RU2224263C1 - Meter of amplitude of harmonic signals - Google Patents

Meter of amplitude of harmonic signals Download PDF

Info

Publication number
RU2224263C1
RU2224263C1 RU2002123902/09A RU2002123902A RU2224263C1 RU 2224263 C1 RU2224263 C1 RU 2224263C1 RU 2002123902/09 A RU2002123902/09 A RU 2002123902/09A RU 2002123902 A RU2002123902 A RU 2002123902A RU 2224263 C1 RU2224263 C1 RU 2224263C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
meter
comparator
arithmetic unit
Prior art date
Application number
RU2002123902/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002123902A (en
Inventor
н Г.Р. Аванес
Г.Р. Аванесян
В.П. Левшин
Original Assignee
ОАО "Чебоксарский электроаппаратный завод"
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 ОАО "Чебоксарский электроаппаратный завод" filed Critical ОАО "Чебоксарский электроаппаратный завод"
Priority to RU2002123902/09A priority Critical patent/RU2224263C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2224263C1 publication Critical patent/RU2224263C1/en
Publication of RU2002123902A publication Critical patent/RU2002123902A/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

FIELD: design of A C fast voltmeters, amplitude demodulators, amplitude analyzers. SUBSTANCE: meter incorporates input comparator, two counters, arithmetic unit, noise suppressor, 2AND gate, univibrator and two delay elements. Principle of operation of meter consists in formation of rectangular pulses from measured sinusoidal voltage which duration is determined by moments of crossing of threshold level within limits of single half-wave by examined signal. Duration of pulses generated by specified manner is in strict functional dependence on amplitude of process. EFFECT: simplified design of meter with reduction of analog units. 1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области электрорадиоизмерений и может быть использовано при построении быстродействующих вольтметров переменного напряжения, амплитудных демодуляторов, амплитудных анализаторов и др. The invention relates to the field of electrical radio measurements and can be used in the construction of high-speed AC voltmeters, amplitude demodulators, amplitude analyzers, etc.

Известен измеритель, содержащий аналоговое запоминающее устройство, дифференциатор, блок управления и цифровой вольтметр постоянного тока, вход которого соединен с выходом аналогового запоминающего устройства, вход которого является входом измерителя, выходом которого служит выход цифрового вольтметра постоянного тока, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, вход которого соединен с выходом дифференциатора, вход которого объединен со входом аналогового запоминающего устройства, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления [1]. A known meter containing an analog storage device, a differentiator, a control unit and a digital DC voltmeter, the input of which is connected to the output of an analog storage device, the input of which is the input of the meter, the output of which is the output of a digital DC voltmeter, the control input of which is connected to the output of the control unit , the input of which is connected to the output of the differentiator, the input of which is combined with the input of the analog storage device, the control input of which is connected to the output of the control unit [1].

Измеритель работает по принципу преобразования переменного напряжения в постоянное и далее измерения непосредственно постоянного напряжения, значение которого предполагается равным амплитуде исследуемого переменного (гармонического) напряжения. The meter works on the principle of converting AC voltage to DC and then measuring directly DC voltage, the value of which is assumed to be equal to the amplitude of the investigated AC (harmonic) voltage.

