Цифровой фазометр для измерения мгновенного значения сдвига фазnatehti^o-tlkttjiheeби5лио~ека

296053

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Софа Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства Л

МПК G 01г 25/00

Заявлено 14.I II.1969 (№ 1319319!18-10) с присоединением заявки

Приоритет

Опубликовано 12.11.1971. Бюллетень Лт 8

Дата опубликования описания 7.1Ъ .1971

Комитет по делам изооретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.317.77(088.8) Авторы изобретения

A. Г. Рыжевский, Ю. А. Смагин, В. Ф. Тарасов, Э. К. Шахов и В.М. Шляндин

Пензенский политехнический институт

Заявитель

ВСЕСОЮЗНАЯ ЩИ :,. - г ЯЩЩЦ

БИБЛИО ЕКА

ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МГНОВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ СДВИГА ФАЗ

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники.

Известные фазометры, измеряющие мгновенное значение сдвига фаз, содержащие формирователи импульсов, электронные ключи, генератор образцовой частоты, р евер сивный счетчик, блок управления, триггер, делитель частоты и регистрирующий счетчик, не обеспечивают непосредственный отсчет сдвига фаз в градусах, а также имеют сравнительно невысокое быстродействие.

Предлагаемый фазометр позволяет получить непосредственный отсчет и повысить быстродействие благодаря тому, что он снабжен схемой определения отношений временных интервалов, построенной на двоичном счетчике импульсов сдвига фазы, двоичном счетчике импульсов периода, общем двоичном счетчике импульсов, двух блоках схем совпадений и двух схемах «ИЛИ», при этом вход регистрирующего счетчика через первую схему «ИЛИ» соединен с выходом первого блока схем совпадений, управляющие входы которого подключены к двоичному счетчику импульсов сдвига фазы, его сигнальные входы — к общему двоичному счетчику импульсов, к которому параллельно подключены сигнальные входы второго блока схем совпадений, а управляющие входы этого блока подключены к двоичному счетчику импульсов периода, причем выход второго блока схем совпадений через вторую схему «ИЛИ» подключен к делителю частоты, а блок управления подсоединен и управляющему входу схемы «И», На чертеже представлена блок-схема предлагаемого фазометра.

Работа прибора основана на измерении промежутка времени между соседними переходами через нуль двух исследуемых напряжений в пределах одного периода, сдвиг фаз между которыми должен быть измерен, с последующим автоматическим преобразованием результата измерения этого промежутка в цифровой отсчет, представленный непосредственно в

15 единицах измерения угла сдвига фаз (например, в градусах).

Фазометр содержит формирователи 1 и 2 управляющих импульсов из входных сигналов

U и U, ключ 8, управляющий ключ 4, схему

«И» 5, генератор 6 образцовой частоты, общий двоичный счетчик 7 импульсов, двоичный счетчик 8 импульсов сдвига фазы, двоичный счетчик 9 импульсов периода, два блока 10 и 11 схем совпадений, схемы «ИЛИ» 12, И, дели25 тель 14 частоты на ЗбО, регистрирующий (цифровой) счетчик 15 импульсов, блок 1б управления.

В исходном состоянии ключи 8, 4 закрыты, а с одного из входов схемы «И» 5 снят сигнал.

30 Формирователи управляющих импульсов 1 и 2

296053 из входных сигналов U< и U> в моменты прохождения мгновенных значений напряжений

U< и Uz через нуль выдают управляющие импульсы, которые открывают ключ 3 на время т, пропорциональное измеряемому сдвигу фаз.

Одновременно управляющие импульсы с формирователя 2 открывают ключ 4 на время периода Т входного напряжения U . После этого ключи 3, 4 закрываются сигналом с блока

1б управления на время второго цикла измерения, в течение которого происходит автоматическое преобразование результата измерения промежутка времени т в цифровой отсчет, представленный непосредственно в единицах измерения угла сдвига фаз.

