Цифрові компенсаційні фазометри

Недолік фазометра у режимі роботи ФАЗА - залежність результату вимірювання фазового зсуву від частоти f вхідних сигналів. Для усунення цього недоліку введений режим роботи ПЕРІОД (перемикач S у положенні II). У даному режимі формувач інтервалів часу виробляє керуючий сигнал тривалістю Т, під час дії якого в блок індикації надходить імпульсів опорного генератора. Тоді вираз для фазового зсуву (7.17) набуває вигляду

У режимі ФАЗА (перемикач S у положенні I) керуючим сигналом формувача відкривається часовий селектор на час і з генератора опорної частоти у блок індикації надходить число імпульсів

, (7.16)

звідки

, (7.17)

, або .

Складові похибки вимірювання : похибки вимірювання часового інтервалу і похибки вимірювання періоду Т вхідних сигналів. Кожній з цих похибок властиві ті самі складові, які мають місце при час-імпульсному вимірюванні часових інтервалів: похибки квантування, запуску, обумовленої порогом спрацювання формувача імпульсів, і похибка, яка зумовлюється завадами. Оцінки похибки запуску і похибки, обумовленої завадами, аналогічні цифровим низькочастотним частотомірам (див. підр. 7.4).

Для цифрових час-імпульсних фазометрів специфічною є методична похибка, яка спричиняється вищими гармоніками вхідних сигналів. Для зменшення похибки в цьому випадку використовують метод двох вимірювань: середньо значення фазового зсуву вимірювається як півсума двох значень - між переходами через нуль зростаючих та убуваючих гілок вхідних напруг. Ці фазометри називають фазометрами двопівперіодної дії..

2. Структурна схема і часові діаграми роботи фазометру середніх значень фазових зсувів наведені на рис. 7.15.

Рис. 7.15. Цифровий фазометр середніх значень фазових зсувів:

а – структурна схема; б, в – часові діаграми

У фазометрі типу 2 операції перетворення інтервалу у пропорційне число імпульсів (рис.7.14,б,в) виконуються багаторазово (рис.7.15, б, в).Для цього часовий селектор 2 відкривається формувачем інтервалу часу на певний вимірювальний час і через відкритий селектор 2 в блок індикації надходить m пакетів по імпульсів кожен (рис. 7.15, в),причому . Блок індикації фіксує сумарна кількість лічильних імпульсів опорної частоти

, або ,

де - дискретність вимірювання фазового зсуву . Дискретність , де характеризує роздільну здатність фазометра. При град/імп вона є . За рахунок усереднення в разів зменшується СКЗ випадкової складової похибки вимірювання. такі фазометри належать до високочастотних.

Для вимірювання фази у таких фазометрах використовується метод зрівноважування (компенсації) вимірюваного фазового зсуву зразковим, який створюється дискретною мірою фазового зсуву. Спрощена структурна схема цифрового компенсаційного фазометра зображена на рис. 7.16.

Рис. Структурна схема цифрового компенсаційного фазометра