Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет «Приборостроительный»

Кафедра «Приборы и методы контроля качества»

Измерение фазового сдвига

Выполнил: студент группы Б03-091-1

Якимов Д.А.

Проверил: канд. тех наук, доц.

Пономарева О.А.

Ижевск 2012

Оглавление

Оглавление. 2

Измерение фазового сдвига. 2

Фазовращатели. 2

Осциллографический метод. 2

Компенсационный метод. 2

Метод преобразования фазового сдвига в импульсы тока. 2

Метод дискретного счета. 2

Преобразование частоты при измерении фазового сдвига. 2

Измерение фазового сдвига фазовыми детекторами. 2

Список литература. 2

Измерение фазового сдвига.

Фазовым сдвигом φ называется модуль разности аргументов двух гармонических сигналов одинаковой частоты  и , т. е. разности начальных фаз:

Фазовый сдвиг является постоянной величиной и не зависит от момента отсчета. Обозначим через ∆T интервал времени между моментами, когда сигналы находятся в одинаковых фазах, например при переходах через нуль от отрицательных к положительным значениям. Тогда фазовый сдвиг  или

 (1)

где Т — период гармонических сигналов.

Фазовый сдвиг появляется, когда электрический сигнал проходит через цепь, в которой он задерживается. Колебательные контуры, фильтры, фазовращатели и другие четырехполюсники вносят фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями φ = ωt_з где t_з — длительность задержки в секундах. Усилительный каскад обычного типа вносит фазовый сдвиг, равный π. Многие радиотехнические устройства: радиолокационные, радионавигационные, телевизионные, широкополосные усилители всех на­значений, фильтры — характеризуются наряду с другими параметрами фазочастотной характеристикой  φ(ω), т. е. зависимостью фазового сдвига от частоты. Фазовая модуляция и манипуляция широко применяются в аппаратуре телеметрии и связи; измерение фазового сдвига в этих устройствах является определяющим как при настройке, так и в эксплуатации.

Если напряжения с одинаковыми частотами имеют несинусоидальную форму, то фазовый сдвиг рассматривается между их первыми гармониками; при измерении напряжение высших гармоник отфильтровывается с помощью фильтров нижних частот. Можно такие напряжения характеризовать временным интервалом ∆T.

Для измерения фазового сдвига применяют следующие методы: осциллографический, компенсационный, преобразования фазового сдвига в импульсы тока, метод дискретного счета и др. Все эти методы будут рассмотрены ниже. Сначала ознакомимся с фазовращателями.

Фазовращатели

Фазовращателем называется устройство, с помощью которого вводится в электрическую цепь известный и регулируемый фазовый сдвиг. Конструкция фазовращателя зависит от диапазона рабочих частот, для которого он предназначен.

Низкочастотный RC-фазовращатель пред­ставляет собой неуравновешенный четырехплечий мост. На плечи R₁ и R₂ равных сопротивлений подают входное напряжение U_вх. Плечи R и С являются фазосдвигающими: напряжения U_R и U_C сдвинуты относительно друг друга на 90°. Сумма этих напряжений всегда равна входному напряжению. Сопротивление резистора R можно изменять от 0 до ∞; емкость конденсатора C постоянна. При изменении сопротивления R значения U_R и U_C меняются. На векторной диаграмме показано взаимное расположение векторов напряжений в этой схеме. Выходное напряжение снимается с диагонали моста и его вектор при изменении сопротивления резистора R описывает полуокружность. Из рассмотрения векторной диаграммы следует, что U_вых = U_вх/2, а φ = 2 arctg ωCR.

Таким образом, при изменении сопротивления резистора R от 0 до ∞ фазовый сдвиг меняется от 0 до 180° в режиме холостого хода фазовращателя, т. е. при Z_H =∞.

Практически между нагрузкой и выходными зажимами фазовращателя включают эмиттерный или истоковый повторитель с конечным входным сопротивлением, и пото­му пределы изменения фазового сдвига составляют приблизительно 10^О…160°.

Фазовращатель предназначен для работы на одной частоте; при переходе на другую частоту необходимо подключать соответствующий конденсатор С. Шкала неравномерная. Погрешность установки фазового сдвига максимальна при  φ = 90°.

