电子相位计。方案、说明

电子相位计。无线电电子电气工程百科全书

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相位计设计用于测量两个周期性变化的电振荡之间的相移角，可用于业余无线电实践中电子电气设备和装置的开发、调整和操作。所提出的电子相位计同时提供有关相移角的符号和大小的信息，这使得它更加直观。在该设备中，可以显着简化用于选择角度的大小和符号的节点，并组合各个元件的功能。

主要技术特点：

测量的相移角范围，el。度......0...180
工作频率范围，Hz.......10...104
输入电压范围，V.......0,01...50
测量电流范围，A......0,01...2
测量误差，%，仅此而已.......2

电子相位计原理图如图1所示。一。

Ris.1

来自被测电路的任意形状（例如正弦）的输入电压 Uin1 和 Uin2 通过分压器 R1VD1VD2 和 R2VD3VD4 馈送到整形器 DA1 和 DA2（电压比较器）的输入，并转换为具有相当陡峭上升的单极性矩形脉冲并跌倒。脉冲宽度对应于输入信号半周期的持续时间，如图 2 所示的时序图所示。

电子相位计
Ris.2

动态D触发器（DD1）选择相移角的符号，即在该电路中用作同步（时钟）信号的第二测量通道的脉冲前沿形成的时刻，超前或滞后性质第一测量通道的信号的信号，其输出连接至D触发器的信息输入。在这种情况下，同步脉冲以其前端将D触发器转换到由给定时间的其信息输入处的电压电平确定的状态。因此，如果输入电压 Uin1 的相位超前于电压 Uin2，则在 D 触发器的直接输出（DD9 的引脚 1.1）处设置与逻辑单元相对应的电压，并在 D 触发器的直接输出处设置逻辑 XNUMX。逆输出。

移相角计基于重合元件（DD2.2）实现，其输入之一直接连接到 DA2 整形器的输出，第二个输入通过 DD2.1 逆变器与测量通道整形器 DA1。该元件输出端生成的脉冲宽度与输入脉冲的相互重叠角度（即电压 Uin1 和 Uin2 之间的相移角）成正比，图 2 中的时序图证实了这一点。 2.3. 在所考虑的方案中，通过在其组合中引入另一个重合元素（DD3）来组合有关角度大小和符号的信息，该重合元素执行与上述测量角度大小相同的功能。然而，这些 2.2I-NOT 元件（DD2.3 和 DDXNUMX）中的每一个都通过其输入之一分别连接到 D 触发器的直接和反向输出，因此后者确定在哪个重合元件的输出处发射脉冲，其宽度等于相移角。

PA1测量装置连接在重合元件DD2.2和DD2.3的输出之间，从而形成差分电路，其结果是其箭头将沿由角度符号确定的方向偏离，并且由角度对应于电压Uin1和Uin2之间的相移角。电容器C1与PA1指示器并联，旨在减少低频测量时箭头的脉动。

相位计输入电路的结构不仅可以测量两个电压之间的相位角，还可以测量电流和电压之间或两个电流之间的相位角，为此输入分压器配备了适当的引线。

电子相位计作为一个单独的单元制成。前面板显示测量通道的输入端子，微安表，其刻度在 el 中校准。度和电源开关。该装置的元件安装在由 1,5 毫米厚的单面箔玻璃纤维制成的印刷电路板上，并直接固定在微安计的测量夹上。印刷电路板与设备输入端子的连接采用屏蔽线，这是为了保证其抗干扰性。

该器件使用电阻器 MLT 和 SP3-16 (R5)、电容器 C1（MBM 型）和指示器 PA1（两侧刻度为 906-50-0 μA 的 M50 型微安计）。

除了器件中所示的那些之外，还可以使用具有类似功能目的的其他系列的微电路，并适当选择其电源电压。单极脉冲整形器 DA1 和 DA2 不仅可以基于 K554CA3 或 521CA3 功能微电路制作，还可以在以关键模式工作的运算放大器或晶体管级上制作，并提供所生成的脉冲前沿所需的陡度。二极管VD1-VD4是根据长期测量电流流过它们的条件来选择的。如果相位计被设计为仅测量两个电压之间的相移，则这些二极管可以被任何其他二极管替代，而不需要电流和反向电压。

该器件由单极稳定电压的单一源供电（图 3）。

电子相位计
Ris.3

通过按比例改变电阻器R1和R2的参数可以扩展输入信号电压的测量范围。如果不需要测量相位角的符号，则可以从电路中排除动态D触发器，并且可以将相位角差信号提取单元（图4）直接连接到比较器DA1的输出和DA2。在该器件中，DD1.4 元件实现了 PA1 指示器的差分开关电路，并为逻辑零电压提供补偿。

电子相位计
Ris.4

作为受控参数PA1的指示器，可以使用电子示波器或数字电压表，这将显着提高测量值的再现精度。

电子相位计具有线性刻度，易于校准。为此，应将三相网络的两个线性电压作为校准电压（线性电压的相位角为120 el.deg.）。在校准过程中，需要将校准电压与输入电压的允许水平相匹配。指示针与所需刻度线的偏差值由电阻R5来确定。

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