RU185973U1 - Device for measuring the period of oscillation - Google Patents

Device for measuring the period of oscillation Download PDF

Info

Publication number
RU185973U1
RU185973U1 RU2017128590U RU2017128590U RU185973U1 RU 185973 U1 RU185973 U1 RU 185973U1 RU 2017128590 U RU2017128590 U RU 2017128590U RU 2017128590 U RU2017128590 U RU 2017128590U RU 185973 U1 RU185973 U1 RU 185973U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
resistors
comparator
power source
Prior art date
Application number
RU2017128590U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эскендер Алимович Бекиров
Эннан Рустамович Муртазаев
Марлен Мустафаевич Асанов
Эскендер Айдерович Эбубекиров
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского"
Priority to RU2017128590U priority Critical patent/RU185973U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU185973U1 publication Critical patent/RU185973U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
    • G01R23/10Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage by converting frequency into a train of pulses, which are then counted, i.e. converting the signal into a square wave

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к электронике и измерительной технике, а именно к измерителям периодов инфранизкочастотных сигналов. Устройство содержит выпрямитель, биполярный источник питания, генератор импульсов, компаратор. Биполярный источник питания представляет собой два последовательно - встречно включенных источника питания, выполненных на двух суперконденсаторах. Генератор импульсов выполнен в виде генератора эталонной частоты. Устройство содержит также делитель напряжения, выход которого соединен с входом выпрямителя, выход которого соединен с фильтром. Выход фильтра подключен к стабилизатору напряжения, выход которого соединен с фильтром низких частот, выход которого через биполярный источник питания подключен к компаратору. Выход компаратора подключен к входу устройства гальванической развязки, выход которого соединен с С-входом триггера управления. Выход триггера управления подключен к входу генератора эталонной частоты. Выход генератора эталонной частоты подключен к входу блока логической обработки сигнала, выходы которого включены на буферную память, импульсы с которой поступают на дешифраторы, выходы которых соединены с соответствующими разрядами отсчетного устройства-индикатора. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет измерения периода низкочастотных колебаний и обнаружения наличия модулированных режимов в электроэнергетических системах и сетях. 3 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to electronics and measuring equipment, namely to measuring periods of infra-low-frequency signals. The device contains a rectifier, a bipolar power source, a pulse generator, a comparator. A bipolar power source is two series-counter-connected power sources made on two supercapacitors. The pulse generator is made in the form of a reference frequency generator. The device also contains a voltage divider, the output of which is connected to the input of the rectifier, the output of which is connected to the filter. The filter output is connected to a voltage regulator, the output of which is connected to a low-pass filter, the output of which is connected to a comparator through a bipolar power source. The output of the comparator is connected to the input of the galvanic isolation device, the output of which is connected to the C-input of the control trigger. The output of the control trigger is connected to the input of the reference frequency generator. The output of the reference frequency generator is connected to the input of the logical signal processing unit, the outputs of which are included in the buffer memory, the pulses from which are fed to decoders, the outputs of which are connected to the corresponding bits of the reading indicator device. The technical result consists in expanding the functionality of the device by measuring the period of low-frequency oscillations and detecting the presence of modulated modes in electric power systems and networks. 3 ill.
Figure 00000001

Description

Техническое решение относится к электронике и измерительной технике, а именно к измерителям периодов инфранизкочастотных сигналов.The technical solution relates to electronics and measuring equipment, namely to measuring periods of infra-low-frequency signals.

В результате разности частот различных генераторов (машинного типа или статических преобразователей), работающих на общую сеть, в электроэнергетической системе возникает модуляция, что приводит к появлению модулированных режимов в электроэнергетической системе.As a result of the frequency difference of various generators (machine type or static converters) operating on a common network, modulation occurs in the electric power system, which leads to the appearance of modulated modes in the electric power system.

Для устранения модуляции требуется синхронная работа генераторов на одну сеть, с постоянным отслеживанием и взаимной подгонкой частот параллельно работающих генераторов. Динамика работы генераторов машинного типа «мягкая». Однако, статистические преобразователи жестко привязаны по частоте. Следовательно, при подключении в сеть источника тока подобного типа может вызывать перегрузку автоматов и электрических аппаратов из-за инерционности выравнивания частоты машинных генераторов.To eliminate modulation, synchronous operation of the generators on one network is required, with constant monitoring and mutual adjustment of the frequencies of the parallel running generators. The dynamics of the operation of machine-type generators is “soft”. However, statistical converters are rigidly tied in frequency. Therefore, when a similar type of current source is connected to the network, it can cause overloading of machines and electrical devices due to the inertia of frequency equalization of machine generators.

Когда источник тока, статический преобразователь, подключается к сети, машинный генератор разгружается и его рабочая частота растет из-за инерционности обработки системы автоматического регулирования (САР). Разброс частот может вызвать увеличение тока машинного генератора, что может привести к срабатыванию защиты по току.When the current source, the static converter, is connected to the network, the machine generator is unloaded and its operating frequency increases due to the inertia of the processing of the automatic control system (ATS). The spread of frequencies can cause an increase in the current of the machine generator, which can lead to the operation of the current protection.

