Метод преобразования фазового сдвига в импульсы тока

Исследуемые напряжения u₁ и u₂ поступают на два идентичных канала, каждый из которых состоит из вход­ного устройства ВхУ, синхро­низируемого мультивибратора СМВ и дифференцирующей це­пи ДЦ. Мульти­вибраторы вырабатывают меандры U₁ и U₂, частота которых равна частоте входных напряжений. Меандры дифференцируются, и фронты получившихся при этом коротких импульсов u_1д и u_2д точно соответствуют моментам переходов через нуль исходных напряжений. Отрицательные импульсы ограничиваются, а положительные остаются. Нетрудно убедиться, что интервал ∆T между импульсами 1—2, 3—4 и т. д. пропорционален фазовому сдвигу; если его отнести к длительности периода Т, то в соответствии с формулой (1) получим φ=360∆T/T. Положительные импульсы используют для управления триггером Тг. Импульс первого канала открывает триггер, а второго — закрывает. В соответствующей цепи триггера возникает прямоугольный импульс I_Тг, длительность которого ∆T соответствует фазовому сдвигу φ.

В цепь тока триггера включен магнитоэлектрический миллиамперметр, показания которого пропорциональны среднему значению тока за период:

Очевидно, что шкалу миллиамперметра можно градуи­ровать непосредственно в градусах.

Прямопоказывающий прибор, схему которого мы рас­смотрели, называется фазометром. Диапазон рабочих частот фазометра, работающего на принципе преобразования фазо­вого сдвига в импульсы тока, ограничен снизу инерционны­ми свойствами магнитоэлектрического индикатора (20 Гц), а сверху — паразитными параметрами схемы и инерцион­ностью транзисторов, ухудшающими фронт импульса и четкость срабатывания триггера. Применение туннельных диодов позволяет увеличить верхнюю границу частот до 1 МГц. Погрешность измерения составляет 1,5—3°.