專利名稱:數(shù)字式工頻相位表的制作方法
本實(shí)用新型涉及工頻相位測(cè)量技術(shù)，提供的是一種數(shù)字顯示儀表，在工頻范圍內(nèi)，用它去測(cè)量?jī)蓚€(gè)交變電壓或電流之間，或者一個(gè)交變電壓和一個(gè)交變電流之間的相位角。
現(xiàn)在使用的工頻相位表，絕大多數(shù)是一種指針式儀表，這種表的指示范圍是90°，它必須與面板上的相限開(kāi)關(guān)相配合，才能將指示值擴(kuò)大到360°。還有另一種指針式相位表，例如市場(chǎng)有售的MG29型，它是一種采用普通晶體管電路，將兩交變信號(hào)的相位角變成相位的電壓，而后由指針式微安表顯示。前面所提的相位表中，令人感到麻煩的相限開(kāi)關(guān)，在后一種表中被省去了，但后一種表工作不穩(wěn)定，使用中需要校正。這兩種指針式表，都存在著精度低和讀數(shù)不方便的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種教字顯示的數(shù)字式工頻相位表。采用全數(shù)字電路，用測(cè)量?jī)尚盘?hào)電壓之間的時(shí)間間隔的辦法，直接顯示0°至360°的相位表值，去得到一種生產(chǎn)簡(jiǎn)單，成本低，工作穩(wěn)定和有一定精度的工頻相位表。
本實(shí)用新型，除具有通常數(shù)顯儀表所具有的計(jì)數(shù)鎖存譯碼顯示部分(U4)之外，還有固定相移的信號(hào)處理部分(U1)、180KC標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源(U2)，和產(chǎn)生測(cè)量循環(huán)控制脈沖電路部分(U3)。其中它的信號(hào)處理部分(U1)中，兩個(gè)待測(cè)的交變信號(hào)，分別經(jīng)變壓器和由集成運(yùn)算放大器組成的鑒零器組后，形成兩串與信號(hào)電壓基本同相的方波信號(hào)。信號(hào)電壓與對(duì)應(yīng)的方波之間的相移是由變壓器引起的，而鑒零器的相移可以忽略不計(jì)，所以這一相移是固定值。當(dāng)然這一相移是固定值。當(dāng)然這一相移也是不大的。這兩個(gè)方波信號(hào)分別接到兩個(gè)D型觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端(CL)，第1D型觸發(fā)器的Q輸出端同時(shí)與第2D型觸發(fā)器的D端和S端相聯(lián)，第1D型觸發(fā)器的Q端和第2D型觸發(fā)器的Q端分別與一個(gè)兩輸入的與非門的輸入端相聯(lián)，這個(gè)與非門的輸出作為信號(hào)處理部分(U1)的輸出(KO)。而第1D型觸發(fā)器的D端和S端相聯(lián)做成本部分(U1)的控制輸入端(TI)，在這里只要輸入一個(gè)大于兩個(gè)信號(hào)周期的負(fù)脈沖，則在(KO)就會(huì)輸出一個(gè)負(fù)脈沖，這一負(fù)脈沖的寬度正好等于兩信號(hào)之間的時(shí)間間隔。這一時(shí)間間隔，用180KC的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘去計(jì)數(shù)，就可直接得到可讀的相位角值。而前述的固定相移可以用計(jì)數(shù)之先預(yù)置數(shù)的辦法事先去掉。其中產(chǎn)生測(cè)量循環(huán)控制脈沖電路部分(U3)，依次出現(xiàn)的正脈沖(A)，大于兩個(gè)信號(hào)周期的負(fù)脈沖(B)，及負(fù)脈沖(C)，反復(fù)出現(xiàn)以形成整機(jī)的測(cè)量循環(huán)。
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明圖1是這一實(shí)用新型的組成方框圖。其中U1是輸入第1信號(hào)通道的交變信號(hào)，U2為輸入第2信號(hào)通道的交變信號(hào)，A1為第1信號(hào)通道的鑒零器，A2為第2信號(hào)通道的鑒零器，F(xiàn)D1為第1D觸發(fā)器，F(xiàn)D2為第2D觸發(fā)器，TI為U1的控制輸入端，KO為U1的出端，U4為一計(jì)數(shù)鎖存譯碼顯示部分，它有計(jì)數(shù)控制端CI，預(yù)置數(shù)控制端PE，鎖存控制端LE。
圖2是這一實(shí)用新型的互聯(lián)點(diǎn)的波形，及它們相對(duì)于信號(hào)方波的聯(lián)系。
圖3是這一實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例。
