Устройство для измерения разности фаз двух гармонических сигналов

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

33040I

Союз Советскиа

Соасталистичвскнх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 26.V1.1970 (¹ 1456105/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 241!.1972. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 26Л П.1972

М.Кл. б 01г 25/04 л йомитет- по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 621.317.77 (088.8) Авторы изобретения

В. Д. Рубцов и В. С. Потапов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ

ДВУХ ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники и предназначено для измерения разности фаз между д вумя гармоничесиими сигналами в условиях помех.

Известные фазометрические устройства с цифровым выходом, содержащие фазо-цифровой преобразователь и отсчетное устройство характеризуются недостаточной точностью измерения в условиях помех из-за отсутствия в них усреднения результатов измерений за несколько периодов рабочей частоты.

Для повышения точности измерения разности фаз аигналов в условиях помех в предлагаемое устройство введены параллельно соединенные между собой цифровой накопитель и анализатор длительности пачек импульсов, два счетчика и схема коррекции, причем отсчетное устройство подсоединено к цифровому накопителю таким образом, что осуществляется деление на число взятых замеров. Такое построение фазометра устраняет ошибками, возникающие в разомкнутых фазоизмерителях при. усреднении результатов измерений и обусловленные цикличностью фазы.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства, содержащего преобразователь «фаза-цифра» 1, отсчетное устройство 2, цифровой накопитель 3, анализатор 4 длительности пачек импульсов, счетчики 5 и 6 .соответственно «малых» и «больших» пачек импульсов, схема 7 коррекции накопленной в цифровом накопителе суммы импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Входные колебания, представляющие собой

5 смесь сигналов с помехой, поступают на формирователи импульсов ФИ1 и ФИ2 преобразователя «фаза-цифра» l, формирующие импульсы в моменты переходов эгих колебаний через нулевой уровень с положительной производ10 ной. Импульсы, дающие разрешение на взятие замера (мгновенного значения разности фаз

Л р), формируются генератором импульсов ГИ и следуют с частотой f<, причем интервал меж1

15 ду отсчетами Т= — выбирают примерно равil ным времени корреляции помехи т.- »Р..

Т тнорр.

При поступлении импульса частоты f> триггер Т, 20 дает, разрешение на схему Иь На другой вход схемы И поступает импульс с формирователя импульсов ФИ1, с выхода схемы И1 этот импульс поступает на сбросовую шину дешифратора

ДШ, представляющего собой двоичный счет25 чик, емкость которого равна емкости счетчика долей фазового цикла СД цифрового накопителя 8, и входящего в состав анализатора 4.

Импульс с выхода схемы Hi поступает также на вход «0» триггера Т2, при опрокидывании з0 которого начинается формирование временного

330401 интервала tAt, соответствующего мгновенному значению разности фаз, который заполняется на схеме совпадения И поступающими с генератора ГИ импульсами, имеющими частоту

f2=. p Л, где fp — частота входных сигналов, Л вЂ” емкость счетчика долей фазового цикла СД цифрового накопителя 8, которую выбирают, исходя из требуемой точности .измерения разности фаз. Импульс с выхода формирователя

ФИ, соответствующий концу интервала времепи At, поступает на вход «1» триггера Т, при опрокидывании которого закрываются схемы совладения И и И . Таким образом, со схемы

И2 rra вход «+» счетчика СД и на вход дешифратора ДШ поступает информация о мгновенном значении разности фаз входных сигналов в виде пачки импульсов. В момент окончания временного интервала Л1 с выхода «0» триггера Т2 снимается потенциал, поступающий в анализатор 4. При этом на входе дифференцирующей цепи ДЦ формируется им пульс, поступающий на вход схемы совпадения И4 и И5, к другим входам которых подсоединены входы дешифратора ДШ..С этих входов снимается информация о том, является ли пачка импульсов

«малой», соответствующей текущему значению разности фаз 0 --.Acp <90, или «большой» (270 Ау -:Зб0 ). В с.тучае, если пачка импульсов была «малой», то импульс с выхода анализатора (схема И ) поступает па вход счетчика числа «малых» «пачек» 5. Аналогичным образом, если пачка импульсов была

«большой», то с выхода анализатора (хема

И5) поступает импульс Ira вход счетчика 6 числа больших «пачек». При этом емкость счетчиков 5 и 6 выбирается равной числу замеров и.

