SU1226318A1 - Method of stroboscopic conversion of periodic alternating voltage - Google Patents

Method of stroboscopic conversion of periodic alternating voltage Download PDF

Info

Publication number
SU1226318A1
SU1226318A1 SU843815684A SU3815684A SU1226318A1 SU 1226318 A1 SU1226318 A1 SU 1226318A1 SU 843815684 A SU843815684 A SU 843815684A SU 3815684 A SU3815684 A SU 3815684A SU 1226318 A1 SU1226318 A1 SU 1226318A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
voltage
converted
alternating voltage
frequencies
Prior art date
Application number
SU843815684A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Тютюнник
Original Assignee
Предприятие П/Я М-5783
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 Предприятие П/Я М-5783 filed Critical Предприятие П/Я М-5783
Priority to SU843815684A priority Critical patent/SU1226318A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1226318A1 publication Critical patent/SU1226318A1/en

Links

Landscapes

  • Networks Using Active Elements (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области электрических измерений и может быть использовано при излучении быст- ропеременных процессов. Цель изобретени  - повышение точности преобразовани . Устройство содержит усилитель Яй/Г|:У: . агра}шчнтель 1, управл емые делители 2 и 3 частоты с переменным коэффициентом делени  однополосного преобразовател  4 частоты, кварцевый генератор 5, генератор 6 строб-1-1Мпуль- соБ, стробоскопический смеситель 7, усилитель 8 низкой частоты и полосовой фильтр 9. Введение операции суммировани  поделенных частот преобразуемого напр жени  и напр жени  опорного генератора с последующим Использованием напр жени  полученной частоты гцш стробировани  уменьшает диапазон изменени  преобразованной частоты при перестройке преобразуемой частоты. Введение операции суммировани  при равном коэффициенте делени  обеспечивает синхронное деление указанных частот, дает посто нство преобразованной частоты со стабильностью частоты опорного генератора, 1 иэт, с «3 вь/к. FnpThe invention relates to the field of electrical measurements and can be used in the emission of fast-variable processes. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the conversion. The device contains an amplifier Yay / G |: U:. agra} shchntel 1, controlled dividers 2 and 3 frequencies with variable division ratio of single-band frequency converter 4, quartz oscillator 5, oscillator 6 strobe-1-1MpulsoB, stroboscopic mixer 7, amplifier 8 low frequency and band-pass filter 9. Introduction of operation summing the divided frequencies of the converted voltage and the voltage of the reference oscillator with the subsequent use of the voltage of the received frequency Hz msh reduces the range of variation of the converted frequency during the reorganization of the converted hour Ota. The introduction of the summation operation with an equal division factor ensures the synchronous division of the indicated frequencies, gives the constancy of the converted frequency with the frequency stability of the reference oscillator, 1 iet, s "3 v / k. Fnp

Description

1one

Изобретение относитс  к электрическим измерени м, в частности к области стробоскопических измерений, и может быть использовано при излучении быстропеременных процессов, The invention relates to electrical measurements, in particular to the field of stroboscopic measurements, and can be used in the emission of rapidly varying processes,

Цель изобретени  - повышение точности преобразовани  за счет уменьшени  вли ни  выходных myiMOB преобразовани  путем уменьшени  диапазона изменени  преобразованной частоты при перестройке преобразуемой частоты .The purpose of the invention is to improve the conversion accuracy by reducing the effect of the output myiMOB conversion by decreasing the range of variation of the converted frequency when the frequency is tuned.