Для устранения этого явления желательно частоту статического генератора «привязать» к частоте машинного генератора, то есть статический преобразователь должен быть ведомым, а машинный генератор - ведущим.To eliminate this phenomenon, it is advisable to “tie” the frequency of the static generator to the frequency of the machine generator, that is, the static converter must be slave, and the machine generator must be leading.

Известно «Устройство для контроля частоты» (Патент РФ №2007731, МПК G01R 23/00, опубл. 15.02.1994 г.), содержащее первый триггер, прямой выход которого является первым выходом устройства, второй триггер, прямой выход которого является вторым выходом устройства, три элемента И - НЕ, причем входы третьего элемента И - НЕ соединены с прямыми выходами первого и второго триггеров, а выход является третьим выходом устройства, два одновибратора, отличающееся тем, что в него введен дополнительный D-триггер, D-вход которого соединен с шиной "Земля", С-вход - с С-входом первого одновибратора, инверсный вход которого соединен с входом устройства, а выход соединен с С-входами первого и второго триггеров и с S-входом дополнительного триггера, при этом одновибраторы выполнены на D-триггерах, прямой вход одного из них через интегрирующую цепь соединен со своим входом, причем резистор интегрирующей цепи шунтирован диодом, D-вход соединен с шиной "Земля", второй одновибратор, D-вход которого соединен с шиной "Земля", С-вход - с выходом первого одновибратора, третьим входом первого элемента И - НЕ и D-входом первого триггера, выход второго одновибратора соединен с D-входом второго триггера и вторым входом первого элемента И - НЕ, первый вход которого является входом устройства, а выход соединен с С-входом первого одновибратора.It is known "Device for frequency control" (RF Patent No. 2007731, IPC G01R 23/00, published February 15, 1994) containing a first trigger, the direct output of which is the first output of the device, a second trigger, the direct output of which is the second output of the device , the three AND elements are NOT, and the inputs of the third AND element are NOT connected to the direct outputs of the first and second triggers, and the output is the third output of the device, two one-shots, characterized in that an additional D-trigger is inserted into it, the D-input of which is connected with bus "Earth", C-input - with C-input the first one-shot, the inverse input of which is connected to the input of the device, and the output is connected to the C-inputs of the first and second triggers and to the S-input of the additional trigger, while the one-shots are made on D-triggers, the direct input of one of them through an integrating circuit is connected to its an input, and the integrating circuit resistor is shunted by a diode, the D-input is connected to the Earth bus, the second one-shot, the D-input of which is connected to the Earth bus, the C-input - with the output of the first one-shot, the third input of the first AND element - NOT and D-input first tr ggera, the output of the second monostable multivibrator is connected to the D-input of the second flip-flop and a second input of the first element I - NOT, the first input of which is the input device and an output coupled to the C-input of the first monostable multivibrator.

Недостатком известного устройства является невысокая помехоустойчивость устройства к импульсным переходным процессам в измеряемых цепях.A disadvantage of the known device is the low noise immunity of the device to pulsed transients in the measured circuits.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату и выбранным в качестве прототипа является «Устройство для контроля периода колебаний» (Авт. св. СССР №1099288, МПК-3 G01R 23/15, БИ-23-84 г.), содержащее блок запуска и сброса, счетчик, первый формирователь импульсов, выход которого подключен к первому входу блока запуска и сброса, выходы сброса и разрешения счета которого соединены с соответствующими входами счетчика, а его второй вход - с выходом переполнения счетчика, а также опорный генератор, выход которого подключен к сигнальному входу счетчика, отличающееся тем, что, в него введены второй формирователь импульсов, два элемента ИЛИ, два коммутатора, два интегратора, два компаратора, счетный триггер и источник опорных напряжений, причем первый и второй входы второго формирователя импульсов соединены соответственно с выходами первого формирователя импульсов и опорного генератора, а выход соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход сброса блока запуска и сброса, а к выходу первого элемента ИЛИ подключен сигнальный вход первого коммутатора, при этом вход счетного триггера соединен с выходом первого формирователя импульсов, его выход - с управляющими входами первого и второго коммутаторов, первый выход первого коммутатора через включенные последовательно первый интегратор и первый компаратор подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, причем второй выход первого коммутатора через последовательно соединенные второй интегратор и второй компаратор подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, при этом второй выход счетчика соединен с входами стробирования первого и второго компараторов, третий выход счетчика - с управляющим входом второго коммутатора, выходы которого подключены к входам сброса первого и второго интеграторов, а выходы источника опорных напряжений соединены с соответствующими входами компараторов.The closest in technical essence and the achieved technical result and selected as a prototype is a "Device for controlling the period of oscillation" (Aut. St. USSR No. 1099288, IPC-3 G01R 23/15, BI-23-84,), containing the unit start and reset, the counter, the first pulse shaper, the output of which is connected to the first input of the start and reset unit, the reset and resolution outputs of which are connected to the corresponding inputs of the counter, and its second input - with the output of the counter overflow, as well as a reference generator, the output of which connected to the signal input of the counter, characterized in that a second pulse shaper, two OR elements, two switches, two integrators, two comparators, a counting trigger and a voltage reference are introduced into it, the first and second inputs of the second pulse shaper connected respectively to the outputs of the first a pulse shaper and a reference generator, and the output is connected to the first input of the first OR element, to the second input of which the reset output of the start and reset unit is connected, and the signal is connected to the output of the first OR element the first input of the first switch, while the input of the counting trigger is connected to the output of the first pulse shaper, its output is connected to the control inputs of the first and second switches, the first output of the first switch is connected through the first integrator and the first comparator connected in series to the first input of the second OR element, the second the output of the first switch through a second integrator and a second comparator connected in series to the second input of the second OR element, while the second output of the counter is connected to gates of the first and second comparators, the third counter output with the control input of the second switch, the outputs of which are connected to the reset inputs of the first and second integrators, and the outputs of the reference voltage source are connected to the corresponding inputs of the comparators.

Недостатком прототипа является его узкая функциональность.The disadvantage of the prototype is its narrow functionality.

Задачей настоящей полезной модели является разработка новой схемотехники устройства для измерения периода колебаний с достижением технического результата - расширения функциональных возможностей устройства, за счет измерение периода низкочастотных колебаний, обнаружение наличия модулированных режимов в электроэнергетических системах и сетях.The objective of this utility model is to develop a new circuitry for a device for measuring the oscillation period with the achievement of a technical result - expanding the functionality of the device by measuring the period of low-frequency oscillations, detecting the presence of modulated modes in electric power systems and networks.

Поставленная задача выполняется тем, что в «Устройстве для измерения периода колебаний», содержащем выпрямитель, генератор импульсов, компаратор, генератор импульсов выполнен в виде генератора эталонной частоты, при этом выход делителя напряжения соединен с входом выпрямителя, выход которого соединен с фильтром, выход которого подключен к стабилизатору напряжения, выход которого соединен с фильтром низких частот, выход которого через биполярный источник питания подключен к компаратору, а выход подключен к входу устройства гальванической развязки, выход которого соединен с С-входом триггера управления, выход которого подключен к входу генератора эталонной частоты, при этом выход подключен ко входу блока логической обработки сигнала, выходы которого включены на буферную память, импульсы с которой поступают на дешифраторы, выходы которых соединены с соответствующими разрядами отсчетного устройства-индикатора, кроме того, делитель напряжения выполнен на резисторах, выпрямитель выполнен на элементах на двух стабилитронах, конденсаторе и двух резисторах, фильтр выполнен на конденсаторах, стабилизатор напряжения выполнен на стабилитронах, фильтр низкой частоты выполнен на операционном усилителе, резисторах и конденсаторах, биполярный источник питания представляет собой два последовательно - встречно включенных источника питания, выполненных на двух суперконденсаторах, компаратор выполнен на операционном усилителе и резисторах, устройство гальванической развязки выполнен на оптронной паре, логическом элементе и резисторах, триггер управления выполнен на логическом элементе DD2, генератор эталонной частоты выполнен на логических элементах DD1-2 и DD1-3, резисторах и конденсаторе, блок логической обработки сигнала выполнен на элементах «И» DD3-2, DD4-DD9, буферная память выполнена на логических элементах DD10-DD13, дешифраторы выполнены на логических элементах DD14-DD17, отсчетное устройство-индикатор выполнены на логических элементах DD18-DD21.The task is carried out by the fact that in the "Device for measuring the period of oscillation" containing a rectifier, a pulse generator, a comparator, a pulse generator is made in the form of a reference frequency generator, while the output of the voltage divider is connected to the input of the rectifier, the output of which is connected to the filter, the output of which connected to a voltage stabilizer, the output of which is connected to a low-pass filter, the output of which is connected to a comparator through a bipolar power source, and the output is connected to the input of the galvanic device isolation, the output of which is connected to the C-input of the control trigger, the output of which is connected to the input of the reference frequency generator, while the output is connected to the input of the logical signal processing unit, the outputs of which are connected to the buffer memory, the pulses of which are fed to the decoders, the outputs of which are connected with the corresponding bits of the reading indicator device, in addition, the voltage divider is made on resistors, the rectifier is made on elements on two zener diodes, a capacitor and two resistors, the filter is made It is connected to capacitors, a voltage stabilizer is made on zener diodes, a low-pass filter is made on an operational amplifier, resistors and capacitors, a bipolar power supply is two series-counter-connected power supplies made on two supercapacitors, a comparator is made on an operational amplifier and resistors, a galvanic device decoupling is made on an optocoupler pair, a logic element and resistors, a control trigger is made on a logic element DD2, the generator is standard nth frequency is made on logic elements DD1-2 and DD1-3, resistors and a capacitor, the logical signal processing block is made on elements “DD ”-2, DD4-DD9, buffer memory is made on logic elements DD10-DD13, decoders are made on logic elements DD14-DD17, the reading device indicator is made on the logical elements DD18-DD21.

Существенными признаками заявляемого технического решения, совпадающими с прототипом, являются следующие признаки:The essential features of the proposed technical solution that match the prototype are the following features:

- выпрямитель;- rectifier;

- биполярный источник питания;- bipolar power source;

- генератор импульсов;- pulse generator;

- компаратор.- comparator.

Отличительными от прототипа существенными признаками заявляемого технического решения являются следующие признаки:Distinctive from the prototype of the essential features of the proposed technical solution are the following features:

- генератор импульсов выполнен в виде генератора эталонной частоты;- the pulse generator is made in the form of a reference frequency generator;

- выход делителя напряжения соединен с входом выпрямителя;- the output of the voltage divider is connected to the input of the rectifier;

- выход выпрямителя соединен с фильтром;- the rectifier output is connected to the filter;

- выход фильтра подключен к стабилизатору напряжения;- the filter output is connected to a voltage regulator;

- выход стабилизатора напряжения соединен с фильтром низких частот;- the output of the voltage regulator is connected to a low-pass filter;

- выход фильтра низких частот через биполярный источник питания подключен к компаратору;- the output of the low-pass filter through a bipolar power source is connected to the comparator;

- выход компаратора подключен к входу устройства гальванической развязки;- the output of the comparator is connected to the input of the galvanic isolation device;

- выход устройства гальванической развязки соединен с С-входом триггера управления;- the output of the galvanic isolation device is connected to the C-input of the control trigger;

- выход триггера управления подключен к входу генератора эталонной частоты;- the output of the control trigger is connected to the input of the reference frequency generator;

- выход генератора эталонной частоты подключен ко входу блока логической обработки сигнала;- the output of the reference frequency generator is connected to the input of the logical signal processing unit;

- выходы блока логической обработки сигнала включены на буферную память;- the outputs of the logical signal processing unit are included in the buffer memory;

- импульсы с буферной памяти поступают на дешифраторы;- pulses from the buffer memory are supplied to the decoders;

- выходы дешифраторов соединены с соответствующими разрядами отсчетного устройства-индикатора.- the outputs of the decoders are connected to the corresponding bits of the reading indicator device.

- делитель напряжения выполнен на резисторах R1 и R2;- the voltage divider is made on the resistors R1 and R2;

- выпрямитель выполнен на элементах VD1, VD2, C1, R3 и R4;- the rectifier is made on the elements VD1, VD2, C1, R3 and R4;

- фильтр выполнен на конденсаторах С2 и С3;- the filter is made on capacitors C2 and C3;

- стабилизатор напряжения выполнен на стабилитронах VD3 и VD4;- voltage stabilizer is made on Zener diodes VD3 and VD4;

- фильтр низких частот выполнен на операционном усилителе DA1-1 и элементах R5-R9, С4-С6;- the low-pass filter is made on an operational amplifier DA1-1 and elements R5-R9, C4-C6;

- биполярный источник питания представляет собой два последовательно-встречно включенных источника питания, выполненных на двух суперконденсаторах Сб;- a bipolar power source is two series-counter-connected power source, made on two supercapacitors C b ;

- компаратор выполнен на операционном усилителе DA1-2 и элементах R10-R12;- the comparator is made on the operational amplifier DA1-2 and elements R10-R12;

- устройство гальванической развязки выполнено на оптронной паре VS1, логическом элементе DD1-1 и резисторах R13 и R14;- the galvanic isolation device is made on an optocoupler pair VS1, a logic element DD1-1 and resistors R13 and R14;

- триггер управления выполнен на элементе DD2;- the control trigger is made on the element DD2;

- генератор эталонной частоты выполнен на элементах DD1-2 и DD1-3, резисторах R15, R16 и конденсаторе С7;- the reference frequency generator is made on elements DD1-2 and DD1-3, resistors R15, R16 and capacitor C7;

- блок логической обработки сигнала выполнен на элементах DD3-2, DD4-DD9;- the block of logical signal processing is performed on elements DD3-2, DD4-DD9;

- буферная память выполнена на элементах DD10-DD13;- buffer memory is made on the elements DD10-DD13;

- дешифраторы выполнены на элементах DD14-DD17;- decoders are made on the elements DD14-DD17;

- отсчетное устройство-индикатор выполнено на элементах DD18-DD21.- the reading indicator device is made on the elements DD18-DD21.

Между существенными отличительными признаками заявляемого технического решения и достигаемым с их помощью техническим результатом - расширением функциональных возможностей устройства - существует следующая причинно-следственная связь.Between the essential distinguishing features of the claimed technical solution and achieved with their help a technical result - the expansion of the functionality of the device - there is the following cause-effect relationship.

Действительно, использование новой совокупности схемотехнических элементов и новых связей между ними позволяют получить новое устройство, которое может выполнять, кроме основной функции - измерения периода колебаний низкочастотных сигналов с частотой 4 Гц, несколько дополнительных функций - осуществлять измерение частоты, определять биения колебаний частот и частоту модуляции напряжения.Indeed, the use of a new set of circuit elements and new connections between them allows you to get a new device that can perform, in addition to the main function - measuring the period of oscillation of low-frequency signals with a frequency of 4 Hz, several additional functions - to measure frequency, to determine the beat of frequency oscillations and the modulation frequency voltage.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства, на фиг. 2 показана принципиальная электрическая схема устройства, на фиг. 3 показаны эпюры импульсов, поступающих на запись в блок логической обработки сигнала (БЛОС).In FIG. 1 shows a functional diagram of the device, FIG. 2 shows a circuit diagram of a device; FIG. Figure 3 shows the plots of the pulses arriving for recording in the block of logical signal processing (BLOS).

Заявляемое устройство для измерения периода колебаний содержит:The inventive device for measuring the period of oscillation contains:

- делитель напряжения 1, выполненный на резисторах R1 и R2;- voltage divider 1, made on resistors R1 and R2;

- выпрямитель 2, выполнен на элементах VD1, VD2, C1, R3 и R4;- rectifier 2, is made on the elements VD1, VD2, C1, R3 and R4;

- фильтр 3, выполненный на конденсаторах С2 и С3;- filter 3 made on capacitors C2 and C3;

- стабилизатор напряжения 4, выполненный на стабилитронах VD3 и VD4;- voltage stabilizer 4, made on the zener diodes VD3 and VD4;

- фильтр низких частот 5, выполненный на операционном усилителе DA1-1 и элементах R5-R9, С4-С6;- low-pass filter 5, made on the operational amplifier DA1-1 and elements R5-R9, C4-C6;

- биполярный источник питания 6, который представляет собой два последовательно-встречно включенных источника питания, выполненных на двух суперконденсаторах Сб;- bipolar power source 6, which is two series-counter-connected power source, made on two supercapacitors C b ;

- компаратор 7, выполненный на операционном усилителе DA1-2 и элементах R10-R12;- a comparator 7, made on the operational amplifier DA1-2 and elements R10-R12;

- устройство гальванической развязки 8, выполненное на оптронной паре VS1, логическом элементе DD1-1 и резисторах R13 и R14;- galvanic isolation device 8, made on an optocoupler pair VS1, a logic element DD1-1 and resistors R13 and R14;

- триггер управления 9, выполненный на элементе DD2;- trigger control 9, performed on the element DD2;

- генератор эталонной частоты 10, выполненный на элементах DD1-2 и DD1-3, резисторах R15, R16 и конденсаторе С7;- a reference frequency generator 10, made on the elements DD1-2 and DD1-3, resistors R15, R16 and capacitor C7;

- блок логической обработки сигнала 11, выполненный на элементах DD3-2, DD4-DD9;- block logical signal processing 11, performed on the elements DD3-2, DD4-DD9;

- буферная память 12, выполнена на элементах DD10-DD13;- buffer memory 12, is made on the elements DD10-DD13;

- дешифраторы 13, выполненные на элементах DD14-DD17;- decoders 13, made on the elements DD14-DD17;

- отсчетное устройство-индикатор 14, выполненное на элементах DD18-DD21.- reading device indicator 14, made on the elements DD18-DD21.

При этом генератор импульсов выполнен в виде генератора эталонной частоты 10, а выход делителя напряжения 1 соединен с входом выпрямителя 2, выход которого соединен с фильтром 3, выход которого подключен к стабилизатору напряжения 4, выход которого соединен с фильтром низких частот 5, выход которого через биполярный источник питания 6 подключен к компаратору 7, а выход компаратора 7 подключен к входу устройства гальванической развязки 8, выход которого соединен с С-входом триггера управления 8, выход которого подключен к входу генератора эталонной частоты 10, при этом выход генератора эталонной частоты 10 подключен ко входу блока логической обработки сигнала 11, выходы которого включены на буферную память 12 импульсы с которой поступают на дешифраторы 13, выходы которых соединены с соответствующими разрядами отсчетного устройства-индикатора 14.In this case, the pulse generator is made in the form of a reference frequency generator 10, and the output of the voltage divider 1 is connected to the input of the rectifier 2, the output of which is connected to the filter 3, the output of which is connected to the voltage regulator 4, the output of which is connected to the low-pass filter 5, the output of which is through the bipolar power source 6 is connected to the comparator 7, and the output of the comparator 7 is connected to the input of the galvanic isolation device 8, the output of which is connected to the C-input of the control trigger 8, the output of which is connected to the input of the etalizer hydrochloric frequency 10, the output of the reference frequency generator 10 is connected to an input logic signal processing unit 11, which outputs are enabled on the buffer memory 12 at which the pulses supplied to decoders 13, the outputs of which are connected to respective bits of reading device indicator 14.

В заявляемом устройстве переменное напряжение U подается на делитель напряжения 1, напряжение с которого поступает на фильтр 3, выход которого подключается к стабилизатору напряжения 4.In the inventive device, an alternating voltage U is supplied to a voltage divider 1, the voltage from which is supplied to a filter 3, the output of which is connected to a voltage regulator 4.

Фильтр низких частот 5 представляет собой активный фильтр низких частот, элементы которого приведены согласно расчетным данным по передаточной функции фильтра Чебышева, отличающихся резким спадом амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) в переходной полосе, но в полосе пропускания эти характеристики не являются плоскими. Согласно расчетным данным крутизна ската до 4 Гц. Выход фильтра низких частот 5 через биполярный источник питания 6 подключен к компаратору 7.The low-pass filter 5 is an active low-pass filter, the elements of which are given according to the calculated data on the transfer function of the Chebyshev filter, characterized by a sharp decrease in the amplitude-frequency characteristic (AFC) in the transition band, but in the passband these characteristics are not flat. According to the calculated data, the slope slope is up to 4 Hz. The output of the low-pass filter 5 through a bipolar power source 6 is connected to the comparator 7.

Выход компаратора 7 подключен ко входу устройства гальванической развязки 8. Устройство гальванической развязки 8 предназначено для гальванической развязки цепей аналоговой обработки напряжения от цепей логической обработки информации. Выходные сигналы с устройства гальванической развязки 8 поступает на триггер управления 9, на вход которого поступают также импульсы калиброванной частоты с генератора эталонной частоты 10.The output of the comparator 7 is connected to the input of the galvanic isolation device 8. The galvanic isolation device 8 is designed for galvanic isolation of the analog voltage processing circuits from the logical data processing circuits. The output signals from the galvanic isolation device 8 is supplied to the control trigger 9, the input of which also receives pulses of calibrated frequency from the reference frequency generator 10.

Выход триггера 9 подключен ко входу блока логической обработки сигнала 11, выход которого включен на буферную память 12. Импульсы с буферной памяти 12 подаются на дешифратор 13, выход которого подключается к отсчетному устройству - индикатору 14.The output of the trigger 9 is connected to the input of the logical processing unit of the signal 11, the output of which is included in the buffer memory 12. The pulses from the buffer memory 12 are fed to a decoder 13, the output of which is connected to a reading device - indicator 14.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.

Входное напряжение 220 В поступает через делитель напряжения 1 (фиг. 1), выполненный на резисторах R1, R2, конденсатор С1 на двухполупериодный выпрямитель 2. собранный на диодах VD1 и VD2 (фиг. 2). Конденсатор С1 пропускает только переменную составляющую напряжения. Выходы диодов VD1 и VD2 через токоограничивающие сопровождения R3, R4 подключены к фильтру 3, выполненному на конденсаторах С2, С3 со стабилизацией напряжения параметрическим стабилизатором напряжения 4, собранным на VD3, VD4 для питания микросхем и элементов схемы.The input voltage of 220 V is supplied through a voltage divider 1 (Fig. 1), made on resistors R1, R2, a capacitor C1 on a half-wave rectifier 2. assembled on diodes VD1 and VD2 (Fig. 2). Capacitor C1 passes only the AC component of the voltage. The outputs of the diodes VD1 and VD2 through current-limiting supports R3, R4 are connected to a filter 3 made on capacitors C2, C3 with voltage stabilization by a parametric voltage regulator 4, assembled on VD3, VD4 to power the microcircuits and circuit elements.

Напряжение с делителя напряжения 1, выполненному на резисторах R1, R2, поступает на вход фильтра низких частот 5, собранного на элементах R5, R6, R7, R8, С4, С5, С6, DA1-1. Параметры фильтра низких частот 5 выбраны согласно расчетным данным по Чебышеву. Крутизна ската для фильтра Чебышева до 4 Гц. Сопротивления R5÷R8 выбраны согласно расчетам, номинальными значениями 91 кОм, С4=1 мкФ, С5=1,2 мкФ, С6=0,15 мкФ. Микросхема для фильтра низких частот 5 выбрана К140УД20. Выход фильтра низких частот 5 подключен к биполярному источнику питания 6, собранному на электролитических конденсаторах Сб. Напряжение с биполярного источника питания 6 поступает на инверсный вход компаратора 7, выполненного на операционном усилителе DA1-2. Выход компаратора 7 подключается к светоизлучающему диоду оптронной пары VS1. Коэффициент усиления DA1-2 равно 30, частота на выходе f=4 Гц.The voltage from voltage divider 1, made on the resistors R1, R2, is fed to the input of the low-pass filter 5, assembled on the elements R5, R6, R7, R8, C4, C5, C6, DA1-1. The parameters of the low-pass filter 5 are selected according to the calculated data according to Chebyshev. Slope steepness for Chebyshev filter up to 4 Hz. Resistances R5 ÷ R8 are selected according to calculations, with nominal values of 91 kOhm, C4 = 1 μF, C5 = 1.2 μF, C6 = 0.15 μF. The chip for the low pass filter 5 is selected K140UD20. The output of the low-pass filter 5 is connected to a bipolar power source 6, assembled on electrolytic capacitors C b . The voltage from the bipolar power source 6 is supplied to the inverse input of the comparator 7, made on the operational amplifier DA1-2. The output of the comparator 7 is connected to the light emitting diode of the optocoupler pair VS1. The gain DA1-2 is 30, the output frequency is f = 4 Hz.

Выход оптрона через схему «ИЛИ» DD1-1, собранном на К561ЛА7 подключается к триггеру управления 9, выполненному на элементе DD2 (561ТМ2). Прямой выход DD2 подключен к генератору эталонной частоты 10, выполненному на элементах DD1-2, DD1-3, R15, R16. Инверсный выход DD2 подключается к схеме формирователя импульсов DD3, DD4 и через схему управления DD3-3, DD4-5, DD4-6, DD5-1, DD5-2, DD5-3, DD5-4, DD5-5 сигнал записывается в буферную память 12 с задержкой 75 нс. Сигнал с буферной памяти 12 поступает дешифратор 13, выполненный на элементах DD14, DD15, DD16 и затем подается на отсчетное устройство-индикатор 14, выполненное на элементах DD17 (ААС314А). В данной схеме производится измерение периода Т. Преобразование сигнала показано эпюрами сигналов (фиг. 3). Для преобразования периода Т в частоту f необходима пересчетная таблица.The output of the optocoupler through the "OR" circuit DD1-1, assembled on K561LA7 is connected to the control trigger 9, performed on the element DD2 (561TM2). Direct output DD2 is connected to a reference frequency generator 10, made on the elements DD1-2, DD1-3, R15, R16. The inverse output DD2 is connected to the pulse shaper circuit DD3, DD4 and through the control circuit DD3-3, DD4-5, DD4-6, DD5-1, DD5-2, DD5-3, DD5-4, DD5-5, the signal is written to the buffer memory 12 with a delay of 75 ns. The signal from the buffer memory 12 receives the decoder 13, made on the elements DD14, DD15, DD16 and then fed to the reading device indicator 14, made on the elements DD17 (AAC314A). In this scheme, the period T is measured. The signal conversion is shown by the waveforms of the signals (Fig. 3). To convert period T to frequency f, a conversion table is needed.

Данное устройство позволяет определять период колебаний частоты напряжения сети с 4 Гц и позволяет определять частоту низкочастотного сигнала, биения колебаний и частоту модуляции напряжения.This device allows you to determine the period of oscillation of the frequency of the mains voltage from 4 Hz and allows you to determine the frequency of the low-frequency signal, the beat of oscillations and the frequency of voltage modulation.

Таким образом, можно сделать вывод, что задача, поставленная в настоящей полезной модели - разработка новой схемотехники устройства для измерения периода колебаний - выполнена с достижением технического результата - расширения функциональных возможностей устройства, поскольку позволяет использовать его при разработке и изготовлении измерителей частотных характеристик, в т.ч. периода колебаний, преимущественно низкого и инфранизкого частотного диапазона.Thus, we can conclude that the task posed in this utility model — the development of a new circuitry for a device for measuring the oscillation period — is achieved with a technical result — expanding the device’s functionality, since it allows using it in the design and manufacture of frequency response meters, in t .h. period of oscillation, mainly low and infra-low frequency range.

Claims (1)

Устройство для измерения периода колебаний, содержащее выпрямитель, биполярный источник питания, генератор импульсов, блок индикации, отличающееся тем, что генератор импульсов выполнен в виде генератора эталонной частоты, а блок индикации выполнен в виде отсчетного устройства-индикатора, выполненного на логическом элементе, при этом выход делителя напряжения выполнен на двух резисторах и соединен с входом выпрямителя, выполненным на конденсаторе, двух резисторах и блоке логического элемента, выход которого соединен с фильтром, выполненным на конденсаторах, выход которого подключен к стабилизатору напряжения, выполненном на стабилитронах, выход которого соединен с фильтром низких частот, выполненным на операционном усилителе, пяти резисторах и трех конденсаторах, выход которого через биполярный источник питания, представляющий собой два последовательно - встречно включенных источника питания, выполненных на двух суперконденсаторах, подключен к компаратору, выполненному на операционном усилителе и трех резисторах, а выход компаратора подключен к входу устройства гальванической развязки, выполненному на оптронной паре, логическом элементе и двух резисторах, выход которого соединен с С-входом триггера управления, выполненным на логическом элементе - триггере, выход которого подключен к входу генератора эталонной частоты, выполненному на оптоэлектронной паре, логическом элементе и двух резисторах, при этом выход подключен ко входу блока логической обработки сигнала, выполненному на логическом элементе, выходы которого включены на буферную память, выполненную на логических элементах, импульсы с которой поступают на дешифраторы, выполненные на триггерах, выходы которых соединены с соответствующими разрядами отсчетного устройства-индикатора.A device for measuring the oscillation period, comprising a rectifier, a bipolar power source, a pulse generator, an indication unit, characterized in that the pulse generator is made in the form of a reference frequency generator, and the indication unit is made in the form of a reading indicator device made on a logic element, while the output of the voltage divider is made on two resistors and connected to the input of the rectifier, made on the capacitor, two resistors and a block of the logic element, the output of which is connected to the filter, on capacitors, the output of which is connected to a voltage stabilizer made on zener diodes, the output of which is connected to a low-pass filter made on an operational amplifier, five resistors and three capacitors, the output of which is through a bipolar power source, which is two series-connected counter-connected power sources made on two supercapacitors is connected to a comparator made on an operational amplifier and three resistors, and the output of the comparator is connected to the input of the device isolation isolation performed on an optocoupler pair, a logic element and two resistors, the output of which is connected to the C-input of a control trigger made on a logic element - a trigger, the output of which is connected to the input of a reference frequency generator made on an optoelectronic pair, a logic element and two resistors , while the output is connected to the input of the logical signal processing unit, executed on a logic element, the outputs of which are included in the buffer memory, executed on logic elements, pulses with They arrive at decoders made on triggers, the outputs of which are connected to the corresponding bits of the reading indicator device.
RU2017128590U 2017-08-10 2017-08-10 Device for measuring the period of oscillation RU185973U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017128590U RU185973U1 (en) 2017-08-10 2017-08-10 Device for measuring the period of oscillation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017128590U RU185973U1 (en) 2017-08-10 2017-08-10 Device for measuring the period of oscillation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU185973U1 true RU185973U1 (en) 2018-12-25

Family

ID=64754115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017128590U RU185973U1 (en) 2017-08-10 2017-08-10 Device for measuring the period of oscillation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU185973U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU978066A1 (en) * 1981-03-16 1982-11-30 Предприятие П/Я В-2203 Device for analysis of periodic signals
SU1099288A1 (en) * 1982-12-20 1984-06-23 Ленинградский Электротехнический Институт Связи Им.Проф.М.А.Бонч-Бруевича Device for checking period of oscillations
RU2007731C1 (en) * 1991-10-02 1994-02-15 Арзамасское опытно-конструкторское бюро "Импульс" Device for frequency check
US6058487A (en) * 1997-06-06 2000-05-02 Nec Corporation Period measuring circuit with maximum frequency cutoff

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU978066A1 (en) * 1981-03-16 1982-11-30 Предприятие П/Я В-2203 Device for analysis of periodic signals
SU1099288A1 (en) * 1982-12-20 1984-06-23 Ленинградский Электротехнический Институт Связи Им.Проф.М.А.Бонч-Бруевича Device for checking period of oscillations
RU2007731C1 (en) * 1991-10-02 1994-02-15 Арзамасское опытно-конструкторское бюро "Импульс" Device for frequency check
US6058487A (en) * 1997-06-06 2000-05-02 Nec Corporation Period measuring circuit with maximum frequency cutoff

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107957514B (en) Zero-crossing detection device and method and electric appliance
US20130234769A1 (en) Pwm duty cycle converter
KR100892210B1 (en) Mode transition control method and circuit for a charge pump
RU2015115909A (en) DIAGNOSTICS OF NOISE MEASURING THE PROCESS PARAMETER
US20160169947A1 (en) Measurement Circuit
TWI543505B (en) Application of the input voltage detection circuit with parameter setting function in the power converter and its parameter setting and circuit protection method
RU185973U1 (en) Device for measuring the period of oscillation
CN103731124B (en) A kind of ladder wave generation circuit
CN106656114B (en) Pulse width measurement method and system for continuous narrow pulses
WO2011040592A1 (en) Frequency judgment device, voltage comparator circuit, and frequency measurement device
RU2606806C2 (en) Method of diagnosing secondary power supply and device therefor
RU2013104765A (en) METHOD FOR MONITORING THE STATE OF THE ELECTRIC NETWORK AND THE ENERGY OBJECT AND THE DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU172729U1 (en) WATER DRAIN SIGNAL
CN204258771U (en) AC/DC logic input. interface circuit and comprise its integrated circuit
RU197445U1 (en) VOLTAGE PROTECTION DEVICE
CN101512543B (en) High resolution and wide dynamic range integrator
RU2722469C1 (en) Device for converting parameters of capacitance and resistor sensors in a time interval
RU2784409C1 (en) Method and device for determining nuclear reactor steady period
JP2019009947A (en) Switching power supply device
US11879915B2 (en) Method and system for evaluating an input voltage of a power supply
RU2013113552A (en) CONTROL DEVICE FOR REVERSE CONVERTER
Aragonés et al. A multichannel voltage to frequency to code converter for sensors applications
SU367545A1 (en)
KR101323301B1 (en) Power factor correlation circuit
RU192271U1 (en) MICROCONTROLLER DEVICE FOR DIAGNOSTIC OF INSULATION OF THE INSULATION OF A winding of an ASYNCHRONOUS MOTOR

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180811