Одновременно с этим импульс с цепи ДЦ поступает на вход делителя; «и» (п — общее число произведенных за время наблюдения замеров) .

После взятия и замеров с выхода анализатора 4 («:п») через линию задержки ЛЗ1 на вход схемы коррекции 7 (триггер Т ) поступает импульс. При опрокидывании триггера Тз начинается коррекция результата накопления в накопителе 8. При этом с выхода триггера

Т; на вход схемы совпадения И6 поступает разрешающий потенциал. На другой вход схемы

И6 с генератора ГИ поступают импульсы с частотой f2, которые, .пройдя схему И, постулают на хемы совпадения Иу и И . Если общее число импульсов, накопленное в ци фровом накопителе 8, меньше половины его емкости, которая выбирается соответствующей максимальной текущей разности фаз 360, умноженной на число замеров и, то с выхода «1» последнего разряда накопителя 8 (триггер

Т4) на И поступает разрешающий потенциал, и импульсы с частотой f, пройдя "хему И, поступают через схему ИЛИ1 на вход « — » счетчика целых фазовых циклов СЦ цифрового накопителя 8 и на вход

Предмет изобретения

Устройство для измерения разности фаз двух гармонических сигналов, содержащее фазо-цифровой преобразователь и отсчетное устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено анализатором длительности пачек импульсов, счетчиками, схемой коррекции и накопителем, один из входов которого соединен с выходом фазо-цифрового преобразователя, а другой— с выходом схемы коррекции, входы которой связаны с выходами счетчиков, анализатора и накопителя, причем вход анализатора подключен к выходу фазо-цифрового преобразователя, а его выход — к входам счетчиков.

« — » счетчика б числа «больших» «пачек», Причем, как толнко из счетчика 6 вычтется записанное число, с его выхода снимается импульс, который, пройдя через схему ИЛИ2, 5 опрокидывает триггер Т„., запрещая п)рохождение импульсов частоты f2 через схему И6, Такое же количество импульсов вычитается из счетчика СЦ цифрового накопителя 8. Перепад, возникающий на выходе триггера T3,,ïîñòóïàåò

)0 на вход цифрового накопителя 8 (ДЦ2), начиная считывание результата накопления из цифрового накопителя 8,в отсчетное устройство 2.

При этом импульс, возникающий на выходе цепи ДЦ, после прохождения линии задержки

)5 ЛЗ2 посту пает на вход «0» триггера Т5 и на сбросовую шину отсчетного устройства 2. При опрокидывании триггера Т5 с выхода «0» на схемы совпадения И9 и И о поступает разрешающий потенциал и импульсы частоты f, прой20 дя Ир, поступают на вход « — » счетчика СД цифрового накопителя 8, считывая записанный в нем результат. Деление скорректированной суммы в цифровом накопителе 8 на число взятых замеров и, необходимое для получения,ис25 ко мой разности фаз входных сигналов, осуществляется за счет съема импульсов при считывании с соответствующего разряда цифрового накопителя 8. Зги импульсы после прохождения схемы И о llocTvlIIBloT на вход отсчетного

30 усвройства 2, По окончании считывания с выхода триггвра Т4,снимается импульс, который опрокидывает триггер Т5, причем с выхода «0» триггера Т5 на схемы Hg u Hrp подается запрещающий потенциал, закрывающий вход « — »

35 счетчика СД цифрового накопителя 8.

Аналогичным образом, если общее число накопленных в накопителе 8 импульсов больше или равно половине его емкости, то с выхода

«0» триггера TI на схему И8 поступает разре40 шающий потенциал и производится коррекция результата накопления в накопителе 8, в процессе которой на вход «+» счетчика СЦ через схему ИЛИз поступает число импульсов, равное числу, записанному в счетчике 5, после

45 чего происходит считывание информации в отсчетное устройство 2. 330401

Составитель Г. Кучеренко

Редактор С. Хейфиц Теиред Л, Богданова Кс;.р кторы О. Тюрина и А. Васильева

Заказ 1461 Изд .jQo ой Тираж 448 Подав снос

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Ж-З5, Раушская иаб., д. 4/5 .Областная типография Костромского управления по печати