Фазозадающее устройство инфранизких частот

Союз Советскмн

Социалист мческих

Республик (iii 681 385 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеио09.12.75(21) 2196948/1 8 21 (51) М. Кл.

601% 25/00

Q 01 R 25/04 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комнтет

СССР оо делам нзобретеннй н открытей

Опубликовано 25.08.793юллетень ¹31

Дата опубликования описания 28.08.79 (53) УДК 621 317

772(088 8) (72) Автор изобретения

Ю. A. Парфенов (71) Заявитель (54) ФАЗОЗАДАЮШЕЕ УСТРОЙСТВО ИНФРАНИЗКИХ ЧАСТОТ

Изобретение относится к области фазовых измерений на инфранизких частотах,а точнее к прецизионным устройствам, задаюшим образцовые фазовые сдвиги в диапазоне инфранизких частот {ИНЧ) от

0,001 до 100 Гц, которые используются для поверки фазометров ИНЧ, Известны преобразователи низких и инфранизких частот в цифровой код, содержашие фильтр нижних частот, инвертор, сумматор, электронно-лучевой индикатор (1).

Однако они имеют недостаточную точность измерения.

Известно также устройство, содер жашее магазин частот, синхронизированный кварцевым генератором и питаюший два канала, каждый из которых выполнен из последовательно включенных круговых фазоврашатепей, делителей частоты, смесителей, соединенных вторыми входами с синтезатором фильтров нижних частот, аттенюа торов, фаз оиз мерительную цепь, состояшую из двух преобразователей частоты, первые входы которых соединены одного — с входом, а другого — с выходом, фазоврашателя, второго канала, вторые входы являтотся обшими и подключены к третьему выходу магазина частот, а выходы преобразователей частоты подключены к фазоизмерительному блоку (2).

Однако требуется большое внимание для проведения измерений на ИНЧ при недостаточной для поверочной установки точности установления нулевого сдвига фазы.

Uem,ю изобретения является сокрашение времени измерения нулевого сдвига фаз на инфранизких частотах, а повышение точности задания фазовых соотношений выходных напряжений, Достигается это за счет того, что фазозадаюшее устройство инфранизких частот, содержашее магазин частот, 20 синхронизированный кварцевым генератором и питаюший два канала, каждый из которых выполнен из последовательно включенных круговых фазоврашате681385

1О

26

48

58

51 лей, делителей частоты, смесителей, соединенных вторыми входами с синтезатором фильтров нижних частот, аттенюаторов, фаэоизмерительную цепь, состоящую иэ двух преобразователей частоты, первые входы которых соединены — одного — с входом, а другого— с выходом фазовращателя, второго канала, вторые входы являются общими и подключены к третьему выходу магазина частот, а выходы преобразователей частоты подключены к фазоиэмерительному блоку, снабжено сумматором, индикатором и фазоинвертором, подключенным входом к выходу фильтра нижних частот. первого канада, выходом к сумматору, второй вход которого подключен к выходу фильтра нижних частот второго канада, выход сумматора подключен к индикатору, фик сируюшему синфазность выходных сигналов по максимуму вторых гармоник сигналов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого фазозадаюшего устройства.

Оно содержит кварцевый генератор 1, магазин частот 2, два одинаковых канала, состоящих из круговых фазовра цателей 3 и 4, делителей частоты 5 и 6, смесителей частот 7 и 8 фильтров нижних частот 9 и 10, аттенюаторы 11 и ,12, фаэоинвертор l3, сумматор l4, ин— дикатор 15, преобразователи частоты

1 6 и 1 7, фа зо изме рител ь 1 8.

Устройство работает следующим образом. . От задающего кварцевого генератора 1 сигнал частотой 1 МГц поступает на магазин частот 2, с которого снимается в каждый канал три сигнала с фиксированными. частотами — 10 80 кГц, 1065 кГц и сигнал с частотой в диапазоне 30,0000 1... 30,99999 кГц. Частота 1080 кГц поступает на два одинаковых канала, содержащих неградуированный фазоврашатепь 3 опорного канала и градуированный фазоврашатель 4 фазопеременного канала, обеспечивающие изменение фазы ригнала частотой 1080 кГц от 0 до 360 . После делителей частоты

5 11 6 получаются сигналы с частота1м в 36 раз меньшими (30 кГц), причем фазовый сдвиг между ними уменьшается .также в 36 раз. Таким образом, эа один оборот фазоврашателя 3 или 4 на выходе делителей 7 или 8 Фазовый сдвиг со36О ставит ь = = — =10 . 6 35

Фазоврашатели 3 и 4, бесконтактные индукционные, работают на частоте 1080 кГц.

Погрешность задания фазовых сдвигов используемыми в устройстве фаэовращатепями (например, типа БИФ-025-1) о не превышает 1 . В атом случае погрешность задания сдвига фаз после делитзо лей частоты составит 1:36 -0,028 .

