29 Измерение угла сдвига фаз и частоты циу временного преобразования.

Работа ЦИУ врем-го преобр-я основана на преобразовании измеряемой величины х в интервал времени t_X , заполняемый импульсами опорной частоты f₀ , кол-во n кот-ых подсчитывается цифровым счетчиком. В интервал времени t_X преобр-ся либо непосредственно измеряемая вел-на Х, либо функционально связанная с нею и полученная в рез-те промежуточных вычислений. Основная прогрешность этих ЦИУ зависит от : 1) погр-ти преобр-ия Х в t ; 2) несинхронности опорных импульсов с началом и концом интервала t_X ; 3) нестабильность частоты опорных импульсов f₀ .

Частотомер

Схема реализует соотношение

, где -опорный интервал времени, задаваемый генератором цикла ГЦ,- опорная частота ГИ. УФ-усилитель-формирователь,

формирует T_x , на который открывается ключ КЛ1, и ЦС_Т за этот интервал времени подсчитывает количество импульсов n_T за период T_x. Задний фронт интервала T_x, запускает ГЦ, открывающий на интервал времени t_ц ключ КЛ2. Ч/з КЛ2 импульсами с частотой f₀ заполняется цифровой счетчик ЦС_Ц . Количество импульсов n_Ц в ЦС_Ц схемой сравнения кодов ССК сравнивается с n_T и в момент равенства ССК посылает импульс в счетчик ЦС_f и сбрасывает ЦС_Ц на нуль. Далее процесс продолжается аналогично до окончания интервала t_ц. Таким образом за интервал t_ц в ЦС_f будет набрано число импульсов , пропорциональное:=n_Ц/n_T, где n_Ц-общее кол-во импульсов, поступившее в ССК за интервал t_ц.

Фазометр

Импульсы, сформированные усилителями-формирователями УФ1,УФ2, перебрасывают триггер Тг и открывают ключ Кл на интервал времени t_x, определяемый фазовым сдвигом. За этот интервал времени число импульсов, поступающих в счетчик ЦС, , т.е.

Различные помехи, несовершенства УФ, нелинейные искажения могут вызвать смещение моментов перехода исследуемых сигналов u1 и u2 через нуль, т.е. дополнительные погрешности при опр-ии t_X , поэтому иногда одновременно опр-ют 2 интервала t'_X и t’’_X :

Точность измерения зависит от постоянства f_X/f₀ , поэтому иногда схему усложняют дополнительными узлами для автоматического изменения f₀ при изменении f_X , чтобы f_X/f₀=const.

30. ЦИУ частотного преобразования. Способы частотного преобразования и их сравнение. метод расширения пределов измерения с помощью гетеродина. Основным узлом ЦИУ частотного преобразования, от которого зависит достижимая точность, является преобразователь параметра в частоту или количество импульсов. Однако в отличие от ЦИУ число-импульсного преобразования количество импульсов измеряется здесь за определенный заранее заданный интервал времени (цикл) t_ц т. е. определяется средняя частота импульсов. Эта особенность определяет как основной недостаток ЦИУ частотного преобразования – относительно боль­шое время измерения, так и основное достоинство – высокую помехоустойчивость в результате интегрирования за время измерения. Дополнительные погрешности воз­никают за счет нестабильности интервала t_ц и несинхронности импульсов с началом и концом интервала t_ц (пог-ть дискр-и). Способы частотного преобразования:

1) преобразование напряжения в частоту – является наиболее перспективным для применения в ЦИУ. Это объясняется тем, что большинство параметров легко преобра­зуются в постоянное напряжение.

Гетеродинный метод расширения пределов измерения позволяет измерять частоты непрерывных, амплитудно-модулированных сигналов низких и высоких частот (до 20ГГц). Этот способ заключается в сравнении частоты исследуемого сигнала с частотой маломощного генератора перестраиваемой частоты (гете­родина). При измерениях сигнал частотой f_X генератора измеряемой частоты и сигнал частотой f₀ генератора образцовой частоты подво­дятся на смеситель (рис. 9.5), на выходе которого образуется слож­ный по форме сигнал, содержащий большое число комбинацион­ных частот, в том числе наименьшую разностную частоту f_X — f₀ = F. Сигнал разностной частоты F выделяется, усиливается усилителем низкой частоты и подается на индикатор. Индикатором мо­жет быть головной телефон, магнитоэлектрический микроампер­метр, осциллограф, электронно-оптический прибор. Регулируя частоту сигнала f₀ гетеродина, сводят разность частот F либо к нулю (нулевые биения), либо к нек-му фиксированному значению. По изв-й частоте f₀ гетеродина и разности частот F опр-т неизв-ю частоту f_X.