При этом точность измерения в значительной степени зависит от точности выделения аналоговым запоминающим устройством амплитудного значения процесса и от способности сохранять его неизменным в течение цикла измерений, что следует отнести к недостатку измерителя. Другим недостатком измерителя является необходимость использования в его структуре автономного вольтметра постоянного тока, который, собственно, и измеряет напряжение и вносит дополнительные погрешности, величина которых определяется совершенством его конструкции. В целом, в структурном отношении измеритель получается достаточно сложным и содержит ответственные аналоговые узлы, в значительной степени влияющие на результат измерений. Кроме того, принцип действия измерителя не предусматривает вычисление средних и среднеквадратических значений исследуемых процессов. Moreover, the accuracy of the measurement largely depends on the accuracy of the selection of the amplitude value of the process by an analog storage device and on the ability to keep it unchanged during the measurement cycle, which should be attributed to the disadvantage of the meter. Another disadvantage of the meter is the need to use an autonomous DC voltmeter in its structure, which, in fact, measures the voltage and introduces additional errors, the value of which is determined by the perfection of its design. In general, structurally, the meter turns out to be quite complex and contains critical analog nodes that significantly affect the measurement result. In addition, the principle of operation of the meter does not provide for the calculation of the average and rms values of the processes under study.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому изобретению является измеритель, содержащий аналоговый коммутатор, два аналогово-цифровых преобразователя (АЦП), арифметический блок, блок управления, делитель напряжения, мультиплексор, элемент ИЛИ-НЕ и элемент 2И, причем вход аналогового коммутатора соединен с первым входом блока управления и является информационным входом измерителя, первый выход аналогового коммутатора подключен ко входу первого АЦП, выходы блока управления подключены к соответствующим управляющим входам первого АЦП, арифметического блока и к первому управляющему входу аналогового коммутатора, который соединен со входом делителя напряжения, вход управления второго АЦП подключен ко входу управления первого АЦП, первый и второй входы мультиплексора соединены соответственно с выходами первого и второго АЦП, а выход мультиплексора подключен ко входу арифметического блока, выход которого является выходом измерителя, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с адресным входом мультиплексора и первым входом элемента 2И, выход которого подключен ко второму управляющему входу аналогового коммутатора, а второй вход - к соответствующему выходу блока управления [2]. The closest in technical essence and the achieved effect to the claimed invention is a meter containing an analog switch, two analog-to-digital converters (ADCs), an arithmetic unit, a control unit, a voltage divider, a multiplexer, an OR-NOT element and an AND element, the input of the analog switch connected to the first input of the control unit and is the information input of the meter, the first output of the analog switch is connected to the input of the first ADC, the outputs of the control unit are connected to the corresponding the control inputs of the first ADC, arithmetic unit and the first control input of the analog switch, which is connected to the input of the voltage divider, the control input of the second ADC is connected to the control input of the first ADC, the first and second inputs of the multiplexer are connected respectively to the outputs of the first and second ADCs, and the output of the multiplexer connected to the input of the arithmetic unit, the output of which is the output of the meter, the output of the element is NOT connected to the address input of the multiplexer and the first input of the element 2I, the output of which connected to the second control input of the analog switch, and the second input to the corresponding output of the control unit [2].

Измеритель позволяет вычислять, по измеренным в течение периода отсчетам, среднее и среднеквадратическое значения исследуемого гармонического процесса. Однако, учитывая, что указанные величины и амплитуда гармонического процесса связаны между собой через постоянный коэффициент пропорциональности, то измеритель-прототип может быть использован и для вычисления амплитудных значений. The meter allows you to calculate, according to the measured during the period of the samples, the average and rms values of the investigated harmonic process. However, given that the indicated values and the amplitude of the harmonic process are interconnected through a constant proportionality coefficient, the prototype meter can also be used to calculate the amplitude values.

К недостатку прототипа следует отнести сложность как в структурном, так и в функциональном отношении. В частности, требуется применение АЦП, параметры которых являются определяющими для результирующих характеристик измерителя. Кроме того, в устройстве применены достаточно сложные блок управления и арифметический блок, причем последний призван возводить в квадрат, суммировать с запоминанием промежуточных результатов и извлекать квадратный корень. The disadvantage of the prototype should include complexity in both structural and functional terms. In particular, the use of an ADC is required, the parameters of which are decisive for the resulting characteristics of the meter. In addition, the device employs a fairly complex control unit and arithmetic unit, the latter intended to be squared, summed up with storing intermediate results and extract the square root.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в упрощении измерителя. The technical result achieved using the present invention is to simplify the meter.

Технический результат достигается тем, что в известный измеритель амплитуды гармонических процессов, содержащий арифметический блок и элемент 2И, причем выход арифметического блока является выходом измерителя, согласно изобретению введены компаратор, два счетчика, подавитель помех, одновибратор, два элемента задержки, сигнальный вход компаратора является информационным входом измерителя, вход опорного напряжения компаратора является входом порогового уровня измерителя, выход компаратора соединен со входом подавителя помех и с первым входом элемента 2И, выход которого соединен с суммирующим входом первого счетчика, выход подавителя помех соединен с суммирующим входом второго счетчика, выход переполнения которого соединен с запускающим входом одновибратора, выход которого через последовательно включенные первый и второй элементы задержки соединен с обнуляющим входом первого счетчика, разрядные выходы которого подключены к соответствующим разрядным информационным входам арифметического блока, вход записи которого соединен с выходом первого элемента задержки, тактовым входом измерителя служит второй вход элемента 2И. The technical result is achieved by the fact that in the known meter of amplitude of harmonic processes containing an arithmetic unit and element 2I, and the output of the arithmetic unit is the output of the meter, according to the invention, a comparator, two counters, an interference suppressor, a one-shot, two delay elements, the signal input of the comparator is information the input of the meter, the input of the reference voltage of the comparator is the input of the threshold level of the meter, the output of the comparator is connected to the input of the noise suppressor and to the first m the input of element 2I, the output of which is connected to the summing input of the first counter, the output of the interference suppressor is connected to the summing input of the second counter, the overflow output of which is connected to the triggering input of the single-vibrator, the output of which is connected through the series-connected first and second delay elements to the zeroing input of the first counter, the bit outputs of which are connected to the corresponding bit information inputs of the arithmetic unit, the recording input of which is connected to the output of the first delay element, t Actual input of the meter is the second input of element 2I.

Кроме того, для повышения быстродействия измерителя в него может быть добавлен двухполупериодный выпрямитель, положительный выход которого соединен с сигнальным входом компаратора, а вход является информационным входом измерителя. In addition, to increase the speed of the meter, a half-wave rectifier can be added to it, the positive output of which is connected to the signal input of the comparator, and the input is an information input of the meter.

Сущность изобретения поясняется функциональными схемами и временными диаграммами. The invention is illustrated by functional diagrams and timing diagrams.

На фиг.1 приведена функциональная схема измерителя; на фиг.2 - функциональная схема арифметического блока (пример исполнения); на фиг.3 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства. Figure 1 shows the functional diagram of the meter; figure 2 is a functional diagram of an arithmetic unit (example of execution); figure 3 is a timing diagram illustrating the operation of the device.

Измеритель (фиг. 1) содержит компаратор 1, первый и второй счетчики 2 и 3, арифметический блок 4, подавитель 5 помех, элемент 2И 6, одновибратор 7, элементы 8 и 9 задержки. Сигнальный вход "+" компаратора 1 является информационным входом u(t) измерителя, вход "-" опорного напряжения компаратора 1 является входом порогового уровня ΔU измерителя, выход компаратора 1 соединен со входом подавителя 5 помех и с первым входом элемента 2И 6, выход которого соединен с суммирующим входом счетчика 2, выход подавителя 5 помех соединен с суммирующим входом счетчика 3, выход переполнения которого соединен с запускающим входом одновибратора 7, выход которого через последовательно соединенные элементы 8 и 9 задержки соединен с обнуляющим входом счетчика 2, разрядные выходы которого подключены к соответствующим разрядным входам DI арифметического блока 4, вход записи WR которого соединен с выходом элемента 8 задержки, таковым входом CLK измерителя служит второй вход элемента 2И 6, а выходом измерителя является выход арифметического блока 4. The meter (Fig. 1) contains a comparator 1, the first and second counters 2 and 3, the arithmetic unit 4, the jammer 5, element 2I 6, one-shot 7, elements 8 and 9 of the delay. The signal input "+" of the comparator 1 is the information input u (t) of the meter, the input "-" of the reference voltage of the comparator 1 is the input of the threshold level ΔU of the meter, the output of the comparator 1 is connected to the input of the jammer 5 and the first input of element 2I 6, the output of which connected to the summing input of counter 2, the output of the jammer 5 is connected to the summing input of counter 3, the overflow output of which is connected to the triggering input of the one-shot 7, the output of which is connected via zero through the delay elements 8 and 9 connected in series the counter input 2, the bit outputs of which are connected to the corresponding bit inputs DI of the arithmetic unit 4, the recording input WR of which is connected to the output of the delay element 8, the second input of the element 2I 6 serves as the input CLK of the meter, and the output of the arithmetic block 4 serves as the output of the meter