Модулированные по фазе на частоте

1080 кГц сигналы частотой 30 кГц подаются на смесители частоты 7 и 8, где производится смешение их с опорным сигналом одной из частот диапазона

30,00001...30,99999 кГц, поступаю пей сюда от магазина частот 2. В результате воспроизведения фильтра нижних частот (ФНЧ) биений в смесителях сигналов, близких по частоте, на выходе

ФНЧ выделяют сигналы раэностной частоты инфра э в уково го диа паз она

0,00 1... 100 Гц (99,999 Гц) с шагом в 0,001 Гц, Амплитуду напряжений выходных сигналов U и U< изменяют аттенюаторами 1 1 и 12. Одновременно дпя точного установления нулевого сдвига фаэ от ФНЧ 9, 10 сигналы ИНЧ подаются на нуль — индикатор нулевого сдвига фаз, состоящий из фаэоинвертора

13, сумматора 14 и электронно-лучевого индикатора 15. При установлении нулевого сдвига фаэ трудность состоит в том, чтобы точно и быстро установить фазовый нуль между напряжениями 0.1 и U на частотах от 10...29 Гц до 0,001 Гц (где период длится 16 мин). Предлагаемое устройство устраняет эту трудность при более высокой, чем у прототипа точности.

На магазине частот 2 устанавливают значение частоты диапазона

30,СОСО 1...30,99999 кГц, равным

30,01000 кГц с тем, чтобы на выходах фильтров получалась частота 10Гц (частота 60 кГц отсекается фильтром, так как его полоса пропускания равна 1 кГц, а частота среза 6 крц). Частота 10 Гц является частотой в 0,0 1 от полосы пропускания hk (0,01 1000 = 10 Гц), и в то же время она дает вторую гармонику 20 Гц, которая лежит уже в диапазоне звуковых частот, т.е. частот, которые легко и быстро анализируются обычными осциллографами.

Устанавлива1от нулевой сдвиг фаэ между выходными напряжениями О1 u Q rZ np по фаэоиндикатору нулевого сдвига фаз, контролируя момент появления второй гармоники, дпя чего сигнал одного канала пнвертируют на 180, смешивают с

5 68 сигналом другого канала в сумматоре 14 и наблюдают результат по алектроннолучевому индикатору 15. Градуированный фазоврашатель 4 ставят на нуль, а вспомогательный — неградуированный 3 регулируют до тех пор, пока не появится изображение сигнала 20 Гц без амплитудной модуляции, Згот момент означает появление нулевого сдвига с точностью до 0,0 2-0,03 .

На магазине частот 2 устанавливают и подают на общие входы смесителей значение частоты 30,00001 кГц, и на выходе ФНЧ получают частоту 0,001Гц (период 1000 сек = 16 мин). Таким образом, устанавливают нулевой сдвиг фаз между напряжениями U и () на частоте 10 Гц и переносят его на частоту 0,00 1 Гц.

Необходимый сдвиг фаз задают градуированным фазоврашателем 4 и произво дят пов е рк у фаз о метров ИН Ч.

Контроль точности задания фазовых сдвигов градуированным фазоврашатепем

4 осуществляется фазоизмеритепем 18 (например, измеритель разности фаз

Ф2-13), работающий на фиксированной частоте 15 кГц, которая получается после ФНЧ преобразователей 16 и 17 по поступлении на них сигналов с градуированного фазоврашателя 4 (1080 кГц) и от магазина частот 2 (1065 кГц).

Формула изобретения

Фазозадающее устройство инфранизких частот, содержащее магазин частот, 1385 синхронизированный кварцевым гепе ипитаюший aaa KaHana, кажru и из которых выполнен из последовательно включенных круговых фазовра1цателей, делителей частоты, смесителей, соединенных вторыми входами с синтезатором фильтров нижних частот, аттенюаторов„ фазоизмерительную цепь, состоящую из двух преобразователей частоты, первые входы которых соединены одного — с

10 входом, а другого — с вью<одом фазовраша теля, второго канала, вторые входы являются обшими и подключены к третьему выходу магазина частот, а выходы преобразователей частоты подключены к фазоизмерительному блоку, о т л и ч а ю— ш е е с я тем, что, с целью сокрашения времени измерений нулевого сдвига фаз на инфранизких частотах и повышения точности задания фазовых соотношений выходных напряжений, оно снабжено

cóìMàòîðoì индикатором и фазоинвертором, подключенным входом к выходу фильтра нижних частот первого канала, выходом к сумматору, второй вход кото25 рого подключен к выходу фильтра нижних частот второго канала, выход сумматора подключен к индикатору, фпкспрлошему синфазность выходных сигналов по максиму му BTopblx гаРмоник сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 277415, кл. 601 Й 25100, 22.04.69.

2. Лвторское свидегепьство СССР

Мо 267750, кл. QO1 Ц 25/04, 1969, (прототип).

6 81385

Состаеитель H. Филипт1ОВ&

Редактор Е. Гончар Техредй. Келемеш Ж>рректор С. Шекмар

Заказ 5080/42 Тираж 1090 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, РаУшскаЯ наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4