Низкочастотный фазовращатель с пределами изменения фазового сдвига 0…360°. Коэффициент передачи по напряжению в режиме холостого хода (Z_H =∞)

    (2)

Подставляя в (2) значения Z₂ и Z₃ и полагая С₂=С₃ = С и R₂ = R₃ = R, получим

  (3)

Из выражения (3) следует, что выходное напряже­ние U_вых = U_вх/6 и постоянно при условии R₄ = 5 R₁; а фазовый сдвиг

Изменение фазы на выходе фазовращателя при данной частоте ω и постоянной емкости конденсаторов осуществляется одновременными оди­наковым изменением сопротивлений сдвоенных резисторов R₂ и R₃.

Индуктивный фазовращатель гониометрического типа состоит из двух оди­наковых катушек индуктивности L₁, L₂ (статора), расположенных в пространстве перпендикулярно друг другу, и подвижной катушки L_п (ротора), распо­ложенной внутри статора. Входное напряжение расщепляется на два, сдвинутых на 90°, и по катушкам статора протекают синусоидальные токи с тем же фазовым сдвигом:  и  (рис. 7-4). Внутри статора существует вращающееся магнитное поле, инду­цирующее в роторе ЭДС

где М — взаимные индуктивности катушек статора и ро­тора; α —угол поворота ротора.

Конструкция гониометра выполняется строго симметрич­ной, и потому М₁=М₂=М, I₁ = I₂ = I и выходное напряжение

Отсюда следует, что выходное напряжение постоянно и равно M^.I, а фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями совпадает с механическим углом поворота ротора относительно неподвижного статора в пределах 0…360°. Практически, благодаря неполной симметрии, некоторой несинусоидальности входного напряжения, неточному расщеплению его со сдвигом на 90°, выходное напряжение меняется в пределах 0,3—2 %, а фазовый сдвиг не совпадает с углом поворота ротора на 10—60".

Индуктивные фазовращатели разделяются на низкочастотные, работающие в диапазоне 500—200 кГц, и высокочастотные, предназначенные для диапазона частот 100 кГц — 2,5 МГц.

Емкостный фазовращатель состоит из конденсатора переменной емкости особой конструкции и устройства для расщепления напряжения. Верхняя пластина 1 конденсатора разрезана на четыре сегмента, а нижняя 2 — сплошная круглая. Между ними помещен ротор 3 в форме диска, выполненного из диэлектрика с большой диэлектрической постоянной. Для того чтобы емкость в каждом секторе   конденсатора   изменялась   по   синусоидальному закону, ротор должен иметь форму кардиоиды, но для простоты изготовления ему придают форму диска и устанавливают эксцентрично: ось вращения смещена относительно центра конденсатора на 0,53 радиуса диска. Входное напряжение расщепляется на четыре напряжения с одинаковыми амплитудами и последовательно увеличивающимися на 90° фазовыми сдвигами:

Для такого расщепления напряжения на низких частотах применяют трансформаторы, а на высоких — электронные схемы. Эти напряжения подаются на сегменты; выходное напряжение снимается с нижней пластины. При повороте ротора изменяется емкость между нижней пластиной и соответствующим сегментом и в выходном напряжении появляется фазовый сдвиг, угол которого совпадает с углом поворота ротора в пределах 0—360°. Амплитуда выходного напряжения постоянна при условии, что четыре напряжения равны по амплитудам и сдвинуты точно на 90°; что их форма чисто синусоидальна; что сопро­тивление нагрузки стремится к бесконечности.

Емкостные фазовращатели применяются на частотах до десятков мегагерц. Погрешность установки фазы 0,5—2°.

В диапазоне сверхвысоких частот фазовый сдвиг полу­чают с помощью фазовращателей-удлинителей, диэлектрических и поляризационных фазовращателей.

Фазовращатель-удлинитель тромбонного типа создает фазовый сдвиг за счет изменения длины электрического тракта. Коаксиальный и волноводный фазовращатели  вносят фазовый сдвиг, пропорциональный удвоенному перемещению U-образной подвижной части:  где λ_в—длина волны в волноводе. Отрезки коаксиалов длиною λ/4 представляют собой «металлические изоляторы», так как их входное сопротивление равно бе­конечности.

 На этом же принципе работает фазовращатель с циркуляром. Фазовый сдвиг получается изменением положения коротко-замыкателя в плече 2.

Диэлектрический фазовращатель состоит из отрезка прямоугольного волновода, внутри которого параллельно вектору Е электромагнитного поля помещена тонкая пластина из высококачественного диэлектрика. При ее перемещении от узкой стенки к центру волновода происходит концентрация поля в месте расположения пластины, что эквивалентно увеличению фазового сдвига. Микрометрический механизм перемещения градуируют в градусах фазового сдвига.

