162843. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és elrendezés villamos jelek fázisszög különbségének mérésére véletlen mitavételezéssel

1628 5 a 3. ábrán látható összefüggés van, attól függően, hogy az azonos, vagy a különböző poíaritású impulzusokat vesszük alapul. Látható az is. hogy a mérési eljáráshoz nem szükséges a mérendő jel frekvenciájának ismerete, csu- 5 pán az, hogy a mintavételezés a két csatorna jeléből mindig egy meghatározott időpontban történjen. Az eljárás alapján működő készülék egy lehetséges megvalósítási formáját a 4. ábra mu- 10 tatja. A készülék működése a következő. A mérandő jelek a Be I., illetve BE II. bemeneti pontokra csatlakozva az l/L, ill. l/II. mintavételező egységekbe kerülnek. A két mintavéte- 15 lező egységben a mintavételezés ütemét a 7 véletlen generátor vezérli. (Megjegyezzük, hogy a véletlen generátor helyettesítő például 10 kHz és 20 kHz között 10 Hz-es gyakorisággal változó frekvenciájú generátorral.) 20 A véletlen generátor jele a 6 mintavételvezérlő egységbe kerül, amely az I. és II. csatorna mintavételezését vezérli úgy, hogy lehetőség van az I. és II. csatornát indító impulzust egy- 25 máshoz képest folyamatosan időben eltolni késleltetni. A mintavételező egységből kijövő mintavett impulzus sor a 2/1. ill 2/II. erősítő egységbe kerül, mely az impulzusok polaritását változat- 30 lanul hagyva, amplitúdóját uniformizálja. A két uniformizált impulzus sor a 3 logikai áramköröket tartalmazó egységbe kerül, ahol az előzetesen beállított program szerint elvégzik a két impulzus sor polaritás equivalentia, vagy 35 antivalentia vizsgálatát. Az így kialakuló impulzus sor hosszú időre vett integrálását a 4. integráló áramkör, az eredmény kijelzését az 5. kijelző egység végzi, a szükségletnek megfelelően analóg, vagy digitális formában. A mérés 40 alapvetően digitális módszerrel történik, a készülék programozható, csatlakoztatható számítógéphez, így felhasználható komplex mérőberendezésekben. A készülékben levő 6 impulzus késleltető i5 áramkör a készülék működésében igen fontos szerepet tölt be. Ezzel lehetséges a két csatorna mintavételezési időpontját egymáshoz képest időben eltolni, ez equivalens a két bemenő jel egymáshoz képesti fázis eltolódásával. 50 A 2., 3. ábra alapján belátható, hogy ha a mérendő két jel közötti fázis eltérés A<Pi ill. A<Pt a készülék fázisszögmérő műszerére jutó feszültség U megegyezik, ha igaz az alábbi ösz- 55 szefüggés á<Pi = —A<f>i A készülék tehát csak a két bemenő jel kö- 60 zötti fázis eltérés abszolút értékét méri. A mért fázis eltérés előjele meghatározható a következőképpen: Lemérjük a fázis eltérés abszolút értékét pl. a 3. ábrán látható átviteli karakterisztikát fi- 65 6 gyelembe véve úgy, hogy a két csatorna mintavételezési időpontja megegyezzen. Ezután, ha a II. csatorna mintavételezési időpontját az I. csatornáéhoz képest késleltetjük és az U feszültség csökken, az eredetileg lemért fázis eltérés negatív volt, ha a mért fázis eltérés nő, pozitív volt. Ha a mérésre a 2. ábrán látható átviteli karakterisztikát használjuk, a mért fázis eltérés előjelének meghatározása a fent leírtakból értelemszerűen következik. Ha a 6 késleltető áramkörrel a két csatorna mintavételezési időpontját éppen a mérendő jel frekvenciájánakü periódusidejével toljuk el, a két mért fázisszög érték megegyezik. Az eljárás lehetőséget nyújt a mérendő jel frekvenciájának meghatározására is. A 6 impulzus késleltető áramkör egy lehetséges megvalósítási formája az 5. ábrán látható. Az áramkör bemenetére — 5. ábra a pontja — érkező impulzusok indítják a 8, illetve 9 monostabil multivibrátorokat. A 8 monostabil multivibrator a lehető legkisebb impulzus szélességre van beállítva, mely egyúttal annak kimenetén az; 5. ábra b pontján megkapható. A 9 monostabil multivibrator impulzus szélessége külső kezelő szervekkel változtatható', a lehető legkisebb impulzus szélességtől felfelé, mely impulzusok annak kimenetén az 5. ábra c pontján megkaphatok. A 9 monostabil multivibrator impulzus szélességet beállító kezelő szervei időben kalibrálhatok, még pedig az 5. ábra b és c pontján megjelenő impulzusok hát-élének egymáshoz képesti idő eltérésében. Míg egyetlen •multivibrátorral kisebb időkésleltetés, mint a felhasznált elemek által meghatározott lehető legkisebb impulzus szélesség nem. valósítható meg, addig a fent leírt impulzus késleltető áramkörrel a két kimenete közti időkésleltetés a lehető legkisebb impulzus szélességnél több nagyságrenddel kisebb lehet. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás villamos jeleik fázisszög különbségének mérése mintavételezéssel, azzal jellemezve, hogy az összehasonlítandó villamos jelekből véletlenszerű mintavételezést végzünk, az öszszetartozó mintapároknál polaritás vizsgálattal megállapítjuk az azonos, vagy különböző polaritás jelenlétét és az azonos poíaritású, vagy különböző poíaritású mintapárok számát az összes mintavételezett mintapár számához viszonyítva, a viszony nagyságából határozzuk meg a fázisszög értékét. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az összehasonlítandó villamos jelekből egyidejű, vagy előre meghatározott relatív késleltetésű véletlenszerű mintavételezést végzünk és a fázisszög abszolút értékét határozzuk meg. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az össze-3