Арифметический блок 4 (фиг.2) содержит буферный регистр 10 и перепрграммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) 11, разрядные адресные входы которого соединены с соответствующими разрядными выходами регистра 10, многоразрядный вход DI параллельной загрузки которого является информационным входом DI блока 4, выходом которого является многоразрядный информационный выход DO ППЗУ 11, а входом WR записи блока 4 служит тактовый вход регистра 10. The arithmetic unit 4 (figure 2) contains a buffer register 10 and a programmable read-only memory (EPROM) 11, the bit address inputs of which are connected to the corresponding bit outputs of the register 10, the multi-bit input DI of parallel loading of which is the information input DI of block 4, the output of which is multi-bit information output DO EEPROM 11, and the input WR recording block 4 is the clock input of the register 10.

Временные диаграммы (фиг.3) содержат: измеряемый синусоидальный сигнал u(t)= U sin ωt, где U - амплитуда; ω - циклическая частота; t - текущее время, и пороговый уровень ΔU (фиг.3а); импульсы (фиг.3б) на выходе компаратора 1; импульс (фиг.3в) переполнения на выходе переполнения Р счетчика 3; импульс (фиг. 3г) на выходе элемента 8 задержки; импульс (фиг.3д) на выходе элемента 9 задержки. Timing diagrams (figure 3) contain: the measured sinusoidal signal u (t) = U sin ωt, where U is the amplitude; ω is the cyclic frequency; t is the current time and the threshold level ΔU (figa); pulses (figb) at the output of the comparator 1; pulse (pigv) overflow at the output of the overflow P of the counter 3; a pulse (Fig. 3d) at the output of the delay element 8; pulse (fig.3d) at the output of the delay element 9.

Измеритель (фиг.1) работает следующим образом. The meter (figure 1) works as follows.

На вход u(t) подается сигнал u(t)=U sinωt, амплитуда U которого подлежит измерению, а на вход ΔU, который является входом опорного напряжения компаратора 1, пороговый уровень ΔU (фиг.3а). Причем ΔU<U и ω- const. Формируемые на выходе компаратора 1 прямоугольные импульсы (фиг.3б) имеют длительность Δt, равную времени пребывания сигнала u(t) над уровнем ΔU и зависящую от амплитуды U. Полученные таким образом информационные импульсы разрешают прохождение счетных (тактовых) импульсов со входа CLK на суммирующий вход счетчика 2, который подсчитывает количество счетных импульсов за время, равное времени действия N информационных импульсов с выхода компаратора 1. По окончании N-го импульса (фиг.3в) на разрядных выходах счетчика 2 будет зафиксирован код, соответствующий суммарной длительности N импульсов, формируемых компаратором 1. The signal u (t) = U sinωt, the amplitude U of which is to be measured, is supplied to the input u (t), and the threshold level ΔU (Fig. 3a) is input to the input ΔU, which is the input of the reference voltage of the comparator 1. Moreover, ΔU <U and ω- const. The rectangular pulses formed at the output of the comparator 1 (Fig.3b) have a duration Δt equal to the residence time of the signal u (t) above the level ΔU and depending on the amplitude U. The information pulses obtained in this way allow the passage of counted (clock) pulses from the input CLK to the summing the input of the counter 2, which counts the number of counting pulses for a time equal to the time N of the information pulses from the output of the comparator 1. At the end of the N-th pulse (pigv) at the discharge outputs of the counter 2 will be fixed code, respectively N Enikeev total duration of pulses generated by the comparator 1.

Подсчет количества прошедших информационных импульсов ведется счетчиком 3, коэффициент пересчета которого выбирается таким образом, что по истечении последнего, N-го, импульса появляется признак переноса (переполнения) на его соответствующем выходе (фиг. 3в). Возникший импульс переполнения ограничивается одновибратором - формирователем передних фронтов и после дополнительного сдвига во времени (фиг.3г) элементом 8 задержки поступает на записывающий вход WR арифметического блока 4, разрешая запись кода с разрядных выходов счетчика 2 по входу DI в блок 4. По истечении времени, необходимого для записи информации в арифметический блок 4, счетчик 2 обнуляется укороченным импульсом переполнения (фиг. 3д), поступающим через элемент 5 9 задержки. Разумеется, время задержки элемента 9 не должно быть меньше времени, необходимого для завершения всех переходных процессов в блоке 4, связанных с записью информации со входа DI. Counting the number of transmitted information pulses is carried out by the counter 3, the conversion factor of which is selected so that after the last, Nth pulse, there is a sign of transfer (overflow) at its corresponding output (Fig. 3c). The overflow pulse that has arisen is limited by a single-vibrator — shaper of the leading edges, and after an additional time shift (Fig. 3d), the delay element 8 is supplied to the recording input WR of the arithmetic unit 4, allowing the code to be written from the bit outputs of the counter 2 via the DI input to block 4. After time required to record information in the arithmetic unit 4, the counter 2 is reset to zero by a shortened overflow pulse (Fig. 3d), coming through the delay element 5 9. Of course, the delay time of element 9 should not be less than the time required to complete all the transients in block 4 associated with the recording of information from the input DI.

После обнуления счетчика 2 измеритель переходит в режим ожидания очередного, нового цикла измерений, который начинается с появлением очередного информационного импульса на выходе компаратора (фиг.3б), который и завершает формирование импульса переполнения (фиг. 3в) счетчика 3 (задний фронт импульса переполнения счетчика 3 совпадает с передним фронтом первого после формирования импульса переполнения импульса на входе компаратора). After resetting counter 2, the meter enters the standby mode of the next, new measurement cycle, which begins with the appearance of the next information pulse at the output of the comparator (Fig.3b), which completes the formation of the overflow pulse (Fig. 3c) of counter 3 (trailing edge of the counter overflow pulse 3 coincides with the leading edge of the first after the formation of the pulse overflow pulse at the input of the comparator).

В устройстве реализован принцип измерения амплитуды гармонического сигнала, суть которого состоит в том, что измерение амплитуды U при постоянной частоте ω сводится к измерению некоторого интервала времени Δt, ширина которого определяется временем пребывания сигнала u(t) над порогом ΔU и находится в строгой функциональной зависимости от искомой амплитуды U:
U = ΔUcos-1(ωΔt/2). (1)
Вычислять указанную функцию U=f(Δt) и призван арифметический блок 4, за тем исключением, что вместо значения интервала Δt в вычислении участвует оценка Δt*- усредненное значение

Figure 00000002

- длительность i-го измеренного интервала). Необходимость усреднения главным образом вызвана влиянием помех, неизбежных в реальных условиях и приводящих к смещению во времени моментов срабатывания компаратора 1, что в результате приводит как к искажениям длительностей информационных импульсов, так и к появлению коротких паразитных импульсов, сосредоточенных в окрестностях пересечения процессом U(t) порога ΔU. Учитывая, что длительности паразитных импульсов, возникающих в указанные интервалы времени, как правило, достаточно малы по сравнению с длительностью информационных импульсов, то к существенным искажениям длительности Δti они привести не могут. Однако количество паразитных импульсов может быть подсчитано счетчиком 3 одновременно с количеством и информационных импульсов, в результате чего относительная ошибка измерения количества периодов u(t), необходимых для определения границ интервала накопления-усреднения, может быть весьма существенной (на каждый информационный импульс может приходиться по несколько паразитных импульсов в случае перехода границы ΔU при dU(t)/dt>0 и при переходе границы при dU(t)/dt<0). Именно по этой причине в состав измерителя и введен подавитель 5 помех, который должен воспрепятствовать прохождению помеховых импульсов на суммирующий вход счетчика 3. Такие подавители достаточно известны, одним из простых примеров может служить фильтрующая высокочастотные составляющие замедляющая RC-цепъ [Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. - М.: Мир, 1984, т.2, с. 47-48].The device implements the principle of measuring the amplitude of a harmonic signal, the essence of which is that measuring the amplitude U at a constant frequency ω reduces to measuring a certain time interval Δt, the width of which is determined by the residence time of the signal u (t) above the threshold ΔU and is in strict functional dependence from the desired amplitude U:
U = ΔUcos -1 (ωΔt / 2). (1)
Calculate the specified function U = f (Δt) and the arithmetic unit 4 is called, with the exception that instead of the value of the interval Δt, the estimate Δt * is involved in the calculation - the average value
Figure 00000002

- duration of the i-th measured interval). The need for averaging is mainly caused by the influence of interference, which is inevitable in real conditions and leads to a time shift of the response times of the comparator 1, which results in both distortion of the duration of information pulses and the appearance of short spurious pulses concentrated in the vicinity of the intersection of the process U (t ) of the threshold ΔU. Considering that the durations of spurious impulses arising in the indicated time intervals are, as a rule, rather small in comparison with the duration of information pulses, they cannot lead to significant distortions of the duration Δt i . However, the number of spurious pulses can be counted by counter 3 simultaneously with the number of information pulses, as a result of which the relative error in measuring the number of periods u (t) necessary to determine the boundaries of the accumulation-averaging interval can be quite significant (for each information pulse, several spurious pulses in the case of crossing the ΔU boundary for dU (t) / dt> 0 and for crossing the boundary for dU (t) / dt <0). It is for this reason that the interference suppressor 5 was introduced into the meter, which should prevent the passage of interference pulses to the summing input of the counter 3. Such suppressors are quite well-known, filtering high-frequency components slowing down the RC circuit can be one simple example [P. Horowitz, Hill U The art of circuitry. - M .: Mir, 1984, v. 2, p. 47-48].

Как было показано выше, арифметический блок 4 вычисляет функцию от усредненного значения Δt*, средней длительности временных интервалов за время, равное N интервалам (периодам сигнала u(t)). Следовательно, зависимость между информационным входом DI арифметического блока 4 и выходом оценки U* будет иметь вид

Figure 00000003

где
Figure 00000004
суммарная длительность N временных интервалов, закодированная на разрядных выходах счетчика 2.As shown above, the arithmetic unit 4 calculates a function of the averaged value Δt * , the average duration of time intervals for a time equal to N intervals (signal periods u (t)). Therefore, the relationship between the information input DI of the arithmetic unit 4 and the output of the estimate U * will have the form
Figure 00000003

Where
Figure 00000004
total duration N time intervals encoded at the bit outputs of the counter 2.

Вычисление функции (2) относительно просто реализуется аппаратно-табличным методом путем записи, например, в ППЗУ набора возможных результатов U* при заданном объеме значений Δtобщ, исходя из дискрета вычислений указанной длительности. При k разрядах счетчика 2 в ППЗУ записывают предварительно вычисленные 2k значений искомой функции (2) по адресам, двоичный код которых является кодом аргумента этой функции. Таким образом, структура арифметического блока 4 сводится к буферному регистру 10 с параллельным вводом и выводом данных и запоминающему устройству 11 (фиг.2).The calculation of function (2) is relatively simple by the hardware-tabular method by writing, for example, in the EPROM of the set of possible results U * for a given volume of values Δt total , based on the discrete calculations of the specified duration. For k bits of counter 2, the precomputed 2 k values of the desired function (2) are written to the EEPROM at addresses whose binary code is the argument code of this function. Thus, the structure of the arithmetic unit 4 is reduced to a buffer register 10 with parallel input and output of data and a storage device 11 (figure 2).

При реализации измерителя в качестве счетчика 3 могут быть использованы счетчики типа 555ИЕ7 при подключении дополнительно к выходу переноса (выв. 12) инвертора, так как выход переполнения у данного счетчика является инверсным. Одновибратор 7 реализуется на микросхемах типа 555АГЗ или 555АГ4. Элемент 8 задержки необходим для сдвига во времени импульса записи WR на время, необходимое для завершения переходных процессов в счетчике 2, при переходе его в последнее состояние под действием последнего счетного импульса. When implementing the meter, counters of type 555IE7 can be used as counter 3 when connecting an inverter in addition to the transfer output (pin 12), since the overflow output of this counter is inverse. Single vibrator 7 is implemented on type 555AGZ or 555AG4 microcircuits. The delay element 8 is necessary for the time shift of the write pulse WR by the time required to complete the transient processes in the counter 2, when it transitions to the last state under the action of the last counting pulse.