Поляризационный фазовращатель состоит из трех секций круглого волновода: две крайние секции неподвижны, и в них в одной плоскости помещены диэлектрические пластины длиною λ/4; центральная секция с пластиной длиною λ/2 может поворачиваться вокруг продольной оси на угол 180°. На вход фазовращателя через переход от прямоугольного волновода к круглому поступает линейно-поляризованная волна. Проходя через первую секцию, она преобразуется в волну с круговой поляризацией. При прохождении волны вдоль полуволновой пластины направление вращения плоскости поляризации меняется на обратное. В выходной секции волна вновь преобразуется в линейно-поляризованную. Поворот полуволновой пластины на угол φ вызывает изменение фазового сдвига выходной волны на 2φ. Фазовращатель является взаимным устройством, поэтому если его закоротить, то волна, отраженная от короткозамыкателя, будет иметь удвоенный фазовый сдвиг по сравнению с волной, прошедшей через фазовращатель только в прямом направлении.

Шкала фазовращателя линейна. При точном микромет­рическом механизме обеспечивается плавная установка фазового сдвига в пределах 0—360° с погрешностью 1—2°.

Осциллографический метод

Измерение фазового сдвига осциллографическим методом можно реализовать способами линейной, синусоидальной и круговой разверток. Ограничимся рассмотрением первых двух способов,  как наиболее распространенных.

Способ линейной развертки. В каналы вертикального отклонения двухлучевого или двухканального осциллографа подают напряжения  и ; генератор развертки осциллографа включен. Уравнивают амплитуды обоих напряжений. Осциллограмма будет иметь вид. Фазовый сдвиг вычисляют по формуле (1), подставляя измеренные длины отрезков l и ∆l, соответствующие Т и ∆T.

Способ синусоидальной развертки осуществляется с помощью однолучевого осциллографа. В канал вертикального отклонения подается напряжение , а в канал горизонтально­го ; генератор развертки выключен. На экране осциллографа появляется осциллограмма в виде эллипса, уравнение которого имеет вид

где В и  А — максимальные отклонения по вертикали и горизонтали соответственно.

Положив х = 0, получим вертикальный отрезок у₀=В sin; положив у=0, получим горизонтальный отрезок х₀ = A sin φ. Отсюда: sin φ = ± у₀/В = ± х₀/А. Перед измерением удобно уравнять максимальные отклонения по вертикали и по горизонтали (А = В); тогда у₀ = х₀. Для вычисления фазового сдвига измеряют по осциллограмме отсекаемые на координатных осях отрезки 2х₀ или 2у₀ и сторону прямоугольника 2А или 2В, в который вписан эллипс:

  (4)

Способ синусоидальной развертки не позволяет определить фазовый сдвиг однозначно. Когда оси эллипса совпадают с осями координат, фазовый сдвиг φ равен 90^о или 270°. Если большая ось эллипса располагается в первом и третьем квадрантах, то фазовый сдвиг 0 < φ < 90° или 270° < φ < 360°; если во втором и четвертом, то 90°<φ<180° или 180°< φ < 270°. Для устранения неоднознач­ности нужно ввести дополнительный сдвиг 90°, и по изменению вида осциллограммы легко определить действительный фазовый сдвиг. Например, получили φ, равный 30^о или 330°. Ввели дополнительно +90°. Если осциллограмма осталась в прежних квадрантах, то φ = 330°; если переместилась во второй и четвертый, то φ=30°. Осциллографический метод не требует никаких дополнительных приборов и прост по идее. Однако он является косвенным, требует линейных измерений и вычислений, что приводит к значительным погрешностям. Общая погрешность складывается из случайных погрешностей — измерения длин отрезков, совмещения следа луча с линиями масштабной сетки и конечного значения диаметра светового пятна на экране осциллографа, и систематических—инструментальной и методической. Инструментальная погрешность возникает за счет наличия собственных фазовых сдвигов в каналах осциллографа. Методическая погрешность связана с наличием гармоник в исследуемых напряжениях.

Погрешность измерения отрезков l можно уменьшить тщательной фокусировкой луча при малой яркости и применением осциллографа с электроннолучевой трубкой, в которой масштабная сетка нанесена на внутреннюю поверхность экрана. Фазовый сдвиг в каналах осциллографа легко обнаружить, подав одно и то же напряжение на оба входа осциллографа. При отсутствии фазового сдвига на экране появится прямая линия. Если появляется эллипс, то нужно измерить значение фазового сдвига по формуле (4) и внести в результат измерения соответствующую поправку. Если поправку точно определить не удается, то погрешность можно исключить методом компенсации. Для этого нужно выполнить два измерения: первое — как обычно, а второе — подав исследуемые напряжения на противоположные входы осциллографа. В результате пер­вого измерения получим φ₁ = φ +∆φ, где ∆φ — неизвестный фазовый сдвиг в каналах осциллографа. В результате второго получим φ₂ = (360° — φ) + ∆φ. Из разности φ₂- φ₁ = 360°- 2φ находим искомый фазовый сдвиг φ = 180° — [(φ₂ — φ₁)/2].

Компенсационный метод

Для измерения фазового сдвига компенсационным методом с осциллографической индикацией собирают измерительную установку, состоящую из однолучевого осциллографа, образцового φ_обр и вспомогательного φ_в фазовращателей. Сначала в установке устраняют собственный фазовый сдвиг. Для этого замыкают переключатель При напряжение u₁ подают на оба входа осциллографа. Указатель шкалы образцового фазовращателя устанавливают на нуль, а вспомогательный регулируют до получения на экране осциллографа прямой линии. При этом вспомогательным фазовращателем компенсируется собственный фазовый сдвиг измерительной установки. Для лучшей компенсации регулировку усиления обоих каналов осциллографа устанавливают на максимум. Осциллограмма при этом выходит за пределы экрана, но это не существенно, так как измерений ее делать не нужно. Затем размыкают переключатель и подают напряжение u₁ в канал У и u₂ — в канал X; на экране появляется эллипс или его центральная часть в виде двух параллельных линий. Регулируя образцовый фазовращатель, добиваются слияния этих линий в одну прямую, т. е. общего нулевого фазового сдвига.

Значение фазового сдвига между напряжениями u₁ и u₂ по показанию шкалы образцового фазовращателя определяется следующим образом. Если напряжение u₁ опережает по фазе напряжение u₂, то показание по шкале образцового фазовращателя равно фазовому сдвигу: φ = φ_обр. Если напряжение u₁ отстает, то φ=360°- φ_обр.

Погрешность измерения определяется в основном погрешностью градуировки шкалы образцового фазовращателя.

На сверхвысоких частотах компенсационный метод реализуется способом короткого замыкания. Собирают измерительную установку, состоящую из генератора Г, развязывающего аттенюатора Am и фазовращателя φ, выход которого замыкают накоротко (а). Когда генератор включен, в тракте устанавливается стоячая волна. В произвольном сечении фазовращателя помещают зонд, соединенный с диодом и индикатором.

Регулируя фазовращатель, добиваются нулевого пока­ания индикатора, т. е. совмещают узел напряжения и плоскость сечения, где расположен зонд; делают отсчет по шкале фазовращателя φ₁. Затем вместо короткозамыкателя к выходу фазовращателя присоединяют испытуемое устройство Z (отрезок волновода, трансформатор, фильтр, переходное устройство и др.), также замкнутое накоротко (б). Узел напряжения смещается; регулировкой фазовращателя сдвигают узел на прежнее место, что фиксируется по нулевому показанию микроамперметра, и делают второй отсчет по шкале фазовращателя φ₂. Фазовый сдвиг, вносимый исследуемым устройством φ, равен полуразности этих показаний: φ=(φ₁-φ₂)/2. Для уменьшения погрешности тракт должен быть согласованным, а индикатор чувствительным. В качестве индикатора можно применять селективный вольтметр, а генератор модулировать низкочастотным напряжением. Частоты модуляции и настройки селективного милливольтметра должны совпадать. Необходимо помнить, что устройство, геометрическая длина которого равна длине волны проходящего по нему колебания, вносит фазовый сдвиг, равный 360°.

Метод преобразования фазового сдвига в импульсы тока

Исследуемые напряжения u₁ и u₂ поступают на два идентичных канала, каждый из которых состоит из входного устройства ВхУ, синхронизируемого мультивибратора СМВ и дифференцирующей цепи ДЦ. Мультивибраторы вырабатывают меандры U₁ и U₂, частота которых равна частоте входных напряжений. Меандры дифференцируются,   и   фронты   получившихся   при   этом коротких импульсов u_1д и u_2д точно соответствуют моментам переходов через нуль исходных напряжений. Отрицательные импульсы ограничиваются, а положительные остаются. Нетрудно убедиться, что интервал ∆T между импульсами 1—2, 3—4 и т. д. пропорционален фазовому сдвигу; если его отнести к длительности периода Т, то в соответствии с формулой (1) получим φ=360∆T/T. Положительные импульсы используют для управления триггером Тг. Импульс первого канала открывает триггер, а второго — закрывает. В соответствующей цепи триггера возникает прямоугольный импульс I_Тг, длительность которого ∆T соответствует фазовому сдвигу φ.

В цепь тока триггера включен магнитоэлектрический миллиамперметр, показания которого пропорциональны среднему значению тока за период:

Очевидно, что шкалу миллиамперметра можно градуировать непосредственно в градусах.

Прямопоказывающий прибор, схему которого мы рассмотрели, называется фазометром. Диапазон рабочих частот фазометра, работающего на принципе преобразования фазового сдвига в импульсы тока, ограничен снизу инерционными свойствами магнитоэлектрического индикатора (20 Гц), а сверху — паразитными параметрами схемы и инерцион­ностью транзисторов, ухудшающими фронт импульса и четкость срабатывания триггера. Применение туннельных диодов позволяет увеличить верхнюю границу частот до 1 МГц. Погрешность измерения составляет 1,5—3°.

Метод дискретного счета

Измерение фазового сдвига методом дискретного счета основано на формуле (1), в которую следует подставить вместо интервалов времени ∆T и Т соответствующее им число импульсов с постоянной частотой повторения. Прямо-показывающие фазометры такого типа называют электронно-счетными, или цифровыми, фазометрами. Имеется несколько схем цифровых фазометров, но преимущественное распространение получили интегрирующие фазометры, в которых результат измерения представляет собой среднее значение фазового сдвига за большое число периодов измеряемого напряжения. В таких фазометрах обеспечивается хорошая помехозащищенность.

Структурная схема цифрового фазометра средних значений имеет вид (а), а диаграммы напряжений, поясняющих ее работу (б). В схеме имеются два формирующих устройства ФУ₁ и ФУ₂, управляющее устройство УУ, два временных селектора ВС₁ и ВС₂, генератор счетных импульсов ГСчИ, делитель частоты ДЧ и электронный счетчик ЭС с цифровой индикацией ЦП. На входы формирующих устройств поступают два напряжения u₁ и u₂, фазовый сдвиг между которыми подлежит измерению. Когда напряжение u₁ переходит через нуль от отрицательных значений к положительным, на выходе первого формирующего устройства появляется стартовый импульс, воздействующий нa управляющее устройство так, что оно открывает первый временной селектор Когда напряжение u₂ аналогично переходит через нуль, на выходе второго формирующего устройства появляется стоповый импульс, который через управляющее устройство закрывает первый селектор. Следовательно, первый временной селектор находится в открытом состоянии один раз за период исследуемых напряжений в течение интервала времени ∆T. Этот интервал заполняется счетными импульсами, поступающими от генератора ГСчИ. Таким образом, через открытый первый селектор ВС₁ проходит группа из n импульсов: n=∆Т/Т_СЧ = ∆Тf_СЧ, где Т_сч = 1/f_сч — период повторения счетных импульсов.

Для усреднения результата измерения импульсы считаются в течение интервала времени Т_ус = mТ, где Т — период входных напряжений. Импульс длительностью T_ус формируется делителем частоты ДЧ из счетных импульсов; T_ус = kT_сч, где k — коэффициент умножения периода, a 1/k — коэффициент деления частоты. Импульс поступает на второй селектор BC₂, открывает его, и на электронный счетчик пройдут m групп счетных импульсов. Общее число импульсов, прошедших на счетчик и далее на цифровой индикатор, составляет N=nm. Подставляя значения n и m, а затем ∆T из формулы (1), получаем

откуда измеренный фазовый сдвиг

Погрешность измерения складывается из случайной погрешности дискретности, т. е. возможности потери одного счетного импульса в группе, и возможности потери части группы в интервале усреднения. Анализ показывает, что максимальная погрешность составляет ∆φ = 90/(fТ_ус) = 90/m, где f — частота исследуемых напряжений. Отсюда следует, что с понижением f время измерения возрастает. Для уменьшения погрешности дискретности иногда при­меняют модуляцию частоты генератора счетных импульсов (в небольших пределах), что приводит к равновероятному числу импульсов в каждой группе и математическому ожиданию, равному нулю в интервале времени усредне­ния.

Преобразование частоты при измерении фазового сдвига

Умножение частоты применяют для уменьшения погрешности при измерении малых фазовых сдвигов. Понижение частоты путем гетеродинного преобразования используют при измерении на высоких и сверхвысоких частотах.

Умножение частоты приводит к увеличению фазового сдвига. Если аргументы измеряемых напряжений ωt+φ₁ и ωt+φ₂, то после умножителей частоты с одинаковыми коэффициентами умножения n получим n(ωt+φ₁) и n(ωt+φ₂) соответственно. Фазовый   сдвиг,   измеренный фазометром, φ = n(φ₁ — φ₂) увеличился в n раз, и погреш­ность его измерения может быть меньше. Фазовый сдвиг между исследуемыми напряжениями φ = φ/n= φ₁ — φ2.

Гетеродинное преобразование частоты позволяет понижать частоту исследуемых напряжений с сохранением прежнего фазового сдвига Напряжения u₁ и u₂ подают в два идентичных канала, содержащие входные устройства ВхУ, смесители См и усилители разностной частоты УРЧ. На оба смесителя подается напряжение гете­родина Гет в одинаковой фазе. Равенство фаз цепей гетеродин — смеситель достигается равенством их электрических длин. Для устранения взаимного влияния каналов друг на друга между ними установлен развязывающий мост РМ. На выходах смесителей получается напряжение разностной частоты с исходным фазовым сдвигом. После усиления эти напряжения поступают на низкочастотный фазометр для измерения фазового сдвига. Диапазон частот определяется диапазоном частот перестройки частоты гетеродина.  Имеются фазометры с верхней частотой 1,5 и 7 ГГц. Для повышения точности измерений гетеродин выполняется с автоматической подстройкой частоты АПЧ. Частота генератора с кварцевой стабилизацией Г_кв сравнивается с разностной частотой на выходе усилителя, с точностью до фазы. Погрешность измерения возникает вследствие неидеальных амплитудных и фазовых характеристик усилителей разностной частоты и погрешности низкочастотного фазометра. Погрешность измерения составляет 1—2 %.

Измерение фазового сдвига фазовыми детекторами

Фазовый сдвиг между двумя гармоническими сигналами одной частоты можно измерить фазовым детектором. Одна из схем фазового детектора приведена на рисунке. Сигналы u₁ и u₂ между которыми измеряют фазовый сдвиг φ, преобразуют фазовым детектором в постоянное напряжение. На выходе его включают вольтметр (ЦФ), измеряющий посто­янную составляющую напряжения между точками а и б, которое равно разности продетектированных напряжений U₁ и U₂. Если амплитуды исследуемых напряжений поддерживать постоянными, шкалу вольтметра можно проградуировать непосредственно в значениях фазового угла. С помощью фазового детектора получают погрешность измерений около (2...3)^о. Погрешность зависит от выполнения условий, накладываемых на параметры схемы и амплитуды исследуемых напряжений, от стабильности этих величин во времени, чувст­вительности вольтметра и т. д.

Цифровые фазовые детекторы могут быть построены на цифровых логических схемах: элементе «Исключающее ИЛИ», JK-триггере и пр. При этом достаточно просто удается получить длительность выходных импульсов, пропорциональную фазовому сдвигу между сигналами u₁ и u₂, после чего сгладить эти импульсы в ФНЧ. В качестве примера при­ведем схему цифрового фазового детектора на элементе «Исключающее ИЛИ» (сумматор по модулю два).

Временные диаграммы работы схемы показаны на рис.  б - г. В этом детекторе из исследуемых синусоид u₁ и u₂ формируются соответствующие напряжения типа «меандр». На выходе логического элемента вырабатываются импульсы напряжения у, длительность которых пропорциональна фазовому сдвигу входных сигналов г). Далее этот сигнал подается на ФНЧ. Напряжение U(t) на выходе ФНЧ пропорционально сдвигу сигнала u₁ относительно опорного u₂.

Список литература

1.     Атамалян Э.Г. Приборы и методы измерения электрических величин. - М. Высшая школа, 1982.

2.     Колтик Е.Д. Фазосдвигающие устройства. –М. Изд-во стандартов, 1981.

3.     Измерения в электронике. Справочник./Под ред. В. А. Кузнецова. - М. Энергоатомиздат,1987.