Метод преобразования разности фаз во временной интервал

Упрощенная структурная схема, реализующая рассматриваемый метод, приведена на рис. 4.15, а временные диаграммы, поясняющие принцип работы схемы, — на рис. 4.16.

Формирующие устройства вырабатывают из входных сигналов Mi (/) = U_m| sin ш и u₂{t) = (/",₂sin (со/ + ф) двуполярные прямоугольные импульсы (У_ф1 и и_ф2, длительность которых равна периоду сигналов u_t(t) и u₂(t), а фронты импульсов совпадают с моментами перехода указанных сигналов через нуль.

Рис. 4.15. Схема реализации метода преобразования фазового сдвига во временной интервал

Рис. 4.16. Временные диаграммы метода преобразования фазового сдвига во временной интервал

ПО В дифференцирующих цепях прямоугольные импульсы дифференцируются, полученные короткие импульсы (/_д, и (/_Д2 точно соответствуют моментам переходов через нуль исходных сигналов м,(Г) и u₂(t).

Для прямого измерения разности фаз отрицательные импульсы ограничивают с помощью ограничителей, а положительные используют для управления триггером. Положительный импульс первого канала U_0l открывает триггер, а положительный импульс второго канала U₀₂ сбрасывает триггер. В результате на выходе триггера вырабатываются импульсы постоянной амплитуды /_т, длительность которых Д1 равна фазовому сдвигу Дф.

Среднее значение тока /_ср на выходе триггера линейно зависит от разности фаз выходных сигналов:

о откуда с учетом (4.4) и того, что амплитуда /," постоянна, получаем.

Таким образом, показание индикатора, включенного в цепьтриггера, пропорционально среднему току /_ср и, следовательно, разности фаз Дф входных сигналов.

В качестве индикатора обычно применяется электромеханический измерительный механизм магнитоэлектрической системы, реагирующий на среднее значение тока. Измерительную шкалу градуируют, как правило, непосредственно в градусах.

Рассмотренное устройство является фазометром с равномерной (линейной) шкалой. Диапазон его рабочих частот ограничен снизу инерционностью магнитоэлектрического измерительного механизма, а сверху — конечностью длительности фронтов импульсов формирующих устройств, влияющих на четкость работы триггера.

Фазометры рассмотренного типа измеряют разность фаз в диапазоне 20… 10⁶ Гц с погрешностью ±1…2°.