Рассмотрим реализацию метода дискретного счета в фазометре (рис.12), в состав


которого входят преобразователь Δφ→ ΔТ искомого фазового сдвига Δφ в интервал времени ΔТ. Преобразователь имеет два одинаковых входных устройства ВУ1 и ВУ2, два формирователя Ф1 и Ф2 и RS–триггер Т (DD2).


 Исследуемый гармонический сигнал u1(t), действующий на входе четырехполюсника (см.рис.10), подается на входное устрой-ство (ВУ1), усиливающее или ослабляющее его до значения , требуемого для работы последующего устройства фазометра. Снимаемый с выхода ВУ1 гармонический сигнал поступает на первый формирователь импульсов (ФУ1), преобразующий его в последовательность коротких однополярных импульсов u3, следующих с периодом Т (см.рис.12,б). Причем передние фронты этих импульсов практически совпадают с моментом перехода сигнала u1(t) через нулевое значение на оси времени при его возрастании. Формирователь ФУ1 состоит из усилителя-ограничителя и компаратора (на базе триггера Шмитта).

Сигнал u2(t) c выхода четырехполюсника поступает на входное устройство (ВУ2), затем в формирующее устройство (ФУ2) и преобразуется в последовательность коротких однополярных импульсов u4, с периодом повторения Т и сдвинутых относительно импульсов u3 на фазовый угол Δφ или временной интервал ΔT.

Импульсы u3 запускают (на S-входе), а импульсы u4 сбрасывают (на R-входе) RS-триггер (DD2) в исходное состояние. В результате на выходе триггера формируется периодическая последовательность импульсов напряжения u6 , период повторения и длительность которых равны периоду Т и сдвигу во времени ΔT исследуемых сигналов u1(t) и u2(t). Импульсы напряжения u6, так называемые “временные ворота 1”, в даль-нейшем, используются в качестве управляющего сигнала временным селектором (ВС2).

Импульсы u3 одновременно запускают Т-триггер (DD1,на базе JK-триггера в счетном режиме). Каждый импульс u3 опрокидывает Т-триггер, в результате чего на выходе его формируются прямоугольные импульсы u5, длительность которых равна периоду Т гармонических сигналов. Импульсы напряжения u5, так называемые “временные ворота 2”, в последующем, используются в качестве управляющего сигнала временным селектором (ВС1).

Временные селекторы (ВС1) и (ВС2) представляют собой ключевые логические схемы на базе логических элементов “И”–элементов логического умножения. Логические элементы используются в качестве электронных ключей, открытое состояние которых зависит от длительности действия уровня логической “1” “временных ворот” на их входах “1”.

На входы “2” временных селекторов поступает непрерывная последовательность счетных импульсов с известным периодом повторения Тсч. из генератора счетных импульсов (ГСИ). Генератор счетных импульсов состоит из кварцевого генератора гармонических колебаний стабильной частоты и схемы формирования импульсов.

 На входы “3” временных селекторов поступают сигналы с уровнем логической “1” из управляющего устройства (УУ), задающего циклический характер измерения фазо-метром. В начале каждого цикла измерения из управляющего устройства (УУ) посту-пают стробирующие короткие импульсы на вторые входы счетчиков для “обнуления” счетчиков перед началом следующего цикла счета импульсов.

Счетные импульсы со стабильным периодом повторения Тсч. используются в качестве меры интервала времени. Таким образом искомая длительность “временных ворот” может быть найдена путем “заполнения” временных ворот счетными импульсами и подсчетом их количества. Эту операцию выполняют временные селекторы совестно со счетчиками импульсов (СИ1) и (СИ2).

Временные селекторы “пропускают” на счетчики счетные импульсы до тех пор пока на их входах “1” действуют уровни логической “1” и заканчивают пропускать, когда напряжения u5 и u6 принимают уровни логического “0”. Таким образом напряжения u7 и u8 содержат N и n счетных импульсов пропорциональных интервалам времени Т и ΔТ.

Следовательно, можно записать следующие соотношения:

Т = N(2)· Tсч. ,  ΔТ = n(2)· Tсч. ,а формула (2.14) принимает вид

                                       (2.15)

Таким образом на выходах счетчиков появляется информация о количестве счетных импульсов в двоично-десятичном коде (8421), которая преобразуется в десятичный код в цифровом отсчетном устройстве (ЦОУ) и записывается на цифровых табло фазометра. Искомый фазовый сдвиг рассчитывается по формуле (2.!5).

В более совершенных фазометрах операция деления количества импульсов выполняется специальным блоком и на цифровом табло фазометра появляется значение фазового сдвига в угловых единицах.


Предыдущие материалы: Следующие материалы: