DE1766079A1

DE1766079A1 - Verfahren zur Bestimmung der Phasendifferenz zwischen zwei gleichfrequenten Spannungen beliebiger Frequenz

Info

Publication number: DE1766079A1
Application number: DE19681766079
Authority: DE
Inventors: Otto Bucher
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1968-03-30
Filing date: 1968-03-30
Publication date: 1971-05-27
Also published as: GB1195188A

Description

"Verfahren zur Bestimmung der Phasendifferenz zwischen zwei gleichfrequenten Spannungen beliebiger Frequenz."

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Phasendifferenz zwischen zwei gleichfrequenten Spannungen beliebiger Frequenz, bei dem in einem bestimmten Spannungszustand der einen Spannung ein Tor geschlossen und im entsprechenden Spannungszustand der zweiten Spannung dieses Tor wieder geöffnet wird und bei dem in der Zeit, in der das Tor geschlossen ist, von dem Tor eine Impulsfolge durchgelassen wird, deren Impulszahl gezählt wird und ein Maß für die Phasendifferenz darstellt.

Es ist z.B. aus der Deutschen Auslege schrift 1 257 898 ■?' 'ⁱ bekannt, zur Messung der Phasendifferenz zwischen 2 Spannungen ein Tor vorzusehen, das bei einem bestimmten Spannungszustand, z.B. dem positiven Nulldurehgang der einen dieser Spannungen geschlossen und beim entsprechenden. Spannungszustand der anderen Spannung wieder geöffnet wird. In der Zeit, in der dieses Tor geschlossen ist, läßt es die Impulsfolge eines Impulsgenerators konstanter Frequenz durch. Die Zahl der von dem Tor durchgelassenen Impulse wird dann mittels eines elektronischen Zählers gezählt. Das Meßergebnis ist ein Maß für die zu messende Phasendifferenz, Mit dieser bekannten Anordnung kann jedoch nur die Phasendifferenz zwischen zwei Spannungen einer bestimmten Frequenz bestimmt werden. Ändert sich die Frequenz dieser Spannungen, so ist das angezeigte Meßergebnis nicht mehr korrekt.

?0982?/0531

- 9 - U 32/68

Innerhalb der Patentanmeldung T 32754 9d/21a4 ist bereits zur Erzielung eines von der Frequenz unabhängigen Meßergebnisses vorgeschlagen worden, die Frequenz des Impulsgenerators der Eingangsfrequenz anzupassen. Hierzu ist es jedoch notwendig, die Eingangsfrequenz zu bestimmen und entsprechend dem Frequenzmeßergebnis eine Änderung der Folgefrequenz des Impulsgenerators vorzunehmen. Diese Maßnahme zur Erzielung eines frequenzunabhängigen Phasenmeßergebnisses ist relativ aufwendig.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Bestimmung der Phasendifferenz zwischen zwei gleichfrequenten Spannungen beliebiger Frequenz zu schaffen, bei dem das angezeigte Phasenmeßergebnis von der Frequenz unabhängig ist und bei dem zur Erzielung dieses Ergebnisses kein sehr großer Aufwand notwendig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zu zählenden Impulse der Impulsfolge von der einen der beiden Spannungen abgeleitet wird und daß die Impulsfolgefrequenz der Impulsfolge durch Vervielfachung der Frequenz der für die Gewinnung der Impulsfolge benutzten Spannung und/oder durch Teilung der Frequenz der beiden Spannungen zwischen denen die Phasendifferenz zu messen ist, auf ein Vielfaches der Frequenz der für die Torbetätigung benutzten Spannungen gebracht wird·

109827/0531

V/66079

υ 32/68

Wie bereits oben erwähnt, gibt es zwei Möglichkeiten, um die Impulsfolgefrequenz auf ein Vielfaches der Frequenz zu bringen, die die Spannungen aufweisen, die das Tor betätigen. Gemäß der einen Ausführungsform wird eine Vervielfachung der Frequenz vorgenommen, aus der die Impulsfolge abgeleitet wird. Gemäß der zweiten Ausführungsform wird die Frequenz der Spannungen, die das Tor betätigen sollen, heruntergeteilt. Auch können beide Maßnahmen gemeinsam zur Anwendung kommen. Der Faktor, um den die Impulsfolgefrequenz, die dem Zähler zugeführt wird, größer als die Frequenz der das Tor betätigenden Spannungen ist, ist durch die Anforderung an die Genauigkeit der Messung der Phasendifferenz gegeben. Ist z. B. die Impulsfolgefrequenz um den Faktor 3βθ größer als die Frequenz der beiden Spannungen, so kann die Phasendifferenz auf 1° genau bestimmt werden. Ist der Faktor dagegen 36ΟΟ, so erhält man die Phase von 0,1° genau.

