專利名稱:鎖相倍頻交叉補(bǔ)償相位計(jì)的制作方法
本發(fā)明涉及相位測量技術(shù)，在規(guī)定范圍內(nèi)對兩個(gè)交變電壓或電流相位差值的測量。
在測量兩交變電壓或電流間相位差時(shí)，所使用的相位計(jì)中往往要求元件的參數(shù)漂移要小，采用質(zhì)量較好的元件，以減少由于兩通道的相移差別等帶來的相位測量誤差。在蘇聯(lián)專利SU920563中涉及補(bǔ)償兩通道相移差別的問題。為補(bǔ)償兩通道的相移差別，這種相位計(jì)將通過兩個(gè)通道的同一信號和碼記錄在計(jì)數(shù)器上，計(jì)數(shù)器進(jìn)行減法運(yùn)算后給出指零續(xù)數(shù)，從而在測試中自動(dòng)地對通道的差別進(jìn)行了補(bǔ)償。但這種補(bǔ)償電路比較復(fù)雜。
本發(fā)明的目的是提供一種具有補(bǔ)償兩通道相移差別的數(shù)字相位計(jì)。它和鎖相倍頻器結(jié)合提高了測量精度，而且電路簡化，可以使用較便宜的元件。
本發(fā)明提供的鎖相倍頻交叉補(bǔ)償相位計(jì)，它的一個(gè)通道的輸入端直接與一被測信號接通，另一個(gè)通道的輸入端與一自動(dòng)換向器的輸出端相接。而這個(gè)自動(dòng)換向器的兩輸入端分別與兩個(gè)被測信號相接。兩個(gè)通道的輸出經(jīng)另外兩個(gè)自動(dòng)換向器，接入由單邊觸發(fā)器作為鑒相器的兩個(gè)輸入端。並且，在通道輸入端的自動(dòng)換向器把同一信號接入兩個(gè)通道時(shí)，通道后的另兩個(gè)自動(dòng)換向器，能將兩個(gè)通道的輸出相互交換地接入鑒相器的兩輸入端;而兩被測信號被接入兩個(gè)通道時(shí)，兩通道的輸出則被自動(dòng)換向器平行接入鑒相器的兩輸入端。鑒相器的輸出則去控制計(jì)數(shù)門，被測信號經(jīng)鎖相倍頻器后的計(jì)數(shù)脈沖，進(jìn)入計(jì)數(shù)器，從而得到測量的相位差值。因此，同一信號被接入時(shí)，測得兩通道的相移差值，這個(gè)值與測得的經(jīng)兩通道后兩被測信號的相位差值在計(jì)數(shù)器中累計(jì)，得到860度范圍的無通道誤差的兩被測信號間精確相位差值。
本發(fā)明特點(diǎn)將結(jié)合附圖詳細(xì)說明。其中圖1為相位計(jì)的方框圖。φA與φB分別為兩通道的相移。
圖2為兩個(gè)被測信號。它們的相位分別為φ1和φ2，它們間的相位差為φ2-φ1。
這種相位計(jì)的兩輸入端有自動(dòng)換向器(3)。它可以把同一信號(如信號U1(t))或兩被測信號U1(t)和U2(t)接入由濾波器、脈沖整形器等組成的兩個(gè)通道(1)和(2)中。兩個(gè)通道的輸出經(jīng)自動(dòng)換向器(4)和(5)交叉或平行地接入由單邊觸發(fā)器作為鑒相器(6)的兩輸入端。同時(shí)，兩被測信號之一(如信號U2(t))經(jīng)鎖相倍頻器(7)后的計(jì)數(shù)脈沖，在鑒相器輸出一反映被測信號經(jīng)兩通道后之間相位差的脈沖信號時(shí)，經(jīng)計(jì)數(shù)控制門(2)進(jìn)入360進(jìn)制的計(jì)數(shù)器(9)中。計(jì)數(shù)器(9)以數(shù)值形式反映相位差值。程序指令控制器(11)用來控制測量過程。
兩通道的相移差別這樣來補(bǔ)償被測信號U1(t)和U2(t)接入后，以被測信號(如以U2(t))為時(shí)基的指令控制器(11)發(fā)出指令，控制自動(dòng)換向器(3)換向(象圖1那樣)，把同一信號接入兩個(gè)通道。同時(shí)，指令也使自動(dòng)換向器(4)和(5)換向(象圖1那樣)，將兩個(gè)通道的輸出信號，交叉接入鑒相器(6)的兩輸入端。這樣進(jìn)入計(jì)數(shù)器(9)的脈沖數(shù)為N1＝(φ1+φA)-(φ1+φB)＝φA-φB，這即為兩通道的相移差別值。正式測量兩被測信號的相位差值時(shí)經(jīng)指令控制器(11)控制，自動(dòng)換向器(3)，(4)和(5)被控制換向，將兩被測信號接入通道，而兩通道的輸出被平行接入鑒相器的兩輸入端，則進(jìn)入計(jì)數(shù)器的脈沖數(shù)為N2＝(φ2+φB)-(φ1+φA)＝(φ2-φ1)+(φB-φA)。計(jì)數(shù)器兩次累計(jì)的總脈沖數(shù)為N＝N1+N2＝φ2-φ1。這樣，就補(bǔ)償了兩通道的相移差別而帶來的相位測量誤差。
為了避免自動(dòng)換向器切換的瞬間，以及信號剛接入的瞬間可能產(chǎn)生的濾波器瞬間失諧和牽引等影響，本發(fā)明在補(bǔ)償測量和正式測量開始之前，均提供分頻器(10)的分頻比個(gè)信號周期的準(zhǔn)備時(shí)間，即在發(fā)出測量指令前，先進(jìn)行分頻。在準(zhǔn)備時(shí)間內(nèi)，計(jì)數(shù)控制門(8)和計(jì)數(shù)器(9)被指令控制，不使計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)入計(jì)數(shù)器。在避開了過渡過程的影響后，再進(jìn)行補(bǔ)償測量和正式測量。
權(quán)利要求
1.鎖相倍頻交叉補(bǔ)償相位計(jì)，包括濾波整形通道，鑒相器，產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖的鎖相倍頻器，以及計(jì)數(shù)器和控制測量過程的指令控制器等，其特征是A、鑒相器為單邊觸發(fā)器。B、有一自動(dòng)換向器，它的兩輸入端與兩被測信號相接，輸出端與一通道的輸入相接。而另一通道的輸入端直接與一被測信號相接，C、有二個(gè)自動(dòng)換向器。它們各自的兩輸入端分別與兩通道的輸出端相接，它們的輸出端則與鑒相器的兩輸入端接通。D、這三個(gè)自動(dòng)換向器，在把同一信號接入兩通道時(shí)，可將兩通道的輸出交叉接入鑒相器的兩輸入端；在把兩被測信號接入兩通道時(shí)，可將兩通道的輸出平行輸入鑒相器的兩輸入端。
2.如權(quán)利要求
1所述的鎖相倍頻補(bǔ)償相位計(jì)，所述的三個(gè)自動(dòng)換向器最好是聯(lián)動(dòng)的，由指令控制器控制換向。
專利摘要
鎖相倍頻交叉補(bǔ)償相位計(jì)。為了補(bǔ)償兩通道的相移差別，它將同一信號經(jīng)兩通道后的輸出交叉輸入由單邊觸發(fā)器作為鑒相器的兩輸入端，測得兩通道相移差值，由計(jì)數(shù)器記下。它還將兩被測信號經(jīng)兩通道后的輸出不交叉地輸入鑒相器的兩輸入端，測得經(jīng)兩通道后兩信號的相位差值，并由計(jì)數(shù)器累計(jì)此值，從而補(bǔ)償了通道帶來的相位測量誤差。同時(shí)，它和鎖相倍頻器結(jié)合，能以比較簡單的電路和元件，實(shí)現(xiàn)低頻信號的高精度相位測量。
文檔編號G01R25/00GK85106393SQ85106393
公開日1987年2月18日 申請日期1985年8月22日
發(fā)明者魯瀕 申請人:西寧供電局導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan