SU1114976A1 - Цифровой фазометр - Google Patents

Abstract

1. ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР, содержащий нуль-орган, включенный между перым входом фазометра и входом блока управлени , соединенного через микропроцессор с индикатором, и два элемента И, первые входы которых соединены с формирователем опорной частоты , отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности путем уменьшени  вли ни  помех, в него дополнительно введены два временных дискриминатора максимумов, при этом первый временной дискриминатор максимумов включен между первым входом фазометра и вторым входом блока управлени , вход второго временного дискриминатора максимумов соединен с втоВСЕ€ОЮЗ ;АЯ .. T 5f -;t:v f,i,; шы-т ш, рым входом фазометра и входом формировател  опорной частоты, а выход - с третьим входом блока управлени , два выхода которого подсоединены к вторым входам элементов И выходы кртерых соединены с входами микропроцессора. 2. Фазометр по п.1. отличающийс  тем, что блок управлени  в нем выполнен в виде двух элементов И, трех триггеров и кнопки Пуск, при этом первые входы элементов И соединены с выходами второго дискриминатора максимумов и нуль-органа, вторые - с выходами соответственно i первого и второго триггеров, выход первого элемента И соединен с единич (О ным входом первого триггера, а выход второго - с единичным входом третьего триггера, при этом нулевые входы всех триггеров объединены и подсоединены к выходу первого временного дискриминатора максимумов, единичный вход второго триггера соединен .с кноп кой Пуск, выходы первого и третьего триггеров  вл ютс  выходами блока 4 СО Эд управлени .

Description

Изобретение относитс  к измеритель ной технике и может быть использовано при создании фазометрической аппаратуры . Известно цифровое устройство дл  измерени  мгновенного значени  сдвига фаз, которое состоит из блока фор мировани  интервалов времени, равных периоду и сдвигу фаз исследуемых сиг налов, ключа периода, ключа фазы,клю ча счетчика импульсов периода,счетчи ков импульсов сдвига фаз, общего счетчика, регистрирующего счетчика, генератора опорной частоты, делител  частоты, двух блоков совпадени , бло ка управлени , блока индикации, сбор ки ключей I Q Недостатками этого устройства  вл ютс  больша  сложность аппаратурной реализации, недостаточное быстро действие и низка  точность измерени  Наиболее близким к изобретению  вл етс  цифровой фазометр мгновенных значений, содержащий блок формировани  сигналов (нуль-орган), два элемента И, первые входы которых соединены с выходом генератора опорного напр жени  (формировател  опорной частоты), а вторые входы - с блоком формировани  сигналов, счестчики импульсов периода и сдвига фаз, входы которых соединены с выходами элементов И, блок управлени  и последова-; тельно соединенные коммутатор, микро процессор и индикатор, причем выходы счетчиков соединены с сигнальными входами коммутатора, а выходы бло ка управлени  соединены с входами уп равлени  блока форьшровани  сигналов коммутатора, микропроцессора и индикатора 23. . Однако известный фазометр обладает невысокой точностью за счет низкой п мехозащищенности вьщелени  временных интервалов по мгновенным значени м входных напр жений - по переходам че рез нуль. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений путем уменьшени  вли ни  помех. Поставленна  цепь достигаетс  тем, что в фазометр, содержащий нуль-орган, включенный между первым входом фазометра и входом блока управлени  f соединенного через микропроцессор о индикатором, и два элемента И, первые входы жоторых соединены с формирователем опорной частоты дополнительно введены два временных дискриминатора максимумов, при этом первый временной дискриминатор максимумов включен между первым входом фазометра и вторым входом блока управлени , вход второго временного дискриминатора максимумов соединен с вторым входом фазометра и входом формировател  опорной частоты, а выход с третьим входом блока управлени , два выхода которого подсоединены к вторым входам элементов И, выходы которых соединены с входами микропроцессора . Кроме того, блок управлени  выполнен в виде двух элементов И, трех триггеров и кнопки Пуск, при этом первые входы элементов И соединены с выходами второго дискриминатора максимумов и нуль-органа, вторые - с выходами соответственно первого и вто-рого триггеров, выход первого элемента И соединен с единичным входом пернего триггера, а выход второго - с единичным входом третьего триггера, при этом нулевые входы всех триггеров объединень и подсоединены к выходу первого временного дискриминатора максимумов, единичный вход второго триггера соединен с кнопкой Пуск, выхода первого и третьего триггеров  вл ютс  выходами блока управлени  . На чертеже приведена блок-схема фазометра . В состав фазометра вход т нуль-орган I, временные дискриминаторы 2 и 3 максимумов, формирователь 4 опорной частоты, элементы И 5 и 6, микропроцессор 7, индикатор 8 и блок 9 управлени . Блок 9 управлени  содержит триггеры 10 - 12, элементы И 13 и 14 и кнопку 15 Пуск. Входы нуль-органа I и первого временного дискриминатора 2 максимумов объединены между собой и подключены к первому входу прибора. Входы второго временного дискриминатора 3 максимумов и формировател  4 опорной частоты объединены между собой и подключены к второму входу прибора. Формирователь 4 через элементы И 5 и 6 соединен с двум  информационными входами микропроцессора 7, подключенного к индикатору 8. Выход нуль-органа 1 соединен с первым входом элемента И 13, ЯВЛЯЮ1ЦИМСЯ первым входом блока-9 управлени . Второй вход эле31

мента И 13 подключен, к выходу триггера 10, единичный вход которого соединен с кнопкой 15 Пуск. Выход элемента И 13 подключен к единичному входу триггера 11. Выход первого временного дискриминатора 2 максимумов соединен с первым входом элемента И 14,  вл кицимс  вторым входом блока 9 управлени . Второй вход элемента И 14 соединен с точкой, объедин ющей выход триггера 11, управл ющий вход элемента И 5 и первый управл ющий вход микропроцессора 7 и представл ющей первый выход блока 9 управлени  . Выход элемента И I4 подключен к единичному входу триггера 12. Нулевые входы триггеров 10 - 12 объединены между собой, представл ют третий вход блока 9 управлени  и соединены с выходом второго временного дискриминатора 3 максимумов. Единич-т ный выход триггера 12 представл ет второй выход блока 9 управлени , который подключен к управл ющему входу элемента И 6 и второму управл ющему входу микропроцессора 7. Нулевой выход триггера 12  вл етс  третьим выходом блока 9 управлени , который подключен к третьему управл к цему входу микропроцессора 7.

Фазометр работает следующим образом .

Пусть синусоидальные напр жени , между которыми измер етс  фазовый сдвиг,

U,(tbU 6incot ,5iniu)t-Cfi ,

подаютс  соответственно на первый и второй вход прибора.

Нуль-органом 1 вьщел ютс  переходы напр жени  U (t) через нуль, а временным дискриминатором 2 - переходы этого напр жени  через максимум.Временным дискриминатором 3 выдел ютс  моменты переходов через максимукш напр жени  U (t). В эти моменты времени формируютс  управл ющие сигналы , поступающие в блок 9 управле-« ни . Формирователем 4 осуществл етс  преобразование напр жени  U (t) в пропорциональную частоту следовани  импульсов

iiii l f lllWXi h, ( где K - коэффициент передач формировател  4 опорной частоты.

