Микропроцессорный фазометр.

Значительное расширение функциональных возможностей, повышение надежности и некоторых других характеристик фазометров обеспечиваются при их построении на основе микропроцессора, работающего совместно с измерительными преобразователями. Такие фазометры позволяют измерять фазовый сдвиг между двумя периодическими сигналами за любой выб­ранный период, наблюдать флюктуации подобных сдвигов и оценивать их статистические характеристики: математическое ожидание, дисперсию, среднее квадратическое отклонение. Возможно также, как и в рассмотренных выше цифровых фазометрах, выполненных по схемам с жесткой логикой ра­боты, измерение среднего значения фазового сдвига.

Структурная схема микропроцессорного фазометра . Принцип измерения фазового сдвига между двумя синусоидаль­ными сигналами u₁ и u₂ за один выбранный период Т их следования поясня­ется временными диаграммами.

В фазометре в схеме импульсного преобразователя (ИПР) сигналы u₁ и u₂ преобразу­ются в короткие импульсы и , соответственно. Формирова­тель Ф1 с помощью первой пары данных импульсов вырабатывает импульс u₃ длительностью ∆t, равной сдвигу во времени сигналов u₁ и u₂. Импульсом u₃ открывается временной селектор (ВС1), который в течение времени ∆t пропуска­ет на вход счетчика (СЧ1) счетные импульсы, следующие с периодом То и вырабатываемые микропроцессорной системой (МПС). Поступающий на вход СЧ1 па­кет импульсов обозначен u₄. Число импульсов в пакете

(5)

Одновременно формирователь Ф2 вырабатывает импульс u₅, длитель­ность которого равна периоду Т исследуемых сигналов u₁ и u₂. Импульс u₅ открывает на время Т временной селектор ВС2, пропускающий от МПС на вход счетчика СЧ2 пакет импульсов u₆. Период импульсов в пакете Т_о, а их число

(6)

Для оценки искомого значения фазового сдвига Дф за выбранный период Т требуется найти отношение величин (5) и (6), равное n/N = ∆t/T, a затем, домножить это отношение на 360°:

(7)

Вычисление выражения (7) выполняется МПС, на которую переда­ются вырабатываемые счетчиками СЧ1 и СЧ2 коды чисел n и N. При соот­ветствующей программе МПС на дисплее Д отображается значение фазового сдвига ∆φ для любого выбранного периода Т. За счет сравнения таких сдви­гов в разных периодах появляется возможность наблюдать флюктуации ∆φ и оценивать их статистические параметры.

В режиме оценки фазометром среднего значения фазового сдвига ∆φ за заданное число r периодов T в счетчиках СЧ1 и СЧ2 происходит накопление кодов от числа импульсов, поступивших на их входы за r периодов, т.е. кодов чисел nr и Nr соответственно, которые затем передаются в МПС.

Данным фазометром, как и ранее рассмотренными, малую погрешность измерения ∆φ можно получить только на достаточно низкой частоте иссле­дуемых сигналов. Поэтому для расширения частотного диапазона фазомет­ров используется предварительное гетеродинное преобразование сигналов.