Устройство для измерения частоты гармонического сигнала

Устройство для измерения частоты гармонического сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПHCAHNE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 27. 03. 81 (21) 3264707/18-21 )$$) М. Кд.з с присоединением заявки М—

G 01 R 23/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 07.02,83. Бюллетень М 5 (33) УДЯ б 21 . 3 17 (088. 8) Дата опубликованмя описания 07, 02. 83

В.В. Карпов и С.Г. Муравлев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ RACTOTEI ГАРМОНИЧЕСКОГО

СИГНАЛА

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для измерения частоты гармонических сигналов ..

Известно устройство для измерения частоты синусоидального напряжения, содержащее формирователь первой производной и выключатель, осуществля=.ющий определение частоты гармонического сигнала по формуле ч.

Ч„- ) ð где у„. и у„ — значения сигнала и его первой пройэводной при 1-й выборке (1).

Недостатком этого устройства является наличие ложных измерений частоты сигнала в областях еГо нулевых и экстремальных значений. 20

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, со- держащее два последовательно соединенных формирователя первой производной сигнала и последовательно соеди.ненные делитель напряжений и вычислитель квадратного корня (21.

Недостатком этого устройства является наличие ложных измерений частоты в областях нулевых значений сигнала .

Целью изобретения является повышение точности измерения частоты гармонических сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения частоты гармонического сигнала, содержащее два последовательно соединенных с входом устройства блока дифферен-. цирования и последовательно соединенные блок деления и блок извлечения квадратного корня, третий блок дифференцирования два блока задержки, блок прогнозирования, коммутатор и блок сглаживания, причем вход устройства соединен непосредственно и через первый блок задержки с первым и вторым входами блока прогнозирования, пять входов коммутатора соединены соответственно с выходами первого блока задержки, второго блока задержки, второго блока дифференцирования, третьего блока дифференцирования и блока прогнозирования, выход первого блока дифференцирования соединен с входом второго блока задержки, выход второго блока дифференцирования соединен с входом третьего блока дифференцирования, а два выхода коммутатора соединены соответственно с входами блока деления, выход бло995006 t) алоэ (о)<

О, =-Аи> Ыиж (+-2 о);

1)4 Ate со (о), Формула изобретения

65 ка извлечения квадратного корня через блок сглаживания соединен с выходом устройства °

На фиг ° 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - то же, блока прогноэирона- 5 ния1 на фиг. 3 — диаграмьн напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство для измерения частоты .гармонического сигнала содержит блоки 1 дифференцирования, блоки 2 30 задержки, блок 3 прогнозирования, коммутатор 4, блок 5 деления, блок

6 извлечения квадоатного корня; блок 7 сглаживания.

Блок 3 прогнозирования содержит последовательно включенные делитель

8 напряжения и блок 9 сравнения, ныход которого является выходом блока прогнозирования, первый Jf второй выходы которого являются соответственно первым и вторым входами делителя

8 напряжений.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении на вход устройст-. ва синусоидального сигнала U = $+1ylQJC 25 на выходах первого, второго и третьего блоков дифференцирования сигнала формируются напряжения U<, U, U+< соответственно

l ЗО где Cд - время задержки сигнала при его дифференцировании.

На ныходах первого и второго блоков 2 задержки формируютсяосоответственно напряжения Ug и U, равные

k и =А51иВ(-т), 1) "Сб5® - -оо) Блоки 2 задержки необходимы для согласования по времени напряжения второй производной сигнала с входным 45 напряжением и напряжения третьей производной сигнала с напряжением его первой производной. Время задержки вы бирается равным C =2 Ге. Блок 3 прогнозирования осуществляет выделение 5О областей, близких к нулевым значениям сигнала в диапазоне изменения его уровней. Для этого с помощью делителя 8 напряжений осуществляют деление текущих значений напряжения за-55 держанного на время Г сигнала на напряжение сигнала. При этом выходное напряжение делителя 8 равно

)() 5 ЬЯ <

А Мим

Результат деления сравнивается с пороговыми значениями 0 и U z в блоке 9 сравнения (фиг. 3). При этом (о ") 1+ / (о+ 1- /%, где t - моменты равенства нулю входа н ого н апряжени я; интервал времени от момента срабатывания блока сравнения до момента tä.

Блок 9 сравнения формирует на своем выходе импульс Ug (t) (фиг ° 3), первый фронт которого Формируется при пересечении напряжением U (t) снизу вверх порогового напряжения U а задний фронг - при пересечении напряжением 1) (t) снизу вверх порогового напряжения U 2 .

Таким образом, при значениях входнОго напряжения U<(Ф), удаленных от нулевых, потенциал на выходе блока 3 прогнозирования отсутствует, при этом на первый выход коммутатора 4 проходит напряжение 0э(), а на второй - 1)5.(), и напряжение U (С) на выходе блока деления 5 равно . причем делению предшествует форми, рование модулей входных напряжений делителя.

При значениях входного напряжения

U<, близких к нулевым, на выходе блока 3 прогнозирования присутствует потенциал, при этом на первый выход коммутатора 4 проходит сигнал 04 (), а на второй - VZ (t), и напряжение на выходе блока 5 деления равно

Напряжение 09 поступает на вход блока 6 извлечения квадратного корня, на выходе которого формируется напряжение, равное ug, которое через блок 7 4Ьглаживания проходит на выход устройства. При выборе коэффициента

1 передачи К = — блока- 7 сглажива- .

2 В ния напряжение U<> на выходе устройства равно

П о= "" 9 т.е. напряжение на выходе устройстна пропорционально частоте входного сигнала в любой. момент времени.

Таким образом, на выходе устройства, независимо от степени близости текущих значений сигнала к нулевым постоянно присутстнует напряжение, пропорциональное частоте входного синусоидального сигнала.

Устройство для измерения частоты гармонического сигнала, содержащее два последовательно соединенных с входом устройства блока дифференци995006

Фв / ровання и последовательно соединенные блок деления и блок извлечения квадратного корня, о т л и ч а ющ е е с я тем,.что, с целью повышения точности измерения, s него sseдены третий блок дифференцирования, два блока задержки, блок прогнозиро. вания, коммутатор и блок сглаживания причем вход устройства соединен непосредственно и через первый блок задержки с первым и вторым входами блока прогнозирования, пять входов коммутатора соединены соответственно с вЫходами первого блока задержки второго блока задержки, второго блока дифференцирования, третьего бло,ка дифференцирования-и блока прогнозирования, выход первого блока диф- . ференцирования соединен с входом второго блока задержки, выход второго блока дифференцирования соединен с входом третьего блока дифференцирования, а два выхода коммутатора соединены соответственно с входами . блока деления, выход блока извлечения квадратного корня через блок сглаживания соединен с выходом устройства.

Ис точи ики информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 282425б,кл.G 01 R 23/00

15 1980 °

2, Авторское свидетельство СССР 9 434325, кл. G 01 R 23/00, 1971.

995006 фМ

Составитель В. Новоселов

Техред Т.Маточка Корректно р М. Демчик

Редактор Н. Лазаренко

Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ б 33/30

Филиал (liltl Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4