Быстродействие измерителя может быть повышено за счет обработки не только положительных, но и отрицательных полуволн. Для этого на вход измерителя следует подавать измеряемое напряжение после двухполупериодного выпрямителя, выделяющего модуль процесса: |Usinωt|. Особенностью такого способа подачи входного сигнал является дополнительное падение измеряемого входного напряжения на диодах выпрямителя, что необходимо учитывать при измерениях. Кроме того, при выборе суммарного времени задержки в элементах 8 и 9 следует исходить из минимальной возможной паузы между импульсами на выходе компаратора 1, скважность которых при двухполупериодной обработке резко сокращается. The speed of the meter can be increased by processing not only positive, but also negative half-waves. To do this, the measured voltage should be applied to the meter input after a half-wave rectifier, which isolates the process module: | Usinωt |. A feature of this input signal supply method is an additional drop in the measured input voltage at the rectifier diodes, which must be taken into account during measurements. In addition, when choosing the total delay time in elements 8 and 9, one should proceed from the minimum possible pause between pulses at the output of comparator 1, the duty cycle of which is sharply reduced during two-half processing.

Среднее и среднеквадратическое значения исследуемого переменного напряжения вычисляют исходя из известной для гармонических процессов взаимосвязи между амплитудой и указанными величинами путем умножения найденного значения амплитуды на соответствующий постоянный коэффициент, например путем его задания в арифметическом блоке. The average and rms values of the investigated alternating voltage are calculated on the basis of the relationship between the amplitude and the indicated values known for harmonic processes by multiplying the found amplitude value by the corresponding constant coefficient, for example, by setting it in the arithmetic block.

Источники, принятые во внимание
1. Куликовский К.Л., Купер В.Я. Методы и средства измерений. - М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 217-218, рис.5.14.
Sources taken into account
1. Kulikovsky K.L., Cooper V.Ya. Methods and means of measurement. - M .: Energoatomizdat, 1986, p. 217-218, Fig. 5.14.

2. А.с. СССР 1647425, G 01 R 19/00. Опубл. в БИ 17, 1991г. (прототип). 2. A.S. USSR 1647425, G 01 R 19/00. Publ. in BI 17, 1991 (prototype).

Claims (2)

1. Измеритель амплитуды гармонических сигналов, содержащий арифметический блок и элемент 2И, причем выход арифметического блока является выходом измерителя, отличающийся тем, что в него введены компаратор, два счетчика, подаватель помех, одновибратор, два элемента задержки, сигнальный вход компаратора соединен со входом для подключения измеряемых гармонических сигналов, вход опорного напряжения компаратора является входом порогового уровня измерителя, выход компаратора соединен со входом подавателя помех и с первым входом элемента 2И, выход которого соединен с суммирующим входом первого счетчика, выход подавателя помех соединен с суммирующим входом второго счетчика, выход переполнения которого соединен с запускающим входом одновибратора, выход которого через последовательно включенные первый и второй элементы задержки соединен с обнуляющим входом первого счетчика, разрядные входы которого подключены к соответствующим разрядным информационным входам арифметического блока, вход записи которого соединен с выходом первого элемента задержки, второй вход элемента 2И предназначен для подачи тактовых импульсов, при этом арифметический блок вычисляет функцию от усредненного значения длительности временных интервалов за время, равное N интервалам – периодам измеряемого сигнала, где N – целое число.1. The harmonic signal amplitude meter containing an arithmetic unit and 2I element, and the arithmetic unit output is the output of the meter, characterized in that a comparator, two counters, an interference suppressor, a single vibrator, two delay elements are input into it, the signal input of the comparator is connected to the input for connecting the measured harmonic signals, the input of the reference voltage of the comparator is the input of the threshold level of the meter, the output of the comparator is connected to the input of the interference suppressor and to the first input of the 2I element, the output of which is connected to the summing input of the first counter, the output of the interference suppressor is connected to the summing input of the second counter, the overflow output of which is connected to the triggering input of the one-shot, the output of which is connected through a series of the first and second delay elements to the zeroing input of the first counter, the discharge inputs of which are connected to the corresponding bit information inputs of the arithmetic unit, the recording input of which is connected to the output of the first delay element, the second input of element 2I is intended for the supply of clock pulses, while the arithmetic unit calculates a function of the average value of the duration of time intervals for a time equal to N intervals - periods of the measured signal, where N is an integer. 2. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что вход для подключения измеряемых гармонических сигналов соединен с сигнальным входом компаратора через выпрямитель.2. The meter according to claim 1, characterized in that the input for connecting the measured harmonic signals is connected to the signal input of the comparator through a rectifier.
RU2002123902/09A 2002-09-10 2002-09-10 Meter of amplitude of harmonic signals RU2224263C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002123902/09A RU2224263C1 (en) 2002-09-10 2002-09-10 Meter of amplitude of harmonic signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002123902/09A RU2224263C1 (en) 2002-09-10 2002-09-10 Meter of amplitude of harmonic signals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2224263C1 true RU2224263C1 (en) 2004-02-20
RU2002123902A RU2002123902A (en) 2004-03-27

