CS232037B1

CS232037B1 - Differential Frequency Meter Connection

Info

Publication number: CS232037B1
Application number: CS828511A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Prochazka
Original assignee: Miroslav Prochazka
Priority date: 1982-11-26
Filing date: 1982-11-26
Publication date: 1985-01-16
Also published as: CS851182A1

Abstract

Účelom vynálezu je zapojení měřiče rozdílové frekvence a analogovým výstupem, zejména takové, která umožňuje měření velmi malých frekvenčních rozdílů bez komplikovaných nároků na filtraci, tj. na odděleni stejnosměrné složky výstupního signálu od nežádoucích složek střídavých. Zapojení může být s výhodou využito na zpětné vazbě pro stabilizaci rozdílové frekvence interferenčních generátorů signálu. Uvedeného účelu se dosáhne zařazením násobičů frekvence před vstupy přesného měřiče roždílávě frekvence, přičemž činitelé násobení kmitočtu jsou čísla nesoudělitelné, neobsahující společná prvočísla.The purpose of the invention is to connect a differential frequency meter with an analog output, in particular one that allows the measurement of very small frequency differences without complicated filtering requirements, i.e., to separate the DC component of the output signal from unwanted AC components. The connection can be advantageously used in feedback for stabilizing the differential frequency of interference signal generators. The stated purpose is achieved by including frequency multipliers before the inputs of the precise differential frequency meter, with the frequency multiplication factors being numbers that are not divisible and do not contain common prime numbers.

Description

(54) Zapojení měřiče rozdílové frekvence(54) Connection of differential frequency meter

Účelom vynálezu je zapojení měřiče rozdílové frekvence a analogovým výstupem, zejména takové, která umožňuje měření velmi malých frekvenčních rozdílů bez komplikovaných nároků na filtraci, tj. na odděleni stejnosměrné složky výstupního signálu od nežádoucích složek střídavých. Zapojení může být s výhodou využito na zpětné vazbě pro stabilizaci rozdílové frekvence interferenčních generátorů signálu. Uvedeného účelu se dosáhne zařazením násobičů frekvence před vstupy přesného měřiče roždílávě frekvence, přičemž činitelé násobení kmitočtu jsou čísla nesoudělitelné, neobsahující společná prvočísla.The purpose of the invention is to connect a differential frequency meter and an analog output, in particular one which allows the measurement of very small frequency differences without complicated filtration requirements, i.e. to separate the DC component of the output signal from the undesired AC components. The wiring may advantageously be used in feedback to stabilize the differential frequency of the interference signal generators. This is accomplished by placing frequency multipliers in front of the precision meter inputs at a different frequency, wherein the multiplication factors are non-communicable numbers, not including common prime numbers.

232 037232 037

Vynález se týká zapojení měřiče rozdílové frekvence s analogovým výstupem.The invention relates to the connection of a differential frequency meter with an analog output.

Mle dosavadního stavu techniky je známo mnoho zapojení, které plní řečenou úlohu. Hlavní nedostatky známých zapojení vznikají v případě indikace rozdílové frekvence, kdy rozdíl frekvencí je malý. Vznikají tak zvané záznějě o velmi nízkých frekvencích, často desetiny Hz i méně. jejich filtrace činí značné potíže, časové konstanty jsou příliš dlouhé a nevyhovují zejména v případě, kdy měřič rozdílové frekvence má být využit v zapojení ve zpětné vazbě na příklad ke stabilizaci hodnoty produkované rozdílové írekvence. .Many connections are known in the prior art to fulfill this task. The main drawbacks of known circuits arise in the case of a differential frequency indication where the frequency difference is small. So-called "very low frequencies", often tenths of Hz or less, arise. their filtering causes considerable difficulty, the time constants are too long and not particularly suitable when the differential frequency meter is to be used in a feedback circuit, for example, to stabilize the value of the produced differential frequency. .

