Способ измерения отклонения частоты от номинального значения

Способ измерения отклонения частоты от номинального значения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сс>юз Советскид

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„„789862 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 290179 (21) 2719536/18 — 21 (51) М. Кл.

G 01 R 23/00 с присоединением заявки 1 49 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23 l 280 Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 30.12. 80 (53) УДК .317(088.8) (72) Автор изобретения

В.Д.Шевеленко

Оренбургский политехнический инс.титут (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ ЧАСТОТЪ1

ОТ НОМИНАЛЪНОГО ЗНАЧЕНИЯ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может использоваться при создании частотных дискриминаторов в широком диапа,зоне частот.

Известен способ двухканально о гетеродинирования, в котором колебания измеряемой частоты смешиваются с колебаниями опорного генератора в двух каналах преобразования. В одном из каналов преобразования колебания опорного генератора сдвигаются по фазе на 90 относительно колебаний другого канала. В обоих каналах выходные напря>кения смесителей фильтру- 15 ются, дифференцируются, возводятся в квадрат, затем сигналы обоих каналов суммируются и подвергаются извлечению квадратного корня (1).

Недостатком этого способа являет- 20 ся то, что кроме ошибок, возникающих вследствие динамических процессов, появляется значительная ошибка, обусловленная неидентичностью амплитудночастотных и фаэочастотных характерис- 2 тик преобразовательных каналов.

Поставленная цель достигаемся тем, что согласно способу измерения отклонения частоты от номинального значения, заключающемуся в преобразовании отклонений частоты от номинального значения в постоянное напря>кение, электрические колебания преобразуют в последовательность импульсов частота повторения которых в целое число раз превышает частоту измеряемого напряжения, последовательность импульсов .модулируют по времени задержки по гармоническому закону измеряемым напря>кением, а затем иэ последовательности модулированных импульсов выделяют и измеряют гармонику >астоть> модуНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ измерения девиации частоты час-30 тотно-модулированного колебания ио нулям функции Бесселя (;?).

Однако невысокая точное.ть определения индекса модуляции, а так>не необходимость использования двух генераторов (гетеродинов), нестабнльность частот колебаний которых увеличивает погрешность измерения, не позволяют обеспечить высокую точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения отклонения частоты от номинальногo значения.

189862 ляции, ближайшую к одной из гармони>< частоты повторения.

На фиг. 1 представлен спектр модулированной по времени задержки последовательности импульсов при отклонении частоты; на фиг. 2 — блоксхема одного иэ возможных вариантов устройства для реализации предлагаемого способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Иэ входного гармонического напряжения, изменения частоты которого подлежат измерению, формируют последовательность прямоугольных импульсов, частота повторения которых равна измеряемой частоте. Иэ. последовательности этих импульсов выделяют гармонику частоты -повторения и (фиг. 1), которую преобразуют в последовательность прямоугольных импульсов, подвергаемых модуляции по времени задержки по закону изменения измеряемого напряжения.

При >. т = 0 в спектре модулированной по времени задержки последовательности импульсов фиг. 1 а) отсутствуют частотные компоненты вида (р N - < ) fpy o,в то время как при

0 (фиг. 1 б) эти компоненты спектра присутствуют и их изменения однозначно связаны с изменениями частоты относительно номинального значения

Из последовательности промодулированных импульсов выделяют гармонику частоты измеряемого напряжения, ближайшую к одной иэ гармоник частоты повторения, т. е.(р << + 1)fez,. расположенную в зоне нечувствительности к изменениям длительности импульсов,,что обеспечивает уменьшение влияния нестабильности длительности импульсов на результаты измерения уровня этой гармоники.

Повышение точности измерений qoстигается тем, что все частотные компоненты кратны частоте измеряемого напряжения, а измерения уровня гармоники с номером (рЯ â€” + 1) линейно зависят от изменений частоты af относительно номинального значения и при т. е. при h f = 0 изменения остальных параметров импульсного процесса вследствие нестабильности не вызывают отклонения уровня гармоники (р Я 1 ) относительно исходного нулевого значения.

Блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа (фиг. 2) содержит формирователи 1 и 2 импульсов, преобразующие соответственно измеряемое гармоническое и напряжение

Ц-.ой гармоники в последовательность прямоугольных импульсов, временной модулятор 3, осуществляющий преобразование измеряемого напряжения в последовательность импульсов, модулированных по времени задер><ки, избирательную систему 4, выделяющую из

t0

4D

65 последовательности модулированных

HMlT ó JJьсов Гармонику частоты измеряе— мого напряжения с номером (p М 2 4 ) ближайшую к одной из гармоник частоты повторения импульсов, запускающих временн<>й модулятор, расположенных в зоне нечувствительности к изменениям длительности импульсов, точный выпрямитель 5, избирательный блок 6.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении с выхода формирователя 1 импульсов прямоугольной .формы на вход избирательного блока 6 на его выходе появляется напря>кение М— ой гармоники, которое формирователем

2 преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов, используемых для запуска временного модулятора 3, на управляющий вход которого

J подается гармоническое напряжение измеряемой частоты. Модулированные по времени задержки импульсы при воздействии на избирательный блок 6 вызывают изменение уровня гармоники частоты измеряемого напряжения с номером (pN + 1), точное выпрямление которой создает выходное напряжение, изменения уровня которого однозначно обусловлены изменениями частоты измеряемого напряжения.

При необходимости измерений с получением информации о стор<>не отклонения от номинального значения точный выпрямитель должен быть заменен фазочувствительным выпрямителем.

Перед началом измерения отклонений частоты относительно номинального значения осуществляется калибровка устройства, заключающаяся в том, что при подаче на вход формирователя 1 напряжения номинальной частоты (частота при этом измеряется частотомером) производят настройку избирательного блока

6 на требуемую гармонику частоты измеряемого напряжения с номером pN +

1 (где N — - номер гармоники частоты повторения, расположенной в одной из зон нечувствительности к изменениям длительности импульсов), а затем, изменением амплитуды измеряемого напряжения добиваются равенства нулю выходного напряжения точного выпрямителя 5. После этого изменяют частоту измеряемого напрях<ения в требуемых пределах, измеряют ее значения частотомером и одновременно измеряют уровень выходного напряжения точного выпрямителя. Таким образом, шкала измерительного прибора, измеряющего постоянное напрях<ение на .выходе точного выпрямителя, может быть проградуирована в абсолютных значениях отклонения частоты h Е относительно номинального значения..

Формула изобретения

Способ .измерения от><п<>н< ния >астоты от номинального зна < ния, эа> ч >».789862

Фиа 1

Фиг. 1 ющийся в преобразовании отклонений частоты от номинального значения в постоянное напряжение, о т л и.ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, электрические колебания преобразуют в последовательность импульсов, частота пов5 торения которых в целое число раз превышает частоту измеряемого напряжения, последовательность импульсов модулируют ло времени задержки по гармоническому закону измеряемым напря- 10 жением, а затем иэ последовательности модулированных импульсов выделяют и измеряют гармонику частоты модуляции, ближайшую к одной иэ гармоник частоты повторения.

Источники информации, принятые во внимание .при экспертизе

1. Скрипник 9.33. Модуляционные измерения параметров сигналов и цепей. М., "Сов. радио", 1975, с. 34.

2. "Измерительная техника", 19ф0

9 8 ° цИИИПИ Заказ 9031/43

Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4