Метод преобразования фазового сдвига во временной интервал

Структурная схема устройства, преобразующего фазовый сдвиг во временной интервал и эпюры, поясняющие его работу, показаны на рис. 7.7. Устройство включает преобразователь

Δ φ → Δ t искомого фазового сдвига Δ φ в интервал времени Δ t и измерительный прибор. Преобразователь Δ φ → Δ t имеет одинаковые формирователи Ф1 и Ф2 и триггер Т.

Синусоидальные сигналы и₁ и и₂, имеющие некоторый фазовый сдвиг Δ φ, подают на идентичные формирователи Ф1 и Ф2, преобразующие их в последовательности коротких импульсов и₃ и и₄ (рис. 7.7, б). Импульсы и₃ запускают, а импульсы и₄ сбрасывают триггер Т в исходное состояние. В результате на выходе триггера формируют периодическую последовательность импульсов напряжения, период повторения и длительность которых равны периоду Т и сдвигу во времени Δ tисследуемых сигналов и₁ и и₂.

Импульсы, поступая на резистор R, соединенный с измерительным прибором — микроамперметром μ А, преобразуют в последовательность импульсов тока i с аналогичными периодом и длительностью и амплитудой I_т (рис. 7.7, б). В качестве измерительного прибора применяют микроамперметр магнитоэлектрической системы, реагирующий на среднее значение тока i за период Т. Пусть I_ср — среднее значение протекающего через прибор тока i. Тогда его показание с учетом формулы (7.3), определится как:

α = I_ср = I_mΔ t/T = I_mΔ φ /360^o

где Δ φ — измеряемый фазовый сдвиг.

Шкалу микроамперметра градуируют непосредственно в градусах. Измеренное значение фазового сдвига является средним за время измерения. Рассмотренное устройство — прямопоказывающий фазометр. Диапазон его рабочих частот ограничен снизу инерционностью магнитоэлектрического микроамперметра, а сверху — конечностью длительностей фронтов импульсов формирователей, влияющих на работу триггера Т. Аналоговые фазометры измеряют фазовый сдвиг сигналов в диапазоне частот 20... 10⁶ Гц с погрешностью ± 1...2°.