14976 .4

Элементы И 5и 6 в исходном состо -. НИИ закрыты соответствующими потенциалами триггеров 11 и 12 соответственно блока 9 управлени . 5 При нажатии кнопки 15 Пуск опрокидываетс  триггер 10 и подготавливает к работе элемент Н..13. Первый же импульс с вькода нуль-органа 1 проходит через этот элемент и перёво10 дит в единичное состо ние триггер 11, выходным потенциалом которого перевод тс  в рабочее состо ние элемент И 5 и элемент И 14. Импульсы с выхода формировател  4 начинают поступать

IS в один из запоминающих регистров

ьеткропроцессора 7, адрес которого выбираетс  по управл кицему сигналу с триггера 11. С поступлением сигнала временного дискриминатора 2 максиму0 мов на элемент И 14 опрокидываетс  триггер 12, который открывает своим потенциалом элемент И 6 и задает адрес второго регистра микропроцессора 7 дл  записи импульсов, поступаюпщх 5 с формировател  -4 через элемент И 6. Сигнал с выхода временного дискриминатора 3 максимумов поступает на нулевые входы триггеров 10 - 12, возвраща  их в исходное состо ние.

0 Тем элементы И 5 и 6 станов тс  нечувствительными к импульсам формировател  4, прекраща  их доступ в микропроцессор 7. С нулевого выхода триггера 12 поступает сигнал на

5 третий управл ющий вход микропроцессору 7.

Таким образом, элемент И 5 оказываетс  открытым дл  прохождени  импульсов в течение фазового шггервала О f -f

(Jii- -Kf), a элемент И 6 - в течение

it

фазового интервала - ).

За врем  открытого состо ни  элемента И 5 и 6 на соответствуюпще регист5 ры микропроцессора 7 поступает соответственно количество импульсов

i

V ГН

r,.j Jt)d(ut)k:J mi)d(ut),

j+Cf O. .4.(

ЧЛ b-k u.zit)d(ut).

It

Подставл   в эти формулы выражение (l)i получаем

« |

-H,i;jJ V5(()5 coecf,M)

Ъ

2XiJ

(3)

5 5

Коды N. и Nj эапоминаютс  в заданных регистрах микропроцессора 7,

Сигнал, поступающий на третий управл ющий вход микропроцессора 7 с триггера 12,  вл етс  командой Начало операции, по которой начинает выполн тьс  микропрограмма вычислени  фазового сдвига

Cj.arcl.

Результат вычислени  отображаетс  на Индикаторе 8.

Таким образом, в предлагаемом изобретении измерение фазового сдвига производитс  по интегральным значени м напр жени (или пропорциональной ему частоты), что обеспечивает, как и любой интегральный метод обработки , повышение помехозащищенности, а следовательно, повьшение точности изм1ерений за счет уменьшени  вли ни  помех, по сравнению с известным, помехозащищенность которого практически нулева , так как в нем измерение фазовых сдвигов осуществл етс  по мгновенным значени м напр жени  (переходы через нуль).

4-Se

Claims (2)

1. ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР, со- держащий нуль-орган, включенный между перым входом фазометра и входом блока управления, соединенного через микропроцессор с индикатором, и два элемента И, первые входы которых соединены с формирователем опорной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения влияния помех, в него дополнительно введены два временных дискриминатора максимумов, при этом первый временной дискриминатор максимумов включен между первым входом фазометра и вторым входом блока управления, вход второго временного дискриминатора максимумов соединен с вто рым входом фазометра и входом формирователя опорной частоты, а выход - с третьим входом блока управления, два выхода которого подсоединены к вторым входам элементов Невыходы которых соединены с входами микропроцессора.

2. Фазометр по п.1, отличающийся тем, что блок управления в нем выполнен в виде двух элементов И, трех триггеров и кнопки ’’Пуск'’, при этом первые входы элементов И соединены с выходами второго дискриминатора максимумов и нуль-органа, вторые - с выходами соответственно _с первого и второго триггеров, выход © первого элемента И соединен с единичным входом первого триггера, а выход Λ второго - с единичным входом третье- W го триггера, при этом нулевые входы I всех триггеров объединены и подсоеди· § йены к выходу первого временного дискриминатора максимумов, единичный вход второго триггера соединен с кноп кой Пуск, выходы первого и третьего триггеров являются выходами блока управления.