SU1083123A1 - Устройство дл измерени отклонени частоты от заданного значени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ ЧАСТОТЫ ОТ ЗАДАННОГО ЗНАЧЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные формирователь импульсов и ждущий генератор импульсов эталонной длительности и амплитуды, а также последовательно соединенные интегратор и блок запоминани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  диапазона измер емых отклонений частоты, в него введены блок нелинейности и формирователь управл ющих импульсов, причем выход ждущего генератора импульсов эталонной длительности и амплитуды соединен с первым входом интегратора, вход блока нелинейности подключен к выходу блока запоминани , а выход к второму входу интегратора, вход формировател  управл ющих импульсов подключен к выходу формировател  импульсов, а выход - к второму входу блока запоминани , выход блока нели- § нейности  вл етс  выходом устройсл ства.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может.быть исполь зовано как дл  целей регистрации, так и дл целей регулировани  частоты . Известны устройства дл  измерени  отклонени  частоты, используемые в измерительной и импульсной технике. К таким устройствам относитс  устройство дл  контрол  частоты переме ного тока, содержащее формирователи интегратор, арифметический блок и измерительный блок Cl. Недостатком известных устройств  вл етс  низка  точность измерени . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  датчик частоты,содержащий последовательн соединенные формирователь импульсов и ждущий генератор импульсов эталонной длительности, а также последовательно соединенные интегратор и блок запоминани  и, кроме того, содержащий блок сравнени  временных интервалов и усилитель мощности С23 В .этом датчике на выходе блока сравнени  формируетс  импульс, длительность которого пропорциональна приращению периода измер емой частоты . Интегратор преобразует длительность этого импульса в сигнал посто нного TOKai который запоминае с  в блоке запоминани  и далее выводитс  через усилитель мощности на выход датчика. Таким образом, вы ходной сигнал датчика пропорционален приращению периода измер емой часто ты. Поскольку св зь между приращением пеоиода и приращением частоты нелинейна , то точность работы рассматри ваемого устройства невелика, причем она снижаетс  с расширением диапазо на измер емых частот. Цель изобретени  - повышение точности измерений и расширение диапазона измер емых отклонений частоты. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные формиро ватель импульсов и ждущий генератор импульсов эталонной длительности и амплитуды, а также последовательно соединенные интегратор и блок запоминани , введены блок нелинейности и формирователь управл ющих импульсов . причем выход ждущего генератора эталонной длительности и амплиту ды соединен с первыгл входом интегратора , вход блока нелинейности подключен к выходу блока запоминани , а выход - к второму входу интеграто ра, вход формировател  управл ющих импульсов подключен к выходу формир вател  импульсов, а выход - к второ му входу блока запоминани , выход блока нелинейности  вл етс  выходом устройства. На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого уст юйства; на фиг.2временные диаграммы работы устройства . Устройство дл  измерени  отклонени  частоты от заданного значени  содержит форьдирователь 1 импульсов, ждущий генератор 2 импульсов эталонной длительности и амплитуды, формирователь 3 управл ющих импульсов, интегратор 4, блок 5 запоминани  и блок 6 нелинейности. Выход формировател  1 импульсов соединен с входом ждущего генератора 2 и с входом формировател  3 управл ющих импульсов. Выход ждущего генератора 2 соединен с первьам входом интегратора 4. Выход интегратора 4 соединен с первым входом блока 5 запоминани , второй вход которого соединен с выходом формировател  3 управл ющих импульсов. Выход блока 5 запоминани  соединен с входом блока 6 нелинейности. Выход блока 6 нелинейности соединен с вторым входом интегратора 4. На временной диаграм.1е (Лиг. 2) обозначены: сигнал на входе формировател  импульсов Ugx сигнал на выходе формировател  и myльcoв (1 , сигнал на выходе генератора импульсов эталонной длительности и амплитуды 2 г сигнал на выходе формировател  управл ющих импульсов V , сигнал на выходе интегратора U , сигнал на выходе блока запоминани  LI5 г сигнал на выходе блока нелинейности . U, Устройство работает следующим образом. Формирователь 1 импульсов преобразует входной сигнал ( U ) в последовательность пр моугольных импульсов (Ц| , частота следовани  которых совпадает с частотой входного сигнала. Один раз в период фронтом этих импульсов запускаетс  ждущий генератор 2 импульсов эталонной длительности и амплитуды, формирующий на своем выходе двухпол рные пр моугольные импульсы ( U Г эталонной амплитуды (0 и Уд / , причем положительные импулЬсы с амплитудой Uj имеют эталонную длительность (TJ) , не прёвышак цую длительности периода наибольшей измер емой частоты, а отрицательные импульсы с амплитудой имеют длительность (T-Tj), где Т - период измер емой частоты. Одновременно со ждущим генератором 2 выходными импульсами формировател  1 импульсов запускаетс  формирователь 3 управл ющих импульсов, длительность (Т) выходных импульсов которого (УЗ несколько пор дков меньше длительности периода входного сигнала. На первый и второй входы -интегратора 4 подаютс  импульсы с выхода ждущего генератора 2 и с выхода блока , б нелинейности соответственно. В интеграторе 4 эти сигналы суммируютс , интегрируютс  и инвертируютс . Выходной сигнал интегратора 4( 04) поступает на первый вход блока 5 запоминани . Управл ющие импульсы с вы хода формировател  управл ющих импульсов 3 поступают на второй вход блока 5 запоминани . При наличии управл ющих импульсов на втором входе блока 5 запоминани , в нем запоминаетс  выходное напр жение интегратора 4. Это напр жение (Ug) сохран етс  в блоке 5 запоминани  в течение периода измер емой частоты до поступ лени  на второй вход блока 5 очередного управл ющего импульса с формировател  управл ющих импульсов 3. Выходное напр жение блока 5 запоминани  подаетс  на -вход блока б нелинейности который имеет следующую передаточную характеристику 0 где Т - посто нна  времени блока 4 KC - коэффициент передачи блоКг - коэффициент передачи устройства; fo - заданное значение частоты; и - выходное напр жение блока 6. Выходное напр жение блока нелиней ности (Uj,)  вл етс  выходным напр жением устройства (UBJ,,) . Это напр жение подаетс  на второй вход интегратора 4. В установившемс  режиме работы устройства выходное напр жение интегратора 4 измен етс  периодически, т.е. приращение его выходного напр гжени  за период Т равно нулю I I .ju, где Т - период измер емой частоты. Преобразу  это выражение и использу  и ИСПОЛЬЗУЯ диаграммы работы устройства (фиг. 2) получим Ufib. ( (i- . (31 K,U Таким образом, в данном устройстве вычисл етс  точное значение отклонени  частоты от заданного значени  Дл  обеспечени  измерени  широкоо диапазона отклонений частоты устойством при сохранении наибольшего ыстродействи  и устойчивости неободимо иметь следующее соотношение араметров его блоков КгК, г2 . з Ч о де Kj и К, - коэффициенты передачи блоков 5 и б Т - посто нна  времени блока 4. Это условие обеспечиваетс  тем,то введенный блок б нелинейности меет передаточную характеристику (1 отора  может быть получена из соотг ошени  (3 I и выражени  дл  коэффииента передачи блока нелинейности б dU If ( 3Us При практической реализации блока б нелинейности может быть использована кусочно-линейна  аппроксимаци  характеристики (}. Например, он может быть выполнен на основе операционного усилител , в цепи обратной св зи которого включены нелинейные элементы (диоды ). При нарушении соотношени  ( 2) таким образом, что .ii. ТГ «о переходный процесс в устройстве будет апериодическим. При нарушении соотношени  (2J таким образом, что переходный.процесс будет колебательным , и если ТО работа устройства станет неустойчивой . Таким образом, в предлагаемом устройстве / благодар  линейной зависимости выходного напр жени  от отклонени  частоты удаетс  более чем на пор док повысить точность и расширить диапазон измеренных отклонений частоты по сравнению .с известными.

%

Тз

- I

u,

V,

i

(9ш)

Ft-fl-F

R

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ ЧАСТОТЫ ОТ ЗАДАННОГО ЗНАЧЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные формирователь импульсов и ждущий генератор импульсов эталонной длительности и амплитуды, а также последовательно соединенные интегратор и блок запоминания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измеряемых отклонений частоты, в него введены блок нелинейности и формирователь управляющих импульсов, причем выход ждущего генератора импульсов эталонной длительности и амплитуды соединен с первым входдм интегратора, вход блока нелинейности подключен к выходу блока запоминания, а выход к второму входу интегратора, вход формирователя управляющих импульсов подключен к выходу формирователя импульсов, а выход - к второму входу блока запоминания, выход блока нели- § нейности является выходом устрой- ~ ства. Г фиг.1