本實(shí)用新型是檢測(cè)一交變電流信號(hào)I，相對(duì)于交變電壓信號(hào)V的相位角的數(shù)字式I頻相位表。第1信號(hào)通道是由電流變壓器T1及復(fù)合鑒零器A1組成，復(fù)合鑒零器A1是由一片LM725和一片LM311組成，目的在于擴(kuò)大動(dòng)態(tài)工作范圍。后面的電阻和兩只二極管作成的限幅器是將輸出變成0－5Y的方波。第2信號(hào)通道是由信號(hào)變壓器T2及由一片LM311作成的鑒零器A2組成，后面的二極管及電阻作用與第一信號(hào)通道相同。U1除有前述部分之外，還有第1D觸發(fā)器FD1和第2D觸發(fā)器FD2及與非門D1。U1的控制輸入端為TI輸出端為KO。U2為一普通晶振電路組成的180KC時(shí)鐘源，它由非門D3、一塊180KC晶體及電阻電容組成。U4是由4片十進(jìn)計(jì)數(shù)器MC14029，4片鎖存譯碼片MC14511、4只共陰極數(shù)碼管及相應(yīng)的限流電阻組成。U4中的CT1CT2CT3及CT4是串接的4位計(jì)數(shù)器，它們的PE控制端聯(lián)在一起組成U4的PE控制端CT1的CI作為U4的計(jì)數(shù)控制端CI，它們的時(shí)鐘輸入端都與180KC時(shí)鐘源的輸出相聯(lián)。4片MC14511的LE端相聯(lián)組成U4的鎖存控制端LE。U3是將電壓信號(hào)引入非門D2，形成方波，送入FD3分頻，又送入由一片MC14029做成的十進(jìn)減法計(jì)數(shù)器CT5CT5的Q4輸出又送入二分頻器FD4。這樣，用FD4的Q輸出端的信號(hào)作為U3的A脈沖，送入U(xiǎn)4的PE控制端；與非門D4的輸出作為U3的B脈沖，送入U(xiǎn)1的TI輸入端；與非門D5的輸出作為U3的C脈沖送入U(xiǎn)4的LE輸入端。
整機(jī)工作過(guò)程是這樣的，A點(diǎn)送出一正脈沖，將U4的計(jì)數(shù)器置一初值，這一初值對(duì)應(yīng)于U1的信號(hào)通道的固定相移；而后由B點(diǎn)送出一寬度為信號(hào)周期4倍的負(fù)脈沖，它被送入U(xiǎn)1的TI輸入端，則在U1的KO輸出端產(chǎn)生一等于兩信號(hào)相角的負(fù)脈沖，使得U4開(kāi)始計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)完畢之后C點(diǎn)送出一負(fù)脈沖，將計(jì)數(shù)器中的結(jié)果送入4片MC14511組成的鎖存器，鎖存譯碼顯示，供使用者讀出對(duì)應(yīng)的相位角值。而后又再一次重復(fù)上述過(guò)程，如此往復(fù)不已進(jìn)行相位角測(cè)量。
由此可以看出本電路，較之以往電路起碼有以下優(yōu)點(diǎn)能直接用數(shù)字顯示360°至0°的相位角，讀數(shù)容易；只須接入信號(hào)而沒(méi)有任何輔助開(kāi)關(guān)，使用方便；電路簡(jiǎn)單易于生產(chǎn)；工作可靠和穩(wěn)定，可以作為一般檢測(cè)用，也可用作長(zhǎng)期運(yùn)行的場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1.一種由集成電路構(gòu)成，具有計(jì)數(shù)鎖存譯碼顯示部分的數(shù)字式工頻相位表，其特征為具有固定相移的信號(hào)處理部分(U1)，180KC標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源(U2)，和產(chǎn)生測(cè)量循環(huán)控制脈沖電路部分(U3)。
2.由權(quán)利要求
1所述的數(shù)字式頻相位表，其特征在于它的信號(hào)處理部分(U1)的兩個(gè)信號(hào)處理通道，均由一個(gè)信號(hào)變壓器和一由集成運(yùn)算放大器做成的鑒零器組成。它們的輸出又分別與兩D型觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端(CL)相聯(lián)，第1D型觸發(fā)器的D端和S端相聯(lián)做成本部分的控制輸入端(TI)，第1D型觸發(fā)器的Q輸出端與第2D型觸發(fā)器的D端和S端相聯(lián)，第1D型觸發(fā)器的Q端和第2D型觸發(fā)器的Q端分別與一個(gè)兩輸入的與非門的輸入端相聯(lián)，這個(gè)與非門的輸出是作為本部分電路的輸出(KO)。
3.由權(quán)利要求
1所述的數(shù)字式工頻相位表，其特征在于它的產(chǎn)生測(cè)量循環(huán)控制脈沖電路部分(U3)，具有三個(gè)控制脈沖輸出端，第一輸出端(A)為計(jì)數(shù)器提供初始狀態(tài)預(yù)置脈沖；第二輸出端(B)與信號(hào)處理部分(U1)的控制輸入端(TI)相聯(lián)，提供控制脈沖，第三輸出端(C)為計(jì)數(shù)鎖存電路提供鎖存脈沖。
專利摘要
數(shù)字式工頻相位表是測(cè)量?jī)晒ゎl信號(hào)之間的相位角的一種數(shù)字顯示儀表。利用集成運(yùn)算放大器和一般數(shù)字電路的工作速度快，測(cè)時(shí)精度高的特點(diǎn)，間接測(cè)量?jī)尚盘?hào)之間的時(shí)間間隔，去得到它們的相位角值。選用了頻率為180KC晶振之后，使得電路更為簡(jiǎn)單，無(wú)需特殊的轉(zhuǎn)換電路，直接得到可讀的相位角值。這樣的數(shù)顯儀表，比之一般指針式表，工作穩(wěn)定、讀數(shù)方便、易于生產(chǎn)和具有一定精度的優(yōu)點(diǎn)，都是非常明顯的。
文檔編號(hào)G01R25/00GK87204694SQ87204694
公開(kāi)日1988年10月26日 申請(qǐng)日期1987年10月16日
發(fā)明者李恭敢, 侯一生 申請(qǐng)人:李恭敢, 侯一生導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan