6.5. Коммутационно-модуляционный метод

При анализе предыдущих методов измерения акцентировалось внимание на идентичности фазовых характеристик каналов фазометра и был рассмотрен способ обеспечения этой идентичности с помощью предварительной калибровки фазометра. Другим эффективным способом является построение фазометров по одноканальной схеме. Это оказывается возможным в том случае, если от одно­временного сравнения и по фазе перейти к периодическому сравнению, осу­ществляемому с помощью автоматического переключателя при частоте переклю­чения (коммутации), значительно меньшей частоты и . Такие фазометры, получившие название одноканальных фазометров периодического сравнения, ба­зируются на коммутационно-модуляционном методе измерения параметров сиг­налов и цепей.

Суть коммутационно-модуляционного метода заключается в сравнении двух или нескольких сигналов измерительной информации с помощью одной измери­тельной цепи, в которую они подаются поочередно с заданной частотой комму­тации. На выходе цепи образуются модулированные по амплитуде, частоте или фазе сигналы, а информация об измеряемых параметрах содержится в огибаю­щей частоты модуляции или спектральных составляющих выходного сигнала. Видно, что при поочередном, преобразовании сигналов в одной измерительной цепи автоматически удовлетворяются условия амплитудной и фазовой идентич­ности, а характеристики приборов становятся некритичными к возмущающим факторам и нестабильности параметров элементов цепи.

При построении фазометров коммутационно-модуляционный метод может применяться в сочетании с каждым из рассмотренных методов измерения . Про­иллюстрируем это на примере ИЦФ периодического сравнения, упрощенная структурная схема которого приведена на рис. 6.16. Для сравнения и по фазе применяется электронный коммутатор (ЭК), управляемый импульсами УУ, формируемыми аналогично схеме рис. 6.15. За счет этого общее время (цикл) намерения разбивается на два полуцикла.

Рис. 6.16. Структурная схема ИЦФ периодического сравнения.

В течение первого полуцикла ЭК подключается ко входу сигнала , кото­рый, получив дополнительный фазовый сдвиг , поступает на ФУ1 преобразова­теля . На ФУ2 подается сигнал , и в результате преобразования длительность импульса оказывается равной, согласно (6.12),

(6.16)

где учитывает различие порогов срабатывания ФУ1 и ФУ2. В фазометре при­менен реверсивный счетчик импульсов (РСИ), управляемый УУ. В течение пер­вого полуцикла он работает на сложение и фиксирует в соответствии с (6.15) и (6.16)

(6.17)

Во время второго полуцикла ЭК подключается ко входу сигнала , кото­рый, таким образом, поступает на оба входа преобразователя . По ана­логии с (6.16) длительность импульса будет теперь равна

а РСИ, работающий во время этого полуцикла на вычитание, вычтет из значение

(6.18)

Если бы мы не включили в схему преобразователя дополнительный фиксированный ФВ, вносящий фазовый сдвиг , преобразователь либо вообще мог бы не зафиксировать ввиду малости , либо погрешность дискретности при определении оказалась недопустимо большой.

В результате число импульсов, фиксируемое РСИ за полный цикл измерения, равно, согласно (6.17) и (6.18),

(6.19)

Соотношения (6.19) и (6.15) оказались аналогичными, но теперь результат измерения свободен от систематической погрешности .