Výše uvedené nevýhody jsou odstraněny zepojením měřiče rozdílové frekvence podle vynálezu, jehož podstatou je spojení prvního vstupu s prvním násobičem kmitočtu, jehož výstup je spojen se vstupem prvního spínače. První spínač je výstupem spojen jednak přes první odpor s prvním zdrojem napětí a jednak přes první kondenzátor se vstupem prvního usměrňovače, který je výstupem spojen s prvním vstupem sumátoru. Druhý vstup měřiče rozdílové frekvence je spojen s druhým násobičem kmitočtu, jehož výstup je připojen na vstup druhého spínače. Druhý spínač je výstupem spojen jednak přes druhý odpor s druhým zdrojem napětí a jednak přes druhý kondenzátor se vstupem druhého usměrňovače, který je výstupem spojen s druhým vstupem sumátoru. Sumátor je výstupem spojen se vstupem filtru, jehož výstup je výstupem měřiče rozdílové frekvence .'Násobením první frekvence v prvním násobiči číslem m a druhé frekvence v druhém násobiči číslem n, kde čísla m a n se s výhodou volí nesoučělitelná, se podstatně snižují požadavky na filtraci,The above-mentioned disadvantages are overcome by connecting the differential frequency meter according to the invention, which is based on the connection of the first input to the first frequency multiplier whose output is connected to the input of the first switch. The first switch is connected via the first resistor to the first voltage source and through the first capacitor to the input of the first rectifier, which is connected to the first input of the sump via the output. The second input of the differential frequency meter is connected to the second frequency multiplier whose output is connected to the input of the second switch. The second switch is connected via the second resistor to the second voltage source and through the second capacitor to the input of the second rectifier, which is connected to the second input of the sump via the output. The summator is connected to the input of the filter, the output of which is the output of the differential frequency meter. By multiplying the first frequency in the first multiplier by m and the second frequency in the second multiplier by n, where m and n are preferably incommunicable.

-2232 037 které jsou m x n menší. To je podstatná výhoda řešení podle vynálezu.-2232 037 which are m x n smaller. This is an essential advantage of the invention.

Na připojeném výkresu je znázorněn příklad zapojení měřiče rozdílové frekvence podle vynálezu.The attached drawing shows an example of the connection of a differential frequency meter according to the invention.

Na obr. 1 je příkladné zapojení^dle vynálezu. Na první vstup měřiče rozdílové frekvence se přivádí signál první frekvence, který se v prvním násobiči 1 kmitočtu č^-slem m násobí a dále vede na vstup prvního spínače 2· Tento první spínač J střídavě spíná a vypíná proud z prvního zdroje % napětí, který je veden přes první odpor 2· Tím se střídavě nabíjí a vybíjí první kondenzátor 2· Následný první usměrňovač 11 propouští buS nabíjecí, nebo alternativně jen vybíjecí proud.Fig. 1 shows an exemplary circuit according to the invention. The first input of the differential frequency meter is supplied with a first frequency signal which multiplies in the first frequency multiplier 1 by the number m and then leads to the input of the first switch 2. This first switch J alternately switches on and off the current from the first% voltage source. The first capacitor 2 is then alternately charged and discharged. The subsequent first rectifier 11 transmits either the charging current or, alternatively, only the discharge current.

Na druhý vstup měřiče rozdílové frekvence se přivádí signál druhé frekvenc^ která se v druhém násobiči 2 kmitočtu číslem n násobí a dále vede na vstup druhého spínače £. Tento druhý spínač 4 střídavě spíná a vypíná proud z druhého zdroje 6 napětí, který je veden přes druhý odpor 8. Tím se střídavě nabíjí a vybíjí druhý kondenzátor 10. Následný druhý usměrňovač 12 propouští buň nabíjecífnebo alternativně jen vybíjecí proud. Výstup z prvního usměrňovače 11 se vede na první vstup sumátoru 13 a výstup z druhého usměrňovače 14 se vede na druhý vstup sumátoru 13^. v němž se vstupní proudy odečítají. Následný filtr 14 odstraňuje střídavé složky, takže propouští na výstup pouze stejnosměrný a kvasi-stejnosměrný signál (napětí nebo proud), který je úměrný rozdílové frekvenci obou signálů vstupních, čísla m a n se s výhodou volí nesoudělitelná.The second input of the differential frequency meter is supplied with a signal of the second frequency which is multiplied by the number n in the second frequency multiplier 2 and is further applied to the input of the second switch 6. This second switch 4 alternately switches on and off the current from the second voltage source 6, which is passed through the second resistor 8. This alternately charges and discharges the second capacitor 10. The subsequent second rectifier 12 transmits the charging cell or alternatively only the discharge current. The output from the first rectifier 11 is fed to the first inlet of the sump 13 and the output from the second rectifier 14 is fed to the second inlet of the sump 13. in which the input currents are subtracted. The downstream filter 14 removes alternating components so that only a DC and quasi-DC signal (voltage or current) that is proportional to the differential frequency of the two input signals, numbers m and n, is preferably selected to be non-communicable.

Časové konstanty, první odpor 2 ^a první kondenzátor £ a dále druhý odpor 8 a druhý kondenzátor 10, jsou voleny tak, že vždy dochází k úplnému vybití, v rámci požadované přesnosti, nebo alternativně k úplnému nabití prvního kondenzátoru respektive druhého kondenzátoru 10. Označme dále velikost napětí prvního zdroje napětí 2 znakem u^, velikost prvního kondenzátoru £ znakem Cg, velikost druhého zdroje napětí znakem Ug a velikost druhého kondenzátoru-10 znakem Ο^θ. Pak volba velikosti u^, Ug, C^, Ο^θ a čísel m, n je vázána vztahem m . u₅ . Cg = n . c_1Q The time constants, the first resistor 2 ^{and the} first capacitor 8, and the second resistor 8 and the second capacitor 10, are selected such that a complete discharge always occurs, within the required accuracy, or alternatively to a full charge of the first capacitor or second capacitor 10, respectively. the magnitude of the voltage of the first voltage source 2 by u ^, the magnitude of the first capacitor em by the symbol Cg, the magnitude of the second voltage source by the symbol Ug and the magnitude of the second capacitor-10 by the symbol Ο ^ θ. Then the choice of the size u ^, Ug, C ^, Ο ^ θ and the numbers m, n is bound by the relation m. u ₅ . Cg = n. c _1Q

232 037232 037

Při splnění táto podmínky bude na výstupu nulová stejnosměrná složka, jestliže na první i druhý vstup měřiče rozdílové frekvence přivedeme signály stejné frekvence. Přitom požadavky na filtraci filtru 14 budou relativně malé.If this condition is met, a zero DC component will be output if both the first and second input of the differential frequency meter are fed with signals of the same frequency. The filtration requirements of the filter 14 will be relatively small.

Mimo přímé měření rozdílové frekvence je vynález možno využít při řešení interferenčních, záznějových, generátorů signálu, a odstranit tak hlavní jejich nevýhodu, která je v malé stabilitě kmitočtu zejména při dolním frekvenčním okraji.In addition to direct differential frequency measurements, the present invention can be used to address interference, beat, and signal generators, eliminating the major disadvantage of low frequency stability, especially at the lower frequency margin.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

232 037

Connection of a differential frequency meter comprising switches, voltage sources, resistors, capacitors, rectifiers, summation and filter, characterized in that the first input is connected to the first frequency multiplier (1), the output of which is connected to the input of the first switch (3) connected via a first resistor (7) to a first voltage source (5) and via a first capacitor (9) to an input of a first rectifier (11), which is connected to the first input of the sump (13), is connected to a second frequency multiplier (2), the output of which is connected to the input of the second switch (4), which is connected via the second resistor (8) to the second voltage source (6) and through the second capacitor (10) a second rectifier (12) which is connected via an output to a second inlet of the sump (13), the output of which is a sump (13) connected to an inlet of a filter (14) whose output it is the output of an accurate differential frequency meter.