Сущность способа заключаетс  в том , что после делени  частоты периодического переменного преобразуе- мого напр жени  на коэффициент m (ni- целое положительное число, большее I), равный количеству периодов переменного преобразуемого напр жени  в периоде стробировани  и определ емый частотным диапазоном переменного напр жени , суммируют частоту поделенного по частоте переменного преобразуемого напр жени  с частотой напр жени , частоту которого деле- .нием частоты опорного генератора на тот же коэффициент .т . Введение операции суммировани  поделенных преобразуемого напр жени  опорного генератора с последующим использова- нием напр жени  полученной частоты дл  стробировани  уменьшает диапазон изменени  преобразованной частоты при перестройке преобразуемой частоты . Введение операции суммировани  поделенных частот переменного преобразуемого напр жени  и напр жени  опорного генератора при равном коэф- цненте делени , что обеспечиваетс  синхронным (т.е„одинаковым) делением указанных частот, дает посто нство преобразованной частоты со стабильностью частоты опорного генератора. Это позвол ет сузить до любой величины полосу пропускани  по выходу стро боскопического преобразовател , что дает возможность установить на выход стробоскопического преобразовател  фильтр с милой полосой пропускани  (определ емой лишь формой сигнала) и , тем самым уменьшить уровень цгумов.The essence of the method is that after dividing the frequency of a periodic alternating transformable voltage by a factor m (ni is a positive integer greater than I) equal to the number of periods of alternating transformable voltage in the gating period and determined by the frequency range of alternating voltage summarize the frequency of the variable transformable voltage with the frequency of the voltage, the frequency of which is divided by the frequency of the reference oscillator by the same factor. Introducing the operation of summing the divided convertible voltage of the reference oscillator followed by using the voltage of the resulting frequency for gating reduces the range of variation of the converted frequency when the frequency is tuned. Introducing the operation of summing the divided frequencies of the alternating voltage to be converted and the voltage of the reference oscillator at an equal division factor, which is ensured by a synchronous (i.e., equal) division of the indicated frequencies, gives the converted frequency with the frequency stability of the reference oscillator. This allows narrowing the bandwidth to the output of the stroboscopic converter, which makes it possible to install a filter with a nice bandwidth (determined only by the waveform) at the output of the stroboscopic converter and thereby reduce the level of zigums.

Операци  суммировани  частоты (алгебраическое, что включает и получение разности частот) может представл ть собой гетеродинное преобра™ зование, однополосное преобразование (реализованное, например, в микросхеме 174ХА7)5 смещение частоты с по182The frequency summing operation (algebraic, which also includes obtaining the frequency difference) can be a heterodyne transform, a single-band transform (implemented, for example, in a 174XA7 chip) 5

мошью непрерьшного фазовращени , суммирование в кольце ФАЛ,moshyu continuous phase rotation, summation in the ring PAL,

На чертеже изображено устройство стробоскопического преобразовани , реализующее предлагаемый способ. The drawing shows a stroboscopic conversion device implementing the proposed method.

Стробоскопический преобразователь состоит из усилител -ограничител  1, управл емых делителей 2 и 3 частоты с переменным коэффициентом делени , однополосного преобразовател  А частоты , кварцевого генератора 5, гене-, ратора 6 строб-импульсов,, стробоскопического смесител  7, усилител  8 низкой частоты, полосового фильтра 9 При этом вход устройства подключен к входам Стробоскопического смесител  7 и усилител -ограничител  1 ,, выход которого через первый управл емый делитель 2 частоты подключен к первому входу однополосного преобразовател  4 частоты, к второму входу которого через второй управл емый делитель 3 частоты подключен выход кварцевого генератора 5, Выход однополосного преобразовател  4 частоты через генератор 6 строб-импульсов подключен к входам опорного сигнала стробоскопического смесител , выход которого через усилитель 8 низкой частоты подключен к входу полосового фильтра 9, выход которого  вл етс  выходом устройства . Управл ющие входы делителей 2 и 3 частоть: подключены к управл ющим КОДО13ЫМ шинам.The stroboscopic converter consists of a limiting amplifier 1, controlled frequency dividers 2 and 3 with a variable division factor, a single-band frequency converter A, a quartz oscillator 5, a strobe pulse generator 6, a stroboscopic mixer 7, a low frequency amplifier 8, a bandpass filter 9 In this case, the device input is connected to the inputs of the Stroboscopic mixer 7 and the amplifier-limiter 1, the output of which is connected to the first input of a single-band converter through the first controlled divider 2 frequency 4 frequencies, to the second input of which the output of the crystal oscillator 5 is connected via the second controlled divider 3 frequencies, the output of the single-band converter 4 frequencies through the generator 6 of the strobe pulses connected to the inputs of the reference signal of the stroboscopic mixer is connected to the input of the bandpass filter 9, the output of which is the output of the device. The control inputs of dividers 2 and 3 are frequency: connected to control COD13 buses.