Family

ID=32173249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002123902/09A RU2224263C1 (en) 2002-09-10 2002-09-10 Meter of amplitude of harmonic signals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2224263C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2582880C2 (en) * 2015-03-30 2016-04-27 Гарри Романович Аванесян Digital meter of sinusoidal voltage parameters
RU2615159C2 (en) * 2016-02-24 2017-04-04 Гарри Романович Аванесян Method for measuring time interval and device variants of its implementation
RU2624413C1 (en) * 2016-04-11 2017-07-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Quick-response quasi-sinusoidal signal amplitude meter
RU2773621C1 (en) * 2021-06-15 2022-06-06 Гарри Романович Аванесян Method for determining the amplitude of pulses and a meter implementing it (options)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2582880C2 (en) * 2015-03-30 2016-04-27 Гарри Романович Аванесян Digital meter of sinusoidal voltage parameters
RU2615159C2 (en) * 2016-02-24 2017-04-04 Гарри Романович Аванесян Method for measuring time interval and device variants of its implementation
RU2624413C1 (en) * 2016-04-11 2017-07-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Quick-response quasi-sinusoidal signal amplitude meter
RU2773621C1 (en) * 2021-06-15 2022-06-06 Гарри Романович Аванесян Method for determining the amplitude of pulses and a meter implementing it (options)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002123902A (en) 2004-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4074201A (en) Signal analyzer with noise estimation and signal to noise readout
US10156463B2 (en) Fluid flow rate measuring device and water meter
KR101243627B1 (en) Time measurement using phase shifted periodic waveforms
US9568889B1 (en) Time to digital converter with high resolution
JP6792602B2 (en) High resolution time-digital converter
RU2224263C1 (en) Meter of amplitude of harmonic signals
Hsiao et al. A built-in parametric timing measurement unit
US6803868B2 (en) Method and apparatus of producing a digital depiction of a signal
RU2229138C1 (en) Meter measuring parameters of harmonic processes
Gryzhov et al. Flexible converter of analog signal into discrete digital one with the example of double integration voltmeter
RU2773621C1 (en) Method for determining the amplitude of pulses and a meter implementing it (options)
TW202024649A (en) Circuit and method for measuring signal period
RU2247996C2 (en) Harmonic distortion digital meter (versions)
US10778162B1 (en) Sensing analog signal through digital I/O pins
RU2099721C1 (en) Phase shift measurement method and device for its realization
RU39231U1 (en) SINUSOIDAL VOLTAGE FREQUENCY METER
RU187313U1 (en) DIGITAL FREQUENCY METER FOR LOW POWER INTEGRAL CIRCUITS
Reverter et al. Internal trigger errors in microcontroller-based measurements
RU2267791C2 (en) Harmonic process amplitude meter (versions)
Mohan et al. A code transition delay model for ADC test
Mohan et al. Design and characterisation of FPGA based angular accelerometer
RU2577078C2 (en) Digital meter for amplitude-frequency characteristics (versions) and special-purpose time interval former
SU1645940A1 (en) Device for electric signal extremes detection
RU2174706C1 (en) Device for metering distribution density of random process probabilities
RU2229158C1 (en) Device for calculating estimation of average of distribution

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120911