Цифровой фазометр

278869

ОГ1ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства № 211655

Заявлено 15.1!!.1969 (Ме 1313240/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21 VIII.1970. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 12.XI.1970

Кл. 21е, 36/03

МПК G Olr 25/00

УДК 681.355(088.8) Комитет по делам изобретений H OTKpblTHH при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

A. А. Килна и Б.-Ю. Б. Бинкаускас

Институт физики и математики АН Литовской ССР р ДТБ ф тц ц1тоН1ов

Заявитель

ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к технике обработки информации и предназначено для использования совместно с управляющими вычислительными машинами при управлении технологическими процессами.

Известны устройства для преобразования сдвига фаз двух синусоидальных напряжений в цифровой код для ввода в вычислительную машину.

В основном авт. св. № 211655 описан двухполупериодный цифровой фазометр, который содержит двухканальное формирующее устройство, соединенное со схемами совпадений, другие входы которых через дифференцирующие цепочки соединены с выходами триггера, управляемого импульсами задающего генератора, счетчик импульсов, подключенный через схему «ИЛИ» к выходам схем совпадений, делитель импульсов, триггер и вентиль для управления импульсами задающего генератора. Этот фазометр имеет существенный недостаток, заключающийся в недостаточной точности преобразования сдвига фаз в цифровой код, так как случайные флуктуации частоты исследуемых сигналов изменяют времен ной сдвиг между сигналами, которые в данном устройстве принимаются за сдвиг фаз.

Целью изобретения является повышение точности фазометра.

Это достигается использованием фазометра, выполненного по авт. св. № 211655, который, кроме того, содержит схемы совпадения, счетчик кода поправки, счетчик времени измерения, триггеры, нуль-орган, дифференцирующие цепи и линию задержки, причем выходы схем совпадения соединены с суммирующим и вычитающим входами счетчика кода поправки, а первые входы одних схем совпадения подключены к выходу другой схемы совпадения, первый вход которой соединен с задаю10 щим генератором, а второй — с триггером, единичный вход которого через нуль-орган подключен к шине опорного сигнала; вторые входы одних схем совпадения соединены с выходами триггера, счетный вход которого под15 ключен к нуль-органу, а нулевой выходтриггера соединен с дифференцирующей целью, выход которой подключен к единичному входу другого триггера, выход которого через дифференцирующую цепь соединен с шиной вы20 дачи значения первого полупериода, а нулевой вход триггера подключен к счетчику кода поправки и счетчику времени измерения, вход которого соединен с нуль-органом, а выход через линию задержки подключен к выходу

25 установки нуля счетчика результата измерений.

На фиг. 1 представлен описываемый двухполупериодный цифровой фазометр; на фиг. 2— временные диаграммы.

30 Фазометр содержит двухканальное формирующее устройство 1, схемы совпадения 2 и

278869

8, дифференцирующие цепи 4 и б, триггер б, схему .:ИЛИ» 7, счетчик 8, задающий генератор 9, схему совпадения 10, триггер 11, нульорган 12, триггер 18, дифференцирующую цепь 14, схемы совпадения 15 и 1б, триггер 17, дифференцирующую цепь 18, счетчик 19 кода поправкн, счетчик 20 времени измерения и линию задержки 21.

Работа фазометра происходит следующим ооразом.

На вход формирующего устройства 1 подаются исследуемые напряжения х и х (причем напряжение х считается опорным). На выходе формирующего устройства возникают прямоугольные импульсы с длительностью, равной временному сдвигу мсжду началами положительных полувслн, поступающих на вход схемы совпадения 2, и импульсы с длительностью, равной временному сдвигу между началами отрицательных почуволн, поступающих на вход схемы совпадения 8.

Задающий генератор 9 генерирует счетные импульсы с высокой частотой следования, поступающие на вход триггера б. Прямоугольные импульсы напряжения, снимаемые с вы ходов триггера б, дифференцируются дифференпирующими цепями 4 и б, и на входы схем совпадений 2 и 8 поступают последовательности остроконечных импульсов, сдвинутых относительно друг друга на полпериода, с частотой следования, равной половине частоты задающего генератора. Импульсы, прошедшие через схемы совпадений 2 и 8, объединяются схемой «ИЛИ» 7 и поступают на счетчик 8.

Импульсы нуль-органа 12 подаются на счетный вход триггера 18, выходы которого управляют проходом импульсов генератора 9 на суммирующий и вычитающий входы счетчика 19. После второго опрокидывания триггера дифференцирующая цепь 14 вырабатывает импульс, который поступает на единичный вход триггера 17. В это время дифференцирующая цепь 18 выдает импульс на шину выдачи значения первого полупериода, После окончания одного периода счетчик 19 показывает разность импульсов, соответствующих положительному и отрицательному полупериодам опорного напряжения. Эта разность накапливается в течение времени измерения и выдается одновременно с суммарным значением интервалов времени для поправки значения измеренной фазы соответственно изменению частоты опорного напряжения. Время измерения определяется счетчиком 20, который подсчитывает количество полупериодов опорного напряжения. После приема определенного количества периодов счетчик 20 выда=r импульс на шину «окончание измерения» для приема суммарных значений интер5

55 валов времени и изменения частоты соответственно счетчиками 8 и 19. Импульс, задержанный линией задержки 21, устанавливает счетчик 8 в исходное состояние, а фазометр подготавливается для следующего измерения.

Эпюры на фиг. 2 иллюстрируют принцип действия описываемого фазометра, Эпюры а — г показывают форму напряжений в различных точках схемы при измерении углов менее 180 . При этом одновременно бывает открытой только одна из схем совпадений

2 и 8. Эпюры д — и показывают форму напряжений в тех же точках при измерении углов выше 180 . В re . оменты времени, когда открыты обе схемы совпадений, на счетчик 8 импульсов поступают импульсы с удвоенной частотой по сравнению с моментами, когда открыта одна из схем совпадений. Это позволяет суммировать результаты измерений за оба полупериода вне зависимости от величины измеряемого угла, на эпюре к показаны импульсы на входе нуль-органа 12, соответствующие переходам опорного напряжения через нуль, а на эпюре л — форма напряжения на единичном выходе триггера 18. Эпюры л и н показывают пачки импульсов, поступающих соответственно на суммирующий II вычитающий входы счетчика 19.

Пр едм ет изобретения

Цифровой фазометр по авт. св. No 211655, отлича ои1ийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит схемы совпадения, счетчик кода поправки, счетчик времени измерения, триггеры, нуль-орган, дифференцирующие цепи и линию задержки, причем выходы схем совпадения соединены с суммирующим и вычитающим входами счетчика кода поправки, а первые входы одних схем совпадения подключены к выходу другой схемы совпадения, первый вход которой соединен с задающим генератором, а второй — с триггером, единичный вход которого через нуль-орган подключен к шине опорного сигнала; вторые входы одних схем совпадения соединены с выходами триггера, счетный вход которого подключен к нуль-органу, а нулевой выход триггера соединен с дифференцирующей цепью., выход которой подключен к единичному входу другого триггера, выход которого через дифференцирующую цепь соединен с шиной выдачи значения первого полупериода, а нулевой вход триггера подключен к счетчику кода поправки и счетчику времени измерения, вход которого соединен с нуль-органом, а выход через линию задержки подключен к выходу уста новки нуля счетчика результата измерения.

/p+

1 л !!й Ы и Ш и

IIELD ÉÉØ

ЩЩЩ

Фиг 2

Заказ 3255/5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель 3. Г. Дунаева

Редактор Е. В. Семанова Техред Л. Я. Левина Корректор Г, С. Мухина