсы с временного триггера

8, а с другой — высокая частота заполнения 1, с кварцевого генератора б.

«Пачки» импульсов (см. фиг. 2, е) просчи30 тываются двоичным счетчиком 5 и результат

256862 счета поступает на один из входов цифрового арифметического устройства 14. Опорным тригч ером 7 формируются прямоугольные сигналы То,, 1,, 1 о; (см. фиг. 2, ж), равные по длигельностн периоду опорного напряжения в каждый момент времени. На ключ 8 подаются, с одной стороны, прямоугольные импульсы с правого плеча опорного триггера 7, а с другой — высокая частота заполнения f» (см. фиг.

2, к) с кварцевого генератора 10. «Пачки» импульсов подаются для просчитывания на двоичный счетчик 11.

Во избежание потери информации при измерении од.;и период опорного напряжения (см, фиг. 2, и), заполн нный высокочастотными импульсами, просчитывается двоичным счетчиком 11, а следующий за нпм период опорно о напряжения (см. фиг. 2, к) — двоичным счетчиком 12.

Результаты подсчетов этих двоичных счетчиков Жо показаны на временной диаграмме (с». фпг. 2, л, »!). С помощью схемы сборки И производится последовательное соединение результатов счетчиков 11 и 12 в единое целое.

Результаты со схемы сборки подаются на вход знаменателя цифрового арифметического устройства 14, одновременно с этим на вход числителя арифметического устройства подаются результаты счета со схемы (счетчика) 5, т. е. в каждый период опорного напряжения на цифровое арифметическое устройство подается, с одной стороны, временной сдвиг между переходамп через нуль в положительном направлении измеряемого и опорного напряжений т, а с другой — период опорного напряжения То.

Лрифметическим устройством производится цифровое деление в двоичной системе т на Т, в каждый период опорного напряжения. (3 т, где q> — разность фаз между двумя измеряемыми напряжениями, выраженная в градусах, т — сдвиг во времени между прохождением через нуль двух синусоидальных напряжений (фиг. 2, д), Т, — период опорного напряжения (ф . 2,ж).

Частоты кварцевых генераторов б и 10 определяются, с одной стороны, из соображений требуемой точности измерения, с другой — отношение этих частот подбирается так, чтобы можно было исключить операцию умножения при получении ствета разности фаз, выраженной в градусах.

К (если/, =),), ТО где f> — частота заполнения генератора б, f — частота з а полнения ген ер атор а 10, К вЂ” коэффициент пропорциональности, на который необходимо умножить ответ разности фаз, выраженный в долях периода опорного напряжения, чтобы получить ответ, выраженный в граду20 сах.

Отношение частот f> и f> выбирается равным коэффициенту пропорциональности К и тем самым исключается операция умножения.

Предлагаемым цифровым фазометром могут быть измерены быстроменяющиеся разности фаз двух синусоидальных напряжений в пределах 0 — 360 в диапазоне частот от десятков герц до 10 кгпв с точностью до 1 .

Предмет изобретения

Цифровой низкочастотный фазометр для измерения быстроменяющейся разности фаз двух синусоидальных напряжений, содержаЗ5 щпй формирующие устройства, временной и опорный триггеры, электронные ключи, кварцевые генераторы, двоичные счетчики импульсов и цифровое арифметическое устройство, отгичиющийся тем, что, с целью повышения

40 точности, один из входов арифметического устройства соединен с двоичным счетчиком, который через ключ, управляемый временным триггером, соединен с выходом кварцевого генератора, а второй вход через схему сборки

4S соединен с выходами двух других двоичных счетчиков, входы которых через ключи, управляемые опорным триггером, соединены со вторым кварцевым генератором.

256862

g 0

6, р ) и1!

Фиг 2

Редактор Афанасьева

Заказ 737/6 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 о

- 7 и т

О о

Составитель Кучеренко

Техред T П. Курилко Корректор Р. И. Крючкова