Патент ссср 411385

ОПИСАНИЕ 4II385

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К:АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеее Советских

С эциалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 10.1.1972 (№ 17i35854/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15Л.1974. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 26Х1.1974

М. К,. 6 01r 25j00! аауааратвенный комитет

Совета Министров СССР аа делам изобретений

" и открытий

УДК 621.317.772(088.8) Авторы изобретения

Л. И. Смирнов, В. П. Майоров и А. К. Мовшев

Заявитель

ИЗМЕРИТЕЛЬ МГНОВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ ФАЗЫ И ПЕРИОДА

СИНУСОИДАЛЪНОГО НАПРЯ)КЕНИЯ НИЗКИХ И

ИНФРАНИЗКИХ ЧАСТОТ

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и предназначено для точного измерения мгновенного значения фазы и периода синусоидального напряжения низких и инфранизких частот.

Известные цифровые измерители мгновенного значения фазы и частотомеры, содержащие сравнивающие устройства, схемы формирования коротких импульсов в моменты переходов сравниваемых значений через нулевые значения, формирующие устройства и арифметические устройства, не позволяют получить высокую точность и быстродействие в диапазоне низких и инфранизких частот.

С целью повышения точности отсчета и быстродействия, описываемый измеритель с цифровым отсчетом имеет преобразователь си напряжения в пилообразное и импульсное, соединенный с выходами двух дифференциальных усилителей, и аналогоцифровой преобразователь (АЦП), нуль-орган которого одним входом соединен с выходом импульсов пилообразной формы преобразователя синусоидального напряжения в пиолообразное и импульсное, а вторым — с цифро-аналоговым преобразователем, вход которого соединен со счетчиком АЦП, подсоединенного к выходам нуль-органа и блока управления, входы которого соединены с че ырьмя выходами грубых меток преобразовавеля синусоидального напряжения в пилообразное и импульсное, а выход последнего— со входом арифметического устройства.

На чертеже изображена блок-схема цифро5 вого измерителя мгновенного значения фазы и периода синусоидального напряжения.

Устройство содержит усилитель постоянного тока (УПТ) 1, выполненный по схеме модулятор — демодулятор (М вЂ” ДМ), фазосдвиИ гающее устройство 2, дифференциальные усилители 3 и 4, преобразователь синусоидального напряжения в пилообразное и импульсное

5, арифметическое устройство для измерения периода 6, аналого-цифровой преобразова15 тель, состоящий из нуль-органа 7, блока управления 8, счетчика 9, цифро-аналогового преооразователя 10.

На вход усилителя постоянного тока подается исследуемый сигнал.

U sin (t+ е).

С выхода УПТ 1 усиленный сигнал Um>.

sin(et+rp) подается на фазосдвигающее устройство 2, которое обеспечивает сдвиг входно25 го сигнала на 90, и на дифференциальный усилитель 3. С выхода устройства 2 сигнал

Um2. sin(mt+ р+90 ) поступает на дифференциальный усилитель 4.

С выходов дифференциальных усилителей

30 четыре синусоидальных напряжения, сдвину411 385

Составиге.чь Л. Прохорова

Техред 3. Тара сико Корректор И. Торкина

Редактор М. Андреева

Заказ !454/5 Изд. ¹ !265 Тираж 578 Подписное

11!!!!!" П!:! осударствепного комите а Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раутпская иаб., д. 4/5

Типография, ир. Сапунова, 2 тые относительно друг друга на 90, поступают на четырехвходовый преобразователь 5, который преобразует их в четыре последовательности прямоугольных импульсов, сформированных в момент совпадения мгновенных значений синусоидальных напряжений, сдвинутых относительно друг друга на четверть периода (1/4Т) и равных по длительности 47. Из сформированных четырех последова1ельностей прямоугольных импульсов, являющихся грубыми метками отсчета мгновенного значения фазы, в четырехвходовом преобразователе 5 формируется последовательность импульсов-меток для счета периодов синусоидального напряжения, следующих с частотой /4Т входного напряжения.

Грубые метки имеют вполне конкретное значение фазы: метка 45, метка 135, метка

225, метка 315 .

Для более точного определения мгновенного значения фазы в четырехвходовом преобразователе 5 формируются импульсы пилообразной формы, по длительности равные временному интервалу между двумя грубыми метками.

Таким образом, четырехвходовьш преобразователь 5 имеет шесть выходов: первый— выход импульсов меток счета периодов соединен с арифметическим устройством для измерения периода б, второй — выход импульсного пилообразного напряжения соединен со входом нуль-органа 7 аналого-цифрового преобразователя, а остальные четыре — выходы грубых меток фазы 45, 135, 225, 315 соединены с Q.÷îêoì управления 8 ALIH, с BbIxoда которого импульсы грубы,; меток мгновенного значения фазы заносятся в соотвеIñãâó:ощие разряды счетчика 9 АЦП.

Точное значение фазы получается путем сравнения пилообразного напряжения, поступающего с четырехвходного преобразова". ели

5, и ступенчатого напряжения, снимаемого с цифро-аналогового преобразователя 10 АЦП.

Оба этих напряжения сравниваются нуль-органом 7, который в каждый момент равенства напряжений формирует импульс. Имйульсы, сформированные нуль-органом, прступают в младший разряд счетчика 9 и дают точный отсчет мгновенного значения фазы. Точность измерения определяется чувствительностью

10 нуль-органа и числом кван-овых уровней напряжения цифро-аналогового преобразователя 10 и его погрешностью.

15 Предмет изобретения

Измеритель мгновенного значения фазы и периода синусоидального напряжения низких и инфранизких частот, содержащий усилитель

20 постоянного тока, фазосдвигающее устройство, дифференциальные усилители и арифме. тическое устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности отсчета и быстродействия, он снабжен преобразовате25 лем синусоидального напряжения в пилообразное и импульсное, соединенным с выходами двух дифференциальных усилителей, и аналого-цифровым преобразователем (АЦП), нуль-орган которого входом соединен с выхо30 дом импульсов пилообразной формы преобразователя синусопдального напряжения в пилообразное и импульсное, а выходом — с цифро-аналоговым преобразователем, вход последнего соединен со счетчиком АЦП, свя35 занпого с выходом нуль-органа и блока управления, входы которого соединены с чезырьмя выходами грубых меток преобразователя синусоидальпого напряжения в пилообразное и импульсное, причем выход блока

40 управления подключен ко входу арифметического устройства.