Anhand der Zeichnung soll ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert werden. An den Klemmen 1 und 2 der dort im Prhzip dargestellten Schaltung werden die beiden gleichfrequenten Spannungen zugeführt, zwischen denen die Phasendifferenz zu ermitteln ist. In den Verstärkern 3 und 4 werden diese

Jf- υ 32/68

Spannungen verstärkt und in den Begrenzern 5 und 6 begrenzt. In den Frequenzteilern 7 und 8 wird die Frequenz der beiden Spannungen heruntergeteilt, z. B. auf den 36ΟΟ. Teil« Die Ausgangsspannungen dieser Teiler werden dann dem Tor 9 zugeführt, das z. B. beim positiven Nulldurehgang der Ausgangsspannung des Teilers 7 geschlossen und beim entsprechenden Nulldurohgang der Ausgangsspannung des Teilers 8 wieder geöffent wird. Die Zelt, in der das Tor 9 geschlossen ist, hängt von der Phasenverschiebung zwischen den beiden Spannungen ab. Die dem Zähler 10 in der Zeit, in der das Tor 9 geschlossen ist, zugefijhrte Impulsfolge wird, wie bereits oben erwähnt, von einer der beiden Spannungen abgeleitet; im vorliegenden Ausführungsbeispiel von der an der Klemme 1 zugeführten Spannung. Zur Erzeugung der Impulsfolge wird diese Spannung im Verstärker verstärkt und im Begrenzer 12 begrenzt. Im Glied IJ werden dann aus der zugeführten begrenzten Spannung kurze Spannungsimpulse erzeugt, die dem Tor 9 zugeführt werden und in der Zeit, in der dieses Tor geschlossen ist, zum Zähler gelangen. Die Impulsfolgefrequenz der vom Glied abgegebenen Impulsfolge ist wegen der Frequenzteilung in den Gliedern 7 und 8 das 3600-fache der Frequenz der Spannungen, die von den Teilern 7 und 8 abgegeben werden und

das Tor 9 betätigen. Bei einer Phasenverschiebung von z, B. 100° zwischen den beiden Ausgangsspannungen der Teiler 7 und 8 gelangen demgemäß je Zählperiode 1000 Impulse über das Tor 9 zum Zähler 10. Dabei ist es vollkommen gleichgültig, welche Frequenz die beiden an den Klemmen 1 und 2 anliegenden Spannungen aufweisen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch die Phasendifferenzen zwischen mehr als zwei Spannungen bestimmt werden. Hierzu können die Teiler 7 und 8, das Tor 9 und der Zähler 10 mehrfach vorgesehen sein. Es ist jedoch auch möglich, die Phasenmessungen zwischen verschiedenen Spannungen nacheinander vorzunehmen und die Geräteteile 7* 8, 9 und 10 durch Umschalten in den aufeinander folgenden Messungen auszunutzen. Gegebenenfalls können die an den Klemmen 1 und 2 angelegten Spannungen vorher in eine geeignete Prequenzlage umgesetzt werden.

Claims

V/66U79

Patentanspruch

Verfahren zur Bestimmung der Phasendifferenz zwischen zwei gleichfrequenten Spannungen beliebiger Frequenz, bei dem in einem bestimmten Spannungszustand der einen Spannung ein Tor geschlossen und im entsprechenden Spannungszustand der zweiten Spannung dieses Tor wieder geöffnet wird und bei dem in der Zeit, in der das Tor geschlossen ist, von dem Tor eine Impulsfolge durchgelassen wird, deren Impulszahl gezählt wird und ein Maß für die Phasendifferenz darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die zu zählenden Impulse der Impulsfolge von der einen der beiden Spannungen abgeleitet wird und daß die Impulsfolgefrequenz der Impulsfolge durch Vervielfachung der Frequenz der für die Gewinnung der Impulsfolge benutzten Spannung und/oder durch Teilung der P Frequenz der beiden Spannungen, zwischen denen die Phasendifferenz zu messen ist, auf ein Vielfaches der Frequenz der für die Torbetätigung benutzten Spannungen gebracht wird.