Усилитель-ограничитель представл ет собой обычный усилитель-ограничитель , коэффи.циент усилени  и уровень ограничени  выбраны такими, чтобы выходное напр жение бьшо достаточно дл  запуска последующих делителей частоты с Управл емые делители 2 и 3 частоты представл ют собой обычные цифровые делители частоты с перемен- ньм коэффициентом делени . Величина коэффициента делени  поступает в цифровом коде из внешних устройств, Делители могут представл ть собой делители на счетчиках типа 155ИЕ7, Делитель 2 может быть выполнен на микросхемах типа серии 193, Делители долукны выдавать напр жение формой, необходимой дл  преобразовател  (регенеративные делители) либо иметь на выходе фильтры дл  выделени  основной гармоники. Однополосный преобразователь 4 частоты представл ет собой , например, микросхему 174ХА7 либо другое устройство однополосного преобразовани  частоты. Кварцевый ге31The limiting amplifier is a conventional limiting amplifier, the gain factor and the limiting level are chosen such that the output voltage is sufficient to trigger subsequent frequency dividers with Controlled dividers 2 and 3 frequencies to be conventional digital dividers with variable Nm division factor. The magnitude of the division factor comes in a digital code from external devices. Dividers can be dividers on meters of type 155IE7, Divider 2 can be executed on 193 series microchips the output filters to highlight the main harmonic. A single band 4 frequency converter is, for example, a 174XA7 chip or another single sideband frequency conversion device. Quartz ge31

нератор 5 представл ет собой обычный кварцевый генератор с выходным напр жением , например уровн ми логики.Генератор строб-импульсов - обычный ге- нератор-обостритель с одновременной выдачей разнопол рных импульсов. Стробоскопический смеситель представл ет собой обычный строб-смеситель, например, с мостиком диодов. Усилитель 8 - общеприн тый низкочастотный усилитель, например, на микросхеме 544УД2. Фильтр 9 - низкочастотный полосовой фильтр.The oscillator 5 is a conventional crystal oscillator with an output voltage, for example, logic levels. The strobe pulse generator is a conventional peaking generator with simultaneous generation of different polarity pulses. The stroboscopic mixer is a conventional strobe mixer, for example, with a bridge diode. Amplifier 8 is a conventional low-frequency amplifier, for example, on a 544UD2 microcircuit. Filter 9 is a low-pass bandpass filter.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Периодическое напр жение U частоты ff, усиливаетс  и ограничиваетс  усилителем 1. С выхода усилител -ограничител  импульсы стандартной формы поступают на управл емый делитель 2 частоты, на котором по внешним сигналам устанавлршаетс  коэффициент делени  т. На выходе делител  выдаетс  напр жение частотыPeriodic voltage U of frequency ff is amplified and limited by amplifier 1. From the output of the limiter amplifier, standard-shaped pulses are sent to a controlled frequency divider 2, at which the division factor t is set by external signals. The divider output voltage

---. Управл емый делитель 3 частоты m---. Managed divider 3 frequency m

выдает на выходе напр жение частотыgives the output voltage

р png р выходна  частотаp png p output frequency

mm

кварцевого генератора 5. Однополосный преобразователь частоты выдает на выходе напр жение разностной часто тыcrystal oscillator 5. A single band frequency converter outputs a differential voltage at the output

fc Fnfifc fnfi

mm

mm

Генератор 6 строб-импульсов из напр жени  полученной частоты формирует короткие разнопол рные импульсы , одновременно поступающие на стробоскопический смеситель 7. Стробоскопический смеситель 7 стробирует поступающее на него переменное периодическое напр жение U. стробирую- щими импульсами и запоминает напр жение в момент стробировани . Усилитель 8 усиливает выборки запомненного напр жени . Полосовой фильтр 9 выдел ет огибающую частоты , ограничива  полосу шумов выходного преобразованного напр жени .The strobe pