RU1812518C - Device for analysis of signals in real-time scale - Google Patents
Device for analysis of signals in real-time scaleInfo
- Publication number
- RU1812518C RU1812518C SU4889794A RU1812518C RU 1812518 C RU1812518 C RU 1812518C SU 4889794 A SU4889794 A SU 4889794A RU 1812518 C RU1812518 C RU 1812518C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- counter
- output
- analog
- phase shift
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области измерительной техники и может быть использовано дл измерени величин амплитуд гармонических составл ющих в исследуемых сигналах. Сущность изобретени : устройство содержит генератор 1 .тактовых импульсов с регулируемой частотой, блок 2 посто нной пам ти, блок 6 сдвига фазы, счетчик 7 формировани адреса, счетчик 9 циклов, аналого-цифровой умножитель 10, аналоговый интегратор 13 со сбросом, блок 14 выделени абсолютной величины сигнала , амплитудный детектор 15, шины 3, 4, 5, инвертор 8. формирователь 11 импульсов, элемент ИЛИ 12. 3 ил.The invention relates to the field of measurement technology and can be used to measure the amplitudes of the harmonic components in the signals under study. SUMMARY OF THE INVENTION: the device comprises a variable-frequency clock generator 1, a read-only memory unit 2, a phase shift unit 6, an address generation counter 7, a counter 9 cycles, an analog-to-digital multiplier 10, an analog integrator 13 with a reset, an allocation unit 14 the absolute value of the signal, the amplitude detector 15, bus 3, 4, 5, inverter 8. pulse shaper 11, the element OR 12. 3 ill.
Description
Изобретение относитс к области измерительной техники и может быть использовано дл измерени величин амплитуд гармонических составл ющих в исследуемых сигналах на заданных частотах.The invention relates to the field of measurement technology and can be used to measure the magnitudes of the amplitudes of the harmonic components in the signals under study at given frequencies.
Цель изобретени - повышение быстродействи .The purpose of the invention is to increase speed.
На фиг. 1 представлена функциональна схема устройства; на фиг. 2 - схема блока сдвига фазы; на фиг. 3 - блок выделени абсолютной величины сигнала..In FIG. 1 shows a functional diagram of a device; in FIG. 2 is a diagram of a phase shift block; in FIG. 3 - the block selection of the absolute value of the signal ..
Устройство (фиг. 1) содержит генератор 1 тактовых импульсов с регулируемой частотой , блок 2 посто нной пам ти, шину 3 установки начального состо ни , входную и выходную шину 4 и 5, блок 6 сдвига фазы, счетчик 7 формировани адреса, инвертор 8, счетчик 9 циклов, аналого-цифровой умножитель 10, реализуемый, например, на основе множительного цифро-аналогового преобразовател , формирователь 11 импульсов , элемент ИЛИ 12, аналоговый интегратор 13 со сбросом, блок 14 выделени абсолютной величины сигнала, .амплитудный детектор 15, причем выход генератора 1 тактовых импульсов с регулируемой частотой подключен к сигнальному входу блока б сдвига фазы, выход которого подключен к счетному входу счетчика 7 формировани адреса, все пг выходов которого, где ги - разр дность счетчика формировани адреса , подключены соответственно кщ входам блока 2 посто нной пам ти, а выход старшего разр да подключен также к входу инвертора 8, выход которого подключен к счетному входу счетчика 9 циклов, выход старшего разр да которого подключен к входу формировател 11 импульсов и к первому установочному входу блока 6 сдвига фазы/выходы блока 2 посто нной пам ти подключены к цифровым входам аналого- цифрового умножител 10. выход которого подключен к сигнальному входу аналогового интегратора 13 со сбросом, выход формировател импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ 12, выход которой подключен к входу сброса аналогового интегратора 13, выход которого подключен к входу блока 14 выделени абсолютной величины сигнала, выход которого подключен к сигнальному входу амплитудного детектора 15, шина 3 установки начальных условий подключена к второму установочному входу блока 6 сдвига фазы,- к установочному входу счетчика 9 циклов, к установочному входу формировател 11 импульсов и к второму входу элемента ИЛИ 12, входна шина 4 подключена к аналоговому входу аналого- цифрового умножител 10, а выходна шинаThe device (Fig. 1) comprises a variable frequency clock generator 1, a read-only memory unit 2, an initial state setting bus 3, an input and output bus 4 and 5, a phase shift unit 6, an address generation counter 7, an inverter 8, 9 cycle counter, analog-to-digital multiplier 10, implemented, for example, on the basis of a multiplier digital-to-analog converter, pulse shaper 11, OR element 12, analog integrator 13 with reset, absolute signal value extraction unit 14, amplitude detector 15, the output being 15 generator 1 t of variable frequency pulses is connected to the signal input of the phase shift unit b, the output of which is connected to the counting input of the address forming counter 7, all of whose outputs, where g is the bit of the address forming counter, are connected respectively to the inputs of the memory unit 2, and the output of the high order is also connected to the input of the inverter 8, the output of which is connected to the counting input of the counter 9 cycles, the output of the high order of which is connected to the input of the pulse shaper 11 and to the first installation input block 6 phase shifts / outputs of the memory block 2 are connected to the digital inputs of the analog-to-digital multiplier 10. the output of which is connected to the signal input of the analog integrator 13 with a reset, the output of the pulse shaper is connected to the first input of the element OR 12, the output of which is connected to the reset input an analog integrator 13, the output of which is connected to the input of the absolute value extraction unit 14, the output of which is connected to the signal input of the amplitude detector 15, the initial setting condition bus 3 is connected to the second tanovochnomu entry unit 6 phase shift, - the Setup Valid counter 9 cycles of the Setup Valid pulse shaper 11 and to the second input of the OR gate 12, the input bus 4 is connected to the analog input of analog to digital multiplier 10, and output bus
5 подключена к выходу амплитудного детектора 15.5 is connected to the output of the amplitude detector 15.
Генератор 1 тактовых импульсов с регулируемой частотой - генератор пр моугольных импульсов любой известной конструкции с частотой f, регулируемой в заданном диапазоне частот f 1 S f f2. Блок 2 посто нной пам ти предназначен дл хранени в цифровом виде и последовательного воспроизведени значений функции y(t) sln(«t + /)} на периоде Т 0 TS 2 л; гдеш - циклическа частота, равна со- 2 тг/Т , t - текущее врем , (р- фаза. Данный блок имеет щ входов, m выходов и емкость m-раз- р дных двоичных слов. Блок 6 сдвига фазы предназначен дл последовательного изменени фазы синусоидального сигнала y(t), генерируемого блоком 2. Фаза синусоидальнего сигнала y(t} sln(fut + j) измен етс с шагом Ду в диапазоне от р 0 до р 2Ј,An adjustable frequency clock generator 1 is a rectangular pulse generator of any known design with a frequency f adjustable in a given frequency range f 1 S f f2. The storage unit 2 is intended for digital storage and sequential reproduction of the values of the function y (t) sln ("t + /)} over a period T 0 TS 2 l; where is the cyclic frequency, equal to 2 tg / T, t is the current time, (p-phase. This block has n inputs, m outputs and the capacity of m-bit binary words. Phase shift block 6 is designed for sequential change phase of the sinusoidal signal y (t) generated by block 2. The phase of the sinusoidal signal y (t} sln (fut + j) varies with the step DN in the range from p 0 to p 2Ј,
Возможна конструкци блока 6 (фиг. 2) содержит первый и второй двухвходовыеA possible design of block 6 (Fig. 2) contains the first and second two-input
элементы И 16 и 17, двоичный счетчик пр мого счета 18,.двухвходовый элемент ИЛИ 19, триггер 20, переключаемый по заднему фронту импульсов (по перепаду 1-0), поступающих на его счетный вход, причем первый вход первого элемента И 16 вл етс сигнальным входом блока сдвига фазы и подключён к выходу генератора 1 тактовых импульсов устройства, а также он подключен к первому входу второго элемента И 17,elements And 16 and 17, binary counter direct count 18, two-input element OR 19, trigger 20, switched on the trailing edge of the pulses (on the edge of 1-0) received at its counter input, and the first input of the first element And 16 is the signal input of the phase shift unit and is connected to the output of the device 1 clock pulses of the device, and it is also connected to the first input of the second element And 17,
выход которого подключен к счетному входу счетчика 18, старший разр д которого подключен к первому входу двухвходового элемента ИЛИ 19, выход которого подключен к четному входу триггера 20, нулевой выходthe output of which is connected to the counter input of the counter 18, the high-order bit of which is connected to the first input of the two-input element OR 19, the output of which is connected to the even input of the trigger 20, zero output
которого Q подключен к второму входу первого элемента И 16, а единичный выход Q подключен к второму входу второго элемента И 17, второй вход элемента ИЛИ 19 вл етс первым установочным входом блока 6of which Q is connected to the second input of the first element And 16, and a single output Q is connected to the second input of the second element And 17, the second input of the OR element 19 is the first installation input of block 6
сдвига фазы, установочный вход триггера 20 в нулевое состо ние подключен к установочному входу счетчика 18 в исходное нулевое состо ние и вл етс вторым установочным входом блока 6 сдвига фазы и подключен кphase shift, the installation input of the trigger 20 to the zero state is connected to the installation input of the counter 18 to the initial zero state and is the second installation input of the block 6 phase shift and connected to
шине установки начального состо ни 3. Счетчик 7 вл етс двоичным счетчиком пр мого счета, переключаемым по переднему фронту импульсов, поступающих на его счетный вход, и имеет щ двоичных разр дов . Инвертор 8 предназначен дл инверти- ровани импульсов, поступающих от старшего разр да счетчика 7 на счетный вход счетчика 9 дл обеспечени переключени счетчика 9 в момент перехода счетчика 7 в нулевое состо ние. Инвертор 8the initial state setting bus 3. Counter 7 is a forward counter binary counter, switched at the leading edge of the pulses arriving at its counter input, and has a number of binary bits. The inverter 8 is designed to invert pulses from the high order of the counter 7 to the counter input of the counter 9 to ensure that the counter 9 switches at the moment the counter 7 goes to zero. Inverter 8
реализуетс , например, на основе двухвхо- довой схемы 2И-НЕ с объединенными входами . Счетчик 9 вл етс двоичным счетчиком пр мого счета, переключаемым по переднему фронту импульсов, поступающих на его счетный вход, и имеет П2 двоичных разр дов. Аналого-цифровой умножитель 10 реализуетс на основе множительного ЦАП, формирователь 11 импульсов предназначен дл формировани установочных импульсов в момент перехода счетчика 9 в нулевое состо ние, сбрасывающих интегратор 13 в нулевое состо ние.implemented, for example, on the basis of a two-input 2I-NOT circuit with combined inputs. Counter 9 is a direct counter binary counter, switched on the leading edge of the pulses arriving at its counter input, and has P2 binary bits. The analog-to-digital multiplier 10 is implemented on the basis of a multiplying DAC; the pulse shaper 11 is used to generate the setting pulses at the moment the counter 9 goes to the zero state, resetting the integrator 13 to the zero state.
Формирователь 11 импульсов реализуетс либо на основе ждущего мультивибратора с закрытым входом, либо содержит (фиг. 3)двухвходовый элемент ИЛИ 21, триггер 22, переключаемый по заднему фронту импульсов (по перепаду 1-0), поступающих на его счетный вход, и линию задержки 23, причем первый вход двухвходового элемента ИЛИ 21 вл етс сигнальным входом формировател импульсов 11 и подключен к старшему разр ду счетчика циклов 9 .., выход двухвходового элемента ИЛИ 21 подключен к счетному входу триггера 22, единичный выход триггера 22 подключен к входу линии задержки 23, а также вл етс выходом формировател импульсов, выход линии задержки 23 подключен к второму входу двухвходового элемента ИЛИ 21, а установочный вход триггера 22 в исходное нулевое состо ние вл етс установочным входом формировател 11 импульсов и подключен к шине 3 установки начального состо ни . Аналоговый интегратор 13 со сбросом, блок 14 выделени абсолютной величины сигнала, амплитудный детектор 15 вл ютс аналоговыми блоками и реализуютс по одной из известных схем.The pulse shaper 11 is implemented either on the basis of a standby multivibrator with a closed input, or it contains (Fig. 3) a two-input element OR 21, a trigger 22, switched by the trailing edge of the pulses (over the difference 1-0) received at its counter input, and a delay line 23, the first input of the two-input element OR 21 is the signal input of the pulse shaper 11 and connected to the high order of the counter 9 .., the output of the two-input element OR 21 is connected to the counting input of the trigger 22, the single output of the trigger 22 is connected to the input delay 23, and also is the output of the pulse shaper, the output of the delay line 23 is connected to the second input of the two-input element OR 21, and the installation input of the trigger 22 to the initial zero state is the installation input of the pulse shaper 11 and connected to the bus 3 setting the initial state neither. The analog integrator 13 with a reset, the absolute signal separation unit 14, the amplitude detector 15 are analog blocks and are implemented according to one of the known schemes.
Работает устройство следующим образом .The device operates as follows.
Дл измерени величины амплитуды синусоидальной составл ющей исследуемого сигнала x(t) на частоте F (на циклической частоте (У 2 п F), поступающего на устройство по входной шине 4, генератор 1 тактовых импульсов настраиваетс на частоту f To measure the amplitude of the sinusoidal component of the studied signal x (t) at the frequency F (at the cyclic frequency (V 2 p F) supplied to the device via the input bus 4, the clock generator 1 is tuned to the frequency f
F-2n1, где m - разр дность счетчика 7 формировани адреса, дл обеспечени генерации блоком 2 посто нной пам ти синусоидального сигнала с той же циклической частотой ш 2 л F. Далее по шине 3 установки начального состо ни подаетс установочный импульс, устанавливающий в начальное нулевое состо ние счетчик 18 и триггер 20 в блоке б сдвига фазы, счетчик 7 формировани адреса, счетчик 9 циклов, триггер 22 в формирователе 11 импульсов.F-2n1, where m is the bit of the counter 7 of the formation of the address, to ensure that the block 2 generates a constant memory of a sinusoidal signal with the same cyclic frequency w 2 l F. Then, a setting pulse is sent to the initial state bus 3, setting the initial state zero state counter 18 and trigger 20 in the phase shift unit b, address generation counter 7, cycle counter 9, trigger 22 in the pulse former 11.
аналоговый интегратор 13 со сбросом и амплитудный детектор 15. Далее включаетс генератор тактовых импульсов 1. Первые 2П1 импульсов проход т через блок бan analog integrator 13 with a reset and an amplitude detector 15. Next, the clock generator 1 is turned on. The first 2P1 pulses pass through block b
5 сдвига фазы беспреп тственно. При этом счетчиком 7 формировани адреса формируетс раз полный набор адресов от 00...О до 11...1, по которым из блока 2 постоQ нной пам ти последовательно считываютс цифровые значени синусоидального сигнала на полном периоде Т 0,2 л. Т.е.5 phase shift seamlessly. In this case, the counter 7 for generating the address generates a complete set of addresses from 00 ... 0 to 11 ... 1, from which the digital values of the sinusoidal signal are read out sequentially from the block 2 of constant memory over the entire period T 0.2 L. Those.
происходит генераци 2п2 периодов синусоидального сигнала в цифровом виде с часто5 той F f/2n1 или с циклической частотой (о- f/2n12 п. После прохождени первой группы на 2n1 2n1 импульсов оба счетчика 7 и 9 сбрасываютс в исходное нулевое состо 0 ние. В момент переброса счетчика 9 циклов в нулевое состо ние, по перепаду (по фронту ) импульса, поступающего со старшего разр да счетчика 9 циклов на счетный вход триггера 20, триггер 20 устанавливаетс в2n2 periods of a sinusoidal signal are generated in digital form with a frequency of F f / 2n1 or with a cyclic frequency (o-f / 2n12 p. After passing through the first group of 2n1 2n1 pulses, both counters 7 and 9 are reset to their initial zero state. the moment the counter 9 cycles to zero, on the edge (edge) of the pulse from the high-order bit of the counter 9 cycles to the counting input of the trigger 20, the trigger 20 is set to
5 единичное состо ние и 2ПЗ импульсов от генератора 1 тактовых импульсов поступают на счетный вход счетчика 18 причем последним из 2ПЗ импульсов счетчик переводитс в нулевое состо ние и импульс со старшего разр да счетчика поступает через элемент ИЛИ 19 на счетный вход триггера 20, устанавлива его в исходное нулевое5, the single state and 2 SC of pulses from the generator 1 clock pulses are fed to the counter input of the counter 18, and the last of the 2 SC of pulses, the counter is transferred to the zero state and the pulse from the highest bit of the counter goes through the OR element 19 to the counting input of the trigger 20, setting it to initial zero
состо ние, и очередные 2n1. импульсов поступают на счетный вход счетчика 7 форе мировани адреса, который к моменту их поступлени , как и счетчик 9 циклов, находитс в нулевое состо ние. Задержкой каждой из групп по 2ПЗ импульсов обеспечиваетс последовательный сдвиг 0 фазы генерируемых синусоидальных сигналов блоком 2 посто нной пам ти на Д) state, and the next 2n1. pulses arrive at the counting input of the counter 7 for changing the address, which, at the moment of their arrival, like the counter 9 of the cycles, is in the zero state. The delay of each of the groups of 2 SC impulses provides a sequential shift of the 0 phase of the generated sinusoidal signals by the block 2 of constant memory on D)
2лг/2п12 3. Формируемый блоком 2 посто нной пам ти цифровой синусоидальный сигнал на аналого-цифровом умножителе 5 перемножаетс с анализируемым аналоге--, вым сигналом x(t), а их произведение дл 2lg / 2p12 3. The digital sinusoidal signal generated by the read-only memory unit 2 on the analog-to-digital multiplier 5 is multiplied with the analyzed analog-- signal x (t), and their product for
каждой серии из периодов синуса интегрируетс аналоговым интегратором 13 cq сбросом, который сбрасываетс в исходноеof each series of sine periods is integrated by an analog integrator 13 cq reset, which is reset to the original
-п-P
чкулевое состо ние после генерации 2 периодов синусоидального сигнала с помощью формировател 11 импульсов, который вырабатывает импульс в момент перехода 5 счетчика 9 циклов в нулевое состо ние - в момент переключени старшего разр да счетчика 9 циклов из единичного в нулевое состо ние триггер 22 а формирователе импульсов переключаетс в единичное состо 0the state after the generation of 2 periods of a sinusoidal signal using the 11 pulse generator, which generates a pulse at the moment of transition of the 5 counter of 9 cycles to the zero state - at the moment the high-order bit of the counter of 9 cycles switches from one to the zero state, the trigger 22 and the pulse former switches to single state 0
ние, выдава высокий потенциал, который сбрасывает аналоговый интегратор со сбросом в нулевое состо ние и который, далее пройд через линию задержки 23 и элемент ИЛИ 21, сбрасывает триггер 22 в исходное нулевое состо ние. Максимальна абсолютна величина вычисленных интегралов по модулю, вычисленному с помощью блока 1 выделени абсолютной величины сигнала) фиксируетс амплитудным детектором 15. Эта величина и вл етс искомой величиной , пропорциональной, с точностью до константы, амплитуде синусоидальной составл ющей сигнала x(t) на частоте F. вычис- л емой в соответствии с известнойThis gives rise to a high potential, which resets the analog integrator with a reset to the zero state and which, after passing through the delay line 23 and the OR element 21, resets the trigger 22 to its initial zero state. The maximum absolute value of the calculated integrals modulo calculated using block 1 for extracting the absolute value of the signal) is detected by the amplitude detector 15. This value is the desired value proportional, accurate to a constant, to the amplitude of the sinusoidal component of the signal x (t) at frequency F calculated according to the known
формулой A(F) max I/ x(t) sln(2 jfFi + 0dtby the formula A (F) max I / x (t) sln (2 jfFi + 0dt
t-Att-at
при подборе величины р. Установку частоты генератора 1 тактовых импульсов дл измерени величин амплитуд синусоидальных составл ющих анализируемого сигнала на заданных частотах можно производить либо вручную, либо с использованием микро- ЭВМ.when selecting the value of p. The frequency setting of the clock generator 1 for measuring the amplitudes of the sinusoidal components of the analyzed signal at predetermined frequencies can be done either manually or using a microcomputer.
Ширина полосы частот анализируемых сигналов при использовании предлагаемого устройства совпадает с шириной полосы частот синусоидального сигнала, воспроизводимого блоком 2 посто нной пам ти.The bandwidth of the analyzed signals when using the proposed device is the same as the bandwidth of the sinusoidal signal reproduced by the read-only memory unit 2.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4889794 RU1812518C (en) | 1990-12-12 | 1990-12-12 | Device for analysis of signals in real-time scale |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4889794 RU1812518C (en) | 1990-12-12 | 1990-12-12 | Device for analysis of signals in real-time scale |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1812518C true RU1812518C (en) | 1993-04-30 |
Family
ID=21549382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4889794 RU1812518C (en) | 1990-12-12 | 1990-12-12 | Device for analysis of signals in real-time scale |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1812518C (en) |
-
1990
- 1990-12-12 RU SU4889794 patent/RU1812518C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 873148, кл. G 01 R 23/16, 1979. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU1812518C (en) | Device for analysis of signals in real-time scale | |
US6496783B1 (en) | Electric power calculation system | |
SU1617430A1 (en) | Multichannel measuring device | |
US3893115A (en) | Sweep and memory control circuit | |
RU2751020C1 (en) | Digital phase shift meter for harmonic signals | |
SU1522059A1 (en) | Apparatus for measuring disbalance | |
SU1298679A1 (en) | Digital spectrum analyzer | |
SU1370589A2 (en) | Spectrum analyser | |
SU1004899A1 (en) | Device for determination of harmonic signal extremum moments | |
SU1045142A1 (en) | Sine voltage amplitude measuring device | |
SU1758573A1 (en) | Device for measuring electric power | |
SU879498A1 (en) | Digital phase-meter | |
SU1661998A1 (en) | Servo analog-to-digital converter | |
SU1598136A1 (en) | Multiplier of pulse recurrence rate | |
SU953588A1 (en) | Sine voltage distortion digital meter | |
JP2611164B2 (en) | Speed-accelerometer using high-speed FV conversion | |
SU959104A1 (en) | Device for determining expectation | |
RU2046359C1 (en) | Multiple-harmonic predicting filter | |
SU1166010A1 (en) | Digital autocompensating phasemeter | |
SU955048A1 (en) | Random process generator | |
SU1221614A1 (en) | Method of phase shift-to-digital code conversion | |
SU1462232A1 (en) | Regulator | |
SU1596301A1 (en) | Apparatus for determining time position of pulse signals | |
SU1608779A1 (en) | Frequency multiplier | |
SU928345A2 (en) | Discrete pulse repetition frequency multiplier |