DE10203683C1 - Verfahren zum Bestimmen einer Messgröße aus einem elektrischen Signal mit veränderlicher Frequenz und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Bestimmen einer Messgröße aus einem elektrischen Signal mit veränderlicher Frequenz und Schaltungsanordnung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Messgröße aus einem elektrischen Signal mit veränderlicher Frequenz, bei dem Abtastwerte des elektrischen Signals ermittelt werden, aus denen in einer Frequenz-Messeinrichtung (4) eine Messgröße (G1) ermittelt wird, die die momentane Frequenz des elektrischen Signals angibt. DOLLAR A Zur Anpassung der Abtastrate an die Frequenz des elektrischen Signals wird erfindungsgemäß die Differenz (D) aus der Messgröße (G1) und einer Vergleichsgröße (V1) bestimmt und diese mit einem Schwellenwert verglichen. Bei Überschreitung bzw. Unterschreitung des Schwellenwertes wird in einem Frequenzgeber (6) die Vergleichsgröße (V1) um eine Frequenz-Schrittweite DELTAf erhöht bzw. verringert. Die Abtastrate wird aus der momentanen Vergleichsgröße (V1) abgeleitet. DOLLAR A Die Erfindung betrifft auch eine Schaltungsanordnung zur Druchführung des Verfahrens.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer
Messgröße aus einem elektrischen Signal mit veränderlicher
Frequenz, bei dem das elektrische Signal mit einer Abtastein
richtung unter Gewinnung von Abtastwerten abgetastet wird,
mit einer Frequenzmesseinrichtung aus den Abtastwerten die
momentane Frequenz des elektrischen Signals ermittelt wird
und die Abtastrate der Abtasteinrichtung der Frequenz des ab
getasteten elektrischen Signals angepasst wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Schaltungsanordnung zum
Durchführen eines Verfahrens zum Bestimmen einer Messgröße
aus einem elektrischen Signal, wobei die Schaltungsanordnung
eingangsseitig eine Abtasteinrichtung aufweist, mit der das
elektrische Signal unter Gewinnung von Abtastwerten abgetas
tet wird, der Abtasteinrichtung eine Messgrößenermittlungs
einrichtung nachgeordnet ist, der Abtasteinrichtung außerdem
eine Frequenzmesseinrichtung nachgeordnet ist, mit der aus
den Abtastwerten die momentane Frequenz des elektrischen Sig
nals ermittelt wird, und an die Frequenzmesseinrichtung eine
Steueranordnung angeschlossen ist, die einen Frequenzgeber
für die Abtasteinrichtung beaufschlagt.
Ein Verfahren bzw. eine Schaltungsanordnung dieser Art ist
aus der deutschen Patentschrift DE 43 30 179 bekannt. Dabei
wird ein elektrisches Signal mit einer Abtasteinrichtung un
ter Gewinnung von Abtastwerten abgetastet. Eine nachgeschal
tete Steueranordnung enthält eine Frequenzmesseinrichtung, in
der eine Messgröße erzeugt wird, die die momentane Frequenz
des elektrischen Signals angibt. Nach Multiplikation mit ei
nem Faktor ergibt sich hieraus eine von der momentanen Fre
quenz des elektrischen Signals abhängige Abtastfrequenz. Mit
dieser Abtastfrequenz wird die Abtasteinrichtung getaktet. Um
die Stabilität des Verfahrens zu erhöhen, wird die Anpassung
der Abtastfrequenz an die Frequenz des elektrischen Signals
frühestens nach Ablauf einiger Perioden des elektrischen Sig
nals vorgenommen. Bei dem bekannten Verfahren erfolgt also
eine im Wesentlichen kontinuierliche Nachführung der Abtast
frequenz an die Frequenz des elektrischen Signals, wobei jede
beliebig kleine Änderung der Frequenz des elektrischen Sig
nals mit einer gewissen Zeitverzögerung eine Veränderung der
Abtastfrequenz bewirkt.
In der deutschen Patentschrift DE 42 11 946 C1 ist eine
digitale Anordnung zum Messen der Frequenz eines elektrischen
Signals beschrieben, wie sie beispielsweise im Rahmen der Er
findung als Frequenzmesseinrichtung Anwendung finden kann.
In der Patentschrift wird eine Anpassung der Taktrate
einer Abtasteinrichtung nicht erwähnt.
Ferner ist auch aus der deutschen Patentschrift
DE 198 04 840 C2 eine Schaltungsanordnung zum digitalen Mes
sen der Frequenz eines elektrischen Signals bekannt, bei der
zusätzlich eine Überprüfung der Zuverlässigkeit der Messer
gebnisse stattfindet. Auch in dieser Patent
schrift ist nicht von einer Frequenzanpassung die Rede.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum
Bestimmen einer Messgröße aus einem elektrischen Signal mit
veränderlicher Frequenz und eine Schaltungsanordnung zum
Durchführen des Verfahrens anzugeben, bei dem eine besonders
hohe Stabilität des Verhaltens der Messeinrichtung und nach
geordneter Messgrößenermittlungseinrichtungen erreicht wird.
Zur Lösung der Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird er
findungsgemäß jeweils die Differenz zwischen der momentanen
Frequenz des elektrischen Signals und einer momentanen Ver
gleichsfrequenz gebildet, aus der die jeweilige Abtastrate
abgeleitet ist; die Differenz wird mit einem oberen und einem
unteren Frequenz-Schwellenwert verglichen, und bei Über
schreiten des oberen Schwellenwertes wird die momentane Ver
gleichsfrequenz um eine Frequenzschrittweite Δf erhöht bzw.
bei Unterschreiten des unteren Schwellenwertes die momentane
Vergleichsfrequenz um eine Frequenzschrittweite Δf verrin
gert.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be
steht darin, dass eine Anpassung der Abtastrate nicht bei je
der beliebig kleinen Veränderung der Frequenz des elektri
schen Signals erfolgt, sondern erst bei Überschreitung eines
oberen Frequenz-Schwellenwertes bzw. bei Unterschreitung ei
nes unteren Frequenz-Schwellenwertes. Die Frequenz-Schwellen
werte können so eingestellt werden, dass kleine und üblicher
weise nur kurzzeitig anhaltende Veränderungen in der Frequenz
des elektrischen Signals sich nicht auf die Abtastrate aus
wirken. Solchermaßen wird eine stabilere Funktionsweise an
die Abtasteinrichtung angeschlossener Messwertermittlungsein
richtungen erreicht.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Nachführung der
Abtastrate an die Frequenz des elektrischen Signals bei Über
schreitung bzw. Unterschreitung des Frequenz-Schwellenwertes
zeitnah, d. h. ohne zeitliche Verzögerung, erfolgt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfah
rens sieht vor, dass die Frequenzschrittweite Δf jeweils in
Abhängigkeit von der Größe und Anzahl der Frequenzänderungen
des elektrischen Signals ermittelt wird und der Frequenz-
Schwellenwert bestimmt wird aus einem Produkt der Frequenz
schrittweite Δf und einem einstellbaren Faktor F, der im
Hinblick auf diejenige Größe der Frequenzänderung des elekt
rischen Signals bemessen ist, bei der eine Veränderung der
Abtastrate erfolgen soll.
Der wesentliche Vorteil dieser Weiterbildung besteht darin,
dass die Art der Anpassung der Abtastfrequenz an die Frequenz
des elektrischen Signals in Abhängigkeit von dem Frequenzver
halten des elektrischen Signals erfolgt. Für den Fall, dass
die Frequenz des elektrischen Signals starken und zeitlich
länger andauernden Schwankungen, beispielsweise durch äußere
Störungen, unterworfen ist, wird durch diese vorteilhafte
Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein unverhältnis
mäßig häufiges Verändern der Abtastrate dadurch vermieden,
dass in einer Auswerteeinheit eine große Frequenzschrittweite
Δf ermittelt wird. Dadurch wird auch der Frequenz-Schwellen
wert erhöht, der überschritten werden muss, um eine Änderung
der Abtastrate zu bewirken. Gleichzeitig wird durch die Über
mittlung der Frequenzschrittweite an den Frequenzgeber si
chergestellt, dass bei einer großen Veränderung der Frequenz
des elektrischen Signals auch eine große Veränderung der Ab
tastrate in dem Fall erfolgt, dass die Änderung der Frequenz
des elektrischen Signals den ermittelten Frequenz-Schwellen
wert überschreitet. Durch die Wahl eines Faktors F, mit dem
durch Multiplikation mit der ermittelten Frequenzschrittweite
Δf der Frequenz-Schwellenwert erzeugt wird, kann bestimmt
werden, ab welchem Anteil der Frequenzschrittweite Δf, um
die die Abtastrate erhöht bzw. verringert wird, eine Verände
rung der Frequenz des elektrischen Signals stattfinden muss,
damit sie sich auf die Abtastrate auswirkt. Üblicherweise wird
der Faktor F in einem Bereich zwischen 0 und 1 gewählt.
Für den Fall, dass nur kleine Schwankungen der Frequenz des
elektrischen Signals vorliegen, wird in der Auswerteeinheit
eine kleinere Frequenzschrittweite Δf errechnet, die einer
seits eine Verkleinerung des Frequenz-Schwellenwertes bewirkt
und andererseits dazu führt, dass die Abtastrate in kleinen
Schritten der Frequenz des elektrischen Signals nachgeführt
wird.
Die Ermittlung der Frequenzschrittweite Δf in Abhängigkeit
von der Stabilität der Frequenz des elektrischen Signals kann
vorteilhafterweise dadurch erfolgen, dass die Frequenz
schrittweite Δf durch statistische Auswertungen des Fre
quenzverhaltens des elektrischen Signals gewonnen wird.
Eine weitere Möglichkeit einer vorteilhaften Ermittlung der
Frequenzschrittweite sieht vor, dass die Frequenzschrittweite
Δf in Abhängigkeit von der Anzahl der Überschreitungen des
oberen Frequenz-Schwellenwertes und der Unterschreitungen des
unteren Frequenz-Schwellenwertes pro Zeiteinheit ermittelt
wird.
Zur Lösung der Aufgabe hinsichtlich der Schaltungsanordnung
weist die Steueranordnung erfindungsgemäß eingangsseitig ei
nen Differenzbildner auf, dessen einer Eingang mit dem Aus
gang der Frequenzmesseinrichtung verbunden ist und dessen
weiterer Eingang mit einem Ausgang des Frequenzgebers verbun
den ist; dem Differenzbildner ist eine Vergleichsstufe nach
geordnet, in der die im Differenzbildner ermittelte Differenz
aus der momentanen Frequenz des elektrischen Signals und ei
ner momentanen Vergleichsfrequenz zur Bestimmung der Abtast
rate mit einem oberen und einem unteren Frequenz-Schwellen
wert verglichen wird; der Vergleichsstufe ist der Frequenzge
ber nachgeordnet, der bei einer Überschreitung des oberen
Frequenz-Schwellenwertes die Vergleichsfrequenz erhöht und
bei Unterschreitung des unteren Frequenz-Schwellenwertes die
Vergleichsfrequenz verringert.
Auf diese Weise kann trotz zeitnaher Nachführung der Abtast
rate an die Frequenz des elektrischen Signals ein stabiles
Verhalten der Schaltungsanordnung erreicht werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anord
nung sieht vor, dass dem Frequenzgeber ein Multiplizierer
nachgeordnet ist, in dem die Abtastrate aus der Vergleichs
frequenz gebildet wird.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Anordnung sieht vor, dass an einem weiteren Ausgang der Fre
quenzmesseinrichtung eine Auswerteeinrichtung angeschlossen
ist, in der in Abhängigkeit von der Größe und Anzahl der Fre
quenzänderungen des elektrischen Signals eine Frequenz
schrittweite Δf der Vergleichsfrequenz ermittelt wird, an
einen Ausgang der Auswerteeinrichtung ein Steuereingang des
Frequenzgebers angeschlossen ist und an einem zweiten Ausgang
der Auswerteeinrichtung ein Steuereingang der Vergleichsstufe
angeschlossen ist.
Auf diese Weise kann erreicht werden, dass eine Anpassung der
Frequenzschrittweite und damit auch des Frequenz-Schwellen
wertes an das Frequenzverhalten des elektrischen Signals er
folgt.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht
vor, dass die Auswerteeinrichtung über einen Multiplizierer
mit dem Steuereingang der Vergleichsstufe verbunden ist.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur eine Ausfüh
rung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Durch
führung eines Verfahrens zum Bestimmen einer Messgröße aus
einem elektrischen Signal in Form eines Blockschaltbildes ge
zeigt.
Nach der Figur weist eine Abtasteinrichtung 1 einen oder meh
rere Eingänge E1 bis En auf. Ausgangsseitig befindet sich an
der Abtasteinrichtung 1 ein Multiplexer bzw. Umschalter 2,
mit dem eine Einrichtung zur Messgrößenermittlung 3 mit dem
jeweiligen Eingang verbunden werden kann. Bei nur einem Ein
gang an der Abtasteinrichtung 1 kann auf einen Umschalter 2
verzichtet werden. Parallel zu der Einrichtung zur Messgrö
ßenermittlung 3 ist am Ausgang des Umschalters 2 eine Fre
quenzmesseinrichtung 4 angeschlossen, deren Ausgang mit einem
Eingang eines Differenzbildners 5 einer Steueranordnung 12
verbunden ist. Ein zweiter Eingang des Differenzbildners 5
ist mit dem Ausgang eines Frequenzgebers 6 verbunden. Aus
gangsseitig ist an den Differenzbildner 5 eine Vergleichs
stufe 7 angeschlossen, deren Ausgang mit dem Eingang des Fre
quenzgebers 6 verbunden ist. Der Frequenzgeber 6 ist aus
gangsseitig einerseits über einen Multiplizierer 8 mit der
Abtasteinrichtung 1 und andererseits mit einem Eingang des
Differenzbildners 5 verbunden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit dieser Anordnung wie
folgt durchgeführt werden:
An den Eingängen E1 bis En der Abtasteinrichtung 1 können pe riodische elektrische Signale anliegen. Mit dem Umschalter 2 kann dasjenige Eingangssignal ausgewählt werden, aus dem in einer nachgeschalteten Messgrößenermittlungseinrichtung 3 eine Messgröße M ermittelt werden soll. Dazu wird das elekt rische Signal an dem jeweiligen Eingang in der Abtasteinrich tung 1 mit einer Abtastrate abgetastet und die erhaltenen Ab tastwerte werden an die Messgrößenermittlungseinrichtung 3 übermittelt. Gleichzeitig wird in der Frequenzmesseinrichtung 4 eine erste Messgröße G1 erzeugt, die die Frequenz des aus gewählten elektrischen Signals darstellt. Diese Messgröße G1 wird an einen ersten Eingang des Differenzbildners 5 übermit telt. An einem zweiten Eingang des Differenzbildners 5 liegt eine Vergleichsgröße V1 an, die die Größe der Vergleichsfre quenz angibt, aus der die Abtastrate für die Abtasteinrich tung 1 gebildet wird. In dem Differenzbildner 5 wird eine Differenzgröße D erzeugt, die die Differenz der Messgröße G1 und der Vergleichsgröße V1 wiedergibt. Diese Differenzgröße D wird in einer Vergleichsstufe 7 mit einem oberen und einem unteren Frequenz-Schwellenwert verglichen. Überschreitet die Differenzgröße D den oberen Frequenz-Schwellenwert bzw. un terschreitet die Differenzgröße D den unteren Frequenz- Schwellenwert, so wird in der Vergleichsstufe 7 ein Signal S ausgelöst, das an den Frequenzgeber 6 übermittelt wird. Der Frequenzgeber 6 erhöht daraufhin bei einem Signal, dass eine Überschreitung des oberen Frequenz-Schwellenwertes bezeich net, die Vergleichsgröße V1 bzw. Vergleichsfrequenz um eine Frequenzschrittweite Δf bzw. verringert bei einem Signal, das eine Unterschreitung des unteren Frequenz-Schwellenwertes anzeigt, die Vergleichsgröße V1 bzw. Vergleichsfrequenz um dieselbe Frequenzschrittweite Δf. Die solchermaßen ermit telte Vergleichsgröße V1 wird zum einen dem Differenzbildner 5, in dem eine erneute Berechnung der Differenz zwischen der momentanen Signalfrequenz und der momentanen Vergleichsfre quenz stattfindet, und zum anderen einem Multiplizierer 8 zu geführt, der an seinem Ausgang eine Größe fAb mit einer Fre quenz abgibt, die einer Erhöhung der Vergleichsfrequenz durch Multiplikation mit einem einstellbaren Faktor N entspricht. Diese Frequenz bestimmt die Abtastrate, mit der die Abtast einrichtung 1 getaktet wird, um das ausgewählte elektrische Signal abzutasten. Der Faktor N beträgt im Hinblick auf das Abtasttheorem mindestens zwei; er wird üblicherweise deutlich oberhalb von 2 gewählt.
An den Eingängen E1 bis En der Abtasteinrichtung 1 können pe riodische elektrische Signale anliegen. Mit dem Umschalter 2 kann dasjenige Eingangssignal ausgewählt werden, aus dem in einer nachgeschalteten Messgrößenermittlungseinrichtung 3 eine Messgröße M ermittelt werden soll. Dazu wird das elekt rische Signal an dem jeweiligen Eingang in der Abtasteinrich tung 1 mit einer Abtastrate abgetastet und die erhaltenen Ab tastwerte werden an die Messgrößenermittlungseinrichtung 3 übermittelt. Gleichzeitig wird in der Frequenzmesseinrichtung 4 eine erste Messgröße G1 erzeugt, die die Frequenz des aus gewählten elektrischen Signals darstellt. Diese Messgröße G1 wird an einen ersten Eingang des Differenzbildners 5 übermit telt. An einem zweiten Eingang des Differenzbildners 5 liegt eine Vergleichsgröße V1 an, die die Größe der Vergleichsfre quenz angibt, aus der die Abtastrate für die Abtasteinrich tung 1 gebildet wird. In dem Differenzbildner 5 wird eine Differenzgröße D erzeugt, die die Differenz der Messgröße G1 und der Vergleichsgröße V1 wiedergibt. Diese Differenzgröße D wird in einer Vergleichsstufe 7 mit einem oberen und einem unteren Frequenz-Schwellenwert verglichen. Überschreitet die Differenzgröße D den oberen Frequenz-Schwellenwert bzw. un terschreitet die Differenzgröße D den unteren Frequenz- Schwellenwert, so wird in der Vergleichsstufe 7 ein Signal S ausgelöst, das an den Frequenzgeber 6 übermittelt wird. Der Frequenzgeber 6 erhöht daraufhin bei einem Signal, dass eine Überschreitung des oberen Frequenz-Schwellenwertes bezeich net, die Vergleichsgröße V1 bzw. Vergleichsfrequenz um eine Frequenzschrittweite Δf bzw. verringert bei einem Signal, das eine Unterschreitung des unteren Frequenz-Schwellenwertes anzeigt, die Vergleichsgröße V1 bzw. Vergleichsfrequenz um dieselbe Frequenzschrittweite Δf. Die solchermaßen ermit telte Vergleichsgröße V1 wird zum einen dem Differenzbildner 5, in dem eine erneute Berechnung der Differenz zwischen der momentanen Signalfrequenz und der momentanen Vergleichsfre quenz stattfindet, und zum anderen einem Multiplizierer 8 zu geführt, der an seinem Ausgang eine Größe fAb mit einer Fre quenz abgibt, die einer Erhöhung der Vergleichsfrequenz durch Multiplikation mit einem einstellbaren Faktor N entspricht. Diese Frequenz bestimmt die Abtastrate, mit der die Abtast einrichtung 1 getaktet wird, um das ausgewählte elektrische Signal abzutasten. Der Faktor N beträgt im Hinblick auf das Abtasttheorem mindestens zwei; er wird üblicherweise deutlich oberhalb von 2 gewählt.
Wie die Figur ferner zeigt, wird die in der Frequenzmessein
richtung 4 ermittelte Messgröße G1, die die Frequenz des
elektrischen Signals angibt, auch einer Auswerteeinrichtung
10 übermittelt. An diese sind ausgangsseitig einerseits ein
Steuereingang des Frequenzgebers 6 und andererseits über ei
nen Multiplizierer 11 ein Steuereingang der Vergleichsstufe 7
angeschlossen.
In der Auswerteeinrichtung 10 wird abhängig von der Größe und
von der Anzahl der Frequenzänderungen des elektrischen Sig
nals mit statistischen Methoden eine Ermittlung der Frequenz
schrittweite Δf vorgenommen; die Anzahl der Frequenzänderun
gen wird dabei auf der Basis einer vorgegebenen kleinsten
Frequenzänderung bestimmt. Diese Frequenzschrittweite Δf
wird direkt dem Frequenzgeber 6 übermittelt und stellt die
Frequenzschrittweite Δf dar, um die die Vergleichsfrequenz
jeweils erhöht bzw. verringert wird. Außerdem wird aus der
Frequenzschrittweite Δf nach Multiplikation mit einem Faktor
F jeweils der Frequenz-Schwellenwert ermittelt, dessen Über-
oder Unterschreitung in der Vergleichsstufe 7 überprüft wird.
Liegt beispielsweise am Eingang E1 ein elektrisches Signal
mit einer relativ stabilen Signalfrequenz vor, so wird in der
Auswerteeinrichtung 10 eine kleine Frequenzschrittweite Δf
ermittelt und an den Frequenzgeber 6 und über den Multipli
zierer 11 an die Vergleichsstufe 7 übergeben. Damit ist ge
währleistet, dass der Frequenz-Schwellenwert klein genug ist,
um eine schnelle Nachführung der Vergleichsfrequenz an die
Frequenz des elektrischen Signals sicherzustellen. Gleichzei
tig nimmt der Frequenzgeber 6 in diesem Fall nur kleine Ände
rungen an der Vergleichsfrequenz und der mit ihr zusammenhän
genden Abtastrate vor, so dass eine kleine Veränderung der
Frequenz des elektrischen Signals keine unverhältnismäßig
großen Sprünge der Abtastrate erzeugt.
Liegt ein elektrisches Signal mit starken Frequenzschwankun
gen vor, so wird einerseits der Frequenz-Schwellenwert über
die Auswerteinrichtung 10 erhöht, damit keine übermäßig häu
fige Veränderung der Abtastrate vorgenommen wird, und ande
rerseits wird die Frequenzschrittweite Δf, um die die Ver
gleichsfrequenz verändert wird, erhöht, um eine angemessene
Nachführung der Vergleichsfrequenz an die Frequenz des elekt
rischen Signals zu gewährleisten, wenn dennoch der Frequenz-
Schwellenwert über- bzw. unterschritten wurde.
Claims (8)
1. Verfahren zum Bestimmen einer Messgröße aus einem elektri
schen Signal mit veränderlicher Frequenz, bei dem
das elektrische Signal mit einer Abtasteinrichtung (1) un ter Gewinnung von Abtastwerten abgetastet wird,
mit einer Frequenzmesseinrichtung (4) aus den Abtastwerten die momentane Frequenz des elektrischen Signals ermittelt wird und
die Abtastrate der Abtasteinrichtung (1) der Frequenz des abgetasteten elektrischen Signals angepasst wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeweils die Differenz zwischen der momentanen Frequenz des elektrischen Signals und einer momentanen Vergleichsfre quenz gebildet wird, aus der die jeweilige Abtastrate ab geleitet ist,
die Differenz mit einem oberen und einem unteren Frequenz- Schwellenwert verglichen wird und
bei Überschreiten des oberen Frequenz-Schwellenwertes die momentane Vergleichsfrequenz um eine Frequenzschrittweite Δf erhöht wird bzw. bei Unterschreiten des unteren Fre quenz-Schwellenwertes die momentane Vergleichsfrequenz um eine Frequenzschrittweite Δf verringert wird.
das elektrische Signal mit einer Abtasteinrichtung (1) un ter Gewinnung von Abtastwerten abgetastet wird,
mit einer Frequenzmesseinrichtung (4) aus den Abtastwerten die momentane Frequenz des elektrischen Signals ermittelt wird und
die Abtastrate der Abtasteinrichtung (1) der Frequenz des abgetasteten elektrischen Signals angepasst wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeweils die Differenz zwischen der momentanen Frequenz des elektrischen Signals und einer momentanen Vergleichsfre quenz gebildet wird, aus der die jeweilige Abtastrate ab geleitet ist,
die Differenz mit einem oberen und einem unteren Frequenz- Schwellenwert verglichen wird und
bei Überschreiten des oberen Frequenz-Schwellenwertes die momentane Vergleichsfrequenz um eine Frequenzschrittweite Δf erhöht wird bzw. bei Unterschreiten des unteren Fre quenz-Schwellenwertes die momentane Vergleichsfrequenz um eine Frequenzschrittweite Δf verringert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Frequenzschrittweite Δf jeweils in Abhängigkeit von der Größe und Anzahl der Frequenzänderungen des elektri schen Signals ermittelt wird und
der Frequenz-Schwellenwert bestimmt wird aus einem Produkt der Frequenzschrittweite Δf und einem einstellbaren Faktor F, der im Hinblick auf diejenige Größe der Frequenzände rung des elektrischen Signals bemessen ist, bei der eine Veränderung der Abtastrate erfolgen soll.
die Frequenzschrittweite Δf jeweils in Abhängigkeit von der Größe und Anzahl der Frequenzänderungen des elektri schen Signals ermittelt wird und
der Frequenz-Schwellenwert bestimmt wird aus einem Produkt der Frequenzschrittweite Δf und einem einstellbaren Faktor F, der im Hinblick auf diejenige Größe der Frequenzände rung des elektrischen Signals bemessen ist, bei der eine Veränderung der Abtastrate erfolgen soll.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Frequenzschrittweite Δf durch statistische Auswertun
gen des Frequenzverhaltens des elektrischen Signals gewon
nen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Frequenzschrittweite Δf in Abhängigkeit von der Anzahl
der Überschreitungen des oberen Frequenz-Schwellenwertes
und der Unterschreitungen des unteren Frequenz-Schwellen
wertes pro Zeiteinheit ermittelt wird.
5. Schaltungsanordnung zum Durchführen eines Verfahrens zum
Bestimmen einer Messgröße aus einem elektrischen Signal, wo
bei
die Schaltungsanordnung eingangsseitig eine Abtasteinrich tung (1) aufweist, mit der das elektrische Signal unter Gewinnung von Abtastwerten abgetastet wird,
der Abtasteinrichtung (1) eine Messgrößenermittlungsein richtung (3) nachgeordnet ist,
der Abtasteinrichtung (1) außerdem eine Frequenzmessein richtung (4) nachgeordnet ist, mit der aus den Abtastwer ten die momentane Frequenz des elektrischen Signals ermit telt wird, und
an die Frequenzmesseinrichtung (4) eine Steueranordnung (12) angeschlossen ist, die einen Frequenzgeber für die Abtasteinrichtung (1) beaufschlagt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steueranordnung (12) eingangsseitig einen Differenz bildner (5) aufweist, dessen einer Eingang mit dem Ausgang der Frequenzmesseinrichtung (4) verbunden ist und dessen weiterer Eingang mit einem Ausgang des Frequenzgebers (6) verbunden ist,
dem Differenzbildner (5) eine Vergleichsstufe (7) nachge ordnet ist, in der die im Differenzbildner (5) ermittelte Differenz aus der momentanen Frequenz des elektrischen Signals und einer momentanen Vergleichsfrequenz zur Be stimmung der Abtastrate mit einem oberen und einem unteren Frequenz-Schwellenwert verglichen wird,
der Vergleichsstufe (7) der Frequenzgeber (6) nachgeordnet ist, der bei einer Überschreitung des oberen Frequenz- Schwellenwertes die Vergleichsfrequenz erhöht und bei Un terschreitung des unteren Frequenz-Schwellenwertes die Vergleichsfrequenz verringert.
die Schaltungsanordnung eingangsseitig eine Abtasteinrich tung (1) aufweist, mit der das elektrische Signal unter Gewinnung von Abtastwerten abgetastet wird,
der Abtasteinrichtung (1) eine Messgrößenermittlungsein richtung (3) nachgeordnet ist,
der Abtasteinrichtung (1) außerdem eine Frequenzmessein richtung (4) nachgeordnet ist, mit der aus den Abtastwer ten die momentane Frequenz des elektrischen Signals ermit telt wird, und
an die Frequenzmesseinrichtung (4) eine Steueranordnung (12) angeschlossen ist, die einen Frequenzgeber für die Abtasteinrichtung (1) beaufschlagt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steueranordnung (12) eingangsseitig einen Differenz bildner (5) aufweist, dessen einer Eingang mit dem Ausgang der Frequenzmesseinrichtung (4) verbunden ist und dessen weiterer Eingang mit einem Ausgang des Frequenzgebers (6) verbunden ist,
dem Differenzbildner (5) eine Vergleichsstufe (7) nachge ordnet ist, in der die im Differenzbildner (5) ermittelte Differenz aus der momentanen Frequenz des elektrischen Signals und einer momentanen Vergleichsfrequenz zur Be stimmung der Abtastrate mit einem oberen und einem unteren Frequenz-Schwellenwert verglichen wird,
der Vergleichsstufe (7) der Frequenzgeber (6) nachgeordnet ist, der bei einer Überschreitung des oberen Frequenz- Schwellenwertes die Vergleichsfrequenz erhöht und bei Un terschreitung des unteren Frequenz-Schwellenwertes die Vergleichsfrequenz verringert.
6. Anordnung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Frequenzgeber (6) ein Multiplizierer (8) nachgeordnet
ist, in dem die Abtastrate aus der Vergleichsfrequenz ge
bildet wird.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
an einem weiteren Ausgang der Frequenzmesseinrichtung (4) eine Auswerteeinrichtung (10) angeschlossen ist, in der in Abhängigkeit von der Größe und Anzahl der Frequenzänderun gen des elektrischen Signals eine Frequenzschrittweite Δf der Vergleichsfrequenz ermittelt wird,
an einen Ausgang der Auswerteeinrichtung (10) ein Steuer eingang des Frequenzgebers (6) angeschlossen ist und
mit einem zweiten Ausgang der Auswerteeinrichtung (10) ein Steuereingang der Vergleichsstufe (7) verbunden ist.
an einem weiteren Ausgang der Frequenzmesseinrichtung (4) eine Auswerteeinrichtung (10) angeschlossen ist, in der in Abhängigkeit von der Größe und Anzahl der Frequenzänderun gen des elektrischen Signals eine Frequenzschrittweite Δf der Vergleichsfrequenz ermittelt wird,
an einen Ausgang der Auswerteeinrichtung (10) ein Steuer eingang des Frequenzgebers (6) angeschlossen ist und
mit einem zweiten Ausgang der Auswerteeinrichtung (10) ein Steuereingang der Vergleichsstufe (7) verbunden ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auswerteeinrichtung (10) über einen Multiplizierer (11)
mit dem Steuereingang der Vergleichsstufe (7) verbunden ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002103683 DE10203683C1 (de) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | Verfahren zum Bestimmen einer Messgröße aus einem elektrischen Signal mit veränderlicher Frequenz und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2002103683 DE10203683C1 (de) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | Verfahren zum Bestimmen einer Messgröße aus einem elektrischen Signal mit veränderlicher Frequenz und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens |
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---|---|
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DE2002103683 Expired - Fee Related DE10203683C1 (de) | 2002-01-24 | 2002-01-24 | Verfahren zum Bestimmen einer Messgröße aus einem elektrischen Signal mit veränderlicher Frequenz und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens |
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---|---|
DE (1) | DE10203683C1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104330622A (zh) * | 2014-10-29 | 2015-02-04 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 电力系统中正弦波信号的频率测量方法及系统 |
CN105652082B (zh) * | 2015-12-30 | 2019-06-11 | 深圳市科陆电子科技股份有限公司 | 高精度电信号频率测量方法及其装置 |
EP3527996A1 (de) | 2018-02-19 | 2019-08-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Messanordnung und verfahren zum messen elektrischer signale |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4211946C1 (de) * | 1992-04-06 | 1993-09-23 | Siemens Ag, 80333 Muenchen, De | |
DE4330179C2 (de) * | 1993-08-31 | 1995-06-29 | Siemens Ag | Digitales Verfahren zum Ermitteln einer Meßgröße aus einem elektrischen Signal |
DE19804840C2 (de) * | 1998-01-29 | 2000-12-07 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zum digitalen Messen der Frequenz eines elektrischen Signals |
-
2002
- 2002-01-24 DE DE2002103683 patent/DE10203683C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4211946C1 (de) * | 1992-04-06 | 1993-09-23 | Siemens Ag, 80333 Muenchen, De | |
DE4330179C2 (de) * | 1993-08-31 | 1995-06-29 | Siemens Ag | Digitales Verfahren zum Ermitteln einer Meßgröße aus einem elektrischen Signal |
DE19804840C2 (de) * | 1998-01-29 | 2000-12-07 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zum digitalen Messen der Frequenz eines elektrischen Signals |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104330622A (zh) * | 2014-10-29 | 2015-02-04 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 电力系统中正弦波信号的频率测量方法及系统 |
CN104330622B (zh) * | 2014-10-29 | 2017-06-09 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 电力系统中正弦波信号的频率测量方法及系统 |
CN105652082B (zh) * | 2015-12-30 | 2019-06-11 | 深圳市科陆电子科技股份有限公司 | 高精度电信号频率测量方法及其装置 |
EP3527996A1 (de) | 2018-02-19 | 2019-08-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Messanordnung und verfahren zum messen elektrischer signale |
US11428720B2 (en) | 2018-02-19 | 2022-08-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Measuring arrangement and method of measuring electrical signals |
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