Структурная схема.

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 n=∆t/T₀.

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

N=T/T_0.

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

∆ φ=360°n/N.

Вычисление выражения выполняется МПС, на которую переда­ются вырабатываемые счетчиками СЧ1 и СЧ2 коды чисел n и N.

При соот­ветствующей программе МПС на ПК 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.

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

Формирователь:

Рисунок 3.5. формирователь – К561ЛП2.

Описание микроконтроллера:

PIC18F4550 - микроконтроллер со встроенной Flash-памятью и полноскоростным USB-интерфейсом для экономичных и взаимосвязанных применений. Три последовательных порта - FS-USB (12 Мбит/сек), I2C, SPI (до 10 Мбит/сек), и асинхронный последовательный порт EUSART. Микросхема содержит 13-канальный 10-разрядный АЦП, два аналоговых компаратора, два 10-разрядных контроллера ШИМ, три 16-разрядных и один 8-разрядный таймер, сторожевой таймер, детектор напряжения и схему сброса по провалам питания. Модуль USB полностью интегрирован с ядром микроконтроллера, что позволило добиться максимальной пропускной способности при меньшей загрузке процессора. Производительность PIC18F4550 достигает 12 MIPS. В основе микроконтроллера лежит технология Enhanced FLASH (1 000 000 циклов перезаписи, 40 лет гарантированного хранения), что позволяет использовать их в устройствах, эксплуатируемых в жестких условиях и требующих периодического обмена информацией с ПК.

Отличительные особенности: Особенности USB порта:

- стандарт USB 2.0;

- режимы Low Speed (1,5 Мбит/сек) и Full Speed (12 Мбит/сек);

- поддерживает до 32 оконечных устройств (16 двунаправленных);

- 1 КБ ОЗУ для USB;

- встроенный USB трансивер со стабилизатором напряжения;

- SPP порт для потоковой передачи данных;

Управление питанием:

- три режима энергопотребления: Run, Idle (0,1 мкА), Sleep (0,1 мкА);

- генератор Timer1: 1,1 мкА (32 кГц, 2 В);

- сторожевой таймер: 2,1 мкА;

Гибкая структура генератора:

- 4 режима кварцевого генератора с петлей ФАПЧ для USB,;

Блок внутреннего генератора:

- 8 выбираемых частот от 31 кГц до 8 МГц;

- регулируемая компенсация дрейфа частоты;

- второй генератор, использующий Timer1 на 32 кГц;

- двойное тактирование позволяет работать микроконтроллеру и блоку USB на разных частотах,

- монитор срыва генерации,

- отключение при останове любого генератора;

Vcc/Vdd 2.5-5.5 V.