Измерение промежутка т происходит путем его заполнения квантующими импульсами от генератора образцовой частоты через открытый ключ 3, число которых подсчитывается двоичным счетчиком 8 импульсов сдвига фазы, а измерение периода Т„входного сигнала происходит путем его заполнения квантующими импульсами от генератора б образцовой частоты через открытый управляющий ключ 4, число которых подсчитывается двоичным счетчиком 9 импульсов периода.

Число импульсов N-., подсчитанное двоичным счетчиком 8 импульсов сдвига фазы, N-. = — (>)

7 о где То — период квантующих импульсов.

Число импульсов Ыт, подсчитанное двоичным счетчиком 9 импульсов периода, ф Х т т, (2) Во втором цикле с блока 16 управления на один из входов схемы «И» 5 поступает сигнал.

При этом квантующие импульсы с генератора б образцовой часготы поступают в общий двоичный счетчик 7 импульсов.

Выходные уровни триггеров разрядов двоичных счетчиков 8 и 9 управляют потенциальными входами блоков 10 и 11 схем совпадения.

Выходные сигналы триггеров разрядов общего двоичного счетчика 7 импульсов поступают на импульсные входы этих же схем совпадения. При совпадении обоих сигналов на входах схем совпадения появляются сигналы, которые проходят через схему «ИЛИ» 12 на цифровой счетчик 15 импульсов и через схему

«ИЛИ» 13 на делитель 14 частоты. Состояния схем совпадения и, следовательно, суммарную частоту на выходе блоков схем совпадения 10 и 11 задают состояния триггеров двоичных счетчиков 7, 8 и 9. Например, триггеры самых старших двоичных разрядов двоичных счетчиков 8, 9 управляют схемами совпадения, на которые подаются сигналы от триггера самого младшего разряда общего двоичного счетчика

7 импульсов.

Суммарная частота с выхода схемы «ИЛИ»

13 равна (3) 7,8,9. (2), погде Жо — числовая емкость счетчиков

Принимая во внимание выражение лучим т„1 т„

fr=

1 о о о Tg+o

Суммарная частота с выхода схемы

12 (4) «ИЛИ» (5) Л = 360 —

Тх

35 т. е. число будет равно непосредственно сдвигу фаз в градусах, Предмет изобретения

40 Цифровой фа-ометр для измерения мгновенного значения сдвига фаз, содержащий блок управления и преобразователь фазового сдвига в интервал времени, выполненный в виде формирователей импульсов, электронно45 го ключа, генератора образцовой частоты, делителя частоты и регистрирующего счетчика, отличающийся тем, что, с целью обеспечения непосредственного отсчета и повышения быстродействия, фазометр снабжен схемой определения отношений временных интервалов, построенной на двоичном счетчике импульсов сдвига фазы, двоичном счетчике импульсов периода, общем двоичном счетчике импульсов, двух блоках схем совпадений и двух схемах

55 «ИЛИ», при этом вход регистрирующего счетчика через первую схему «ИЛИ» соединен с выходом первого блока схем совпадений, управляющие входы которого подключены к двоичному счетчику импульсов сдвига фазы, его сигнальные входы — к общему двоичному счетчику импульсов, к которому параллельно подключены сигнальные входы второго блока схем совпадений, а управляющие входы этого блока подключены к двоичному счетчику импульсов периода, причем выход второго блока о о

Учитывая выражение (1), получим (6)

При поступлении на делитель 14 360 импуль20 сов суммарнои частоты f выдается импульс переполнения на блок 1б управления, который снимает сигнал с одного из входов схемы «И»

5. Схема «И» была открыта на время

25 bt= (7) т

Число подсчитанных импульсов в цифровом счетчике 15 импульсов

N=At f-.. (8)

Принимая во внимание выражение (4), (6), (7), получим

296053

Составитель Г. Н. Кучеренко

Редактор С. И. Хейфиц Текред Т. П. Курилко Корректор Т. А. Китаева

Заказ 779(5 Изд. № 342 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открьпий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская «a6., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 схем совпадений через вторую схему «ИЛИ» подключен к делителю частоты, а блок управлення подсоединен к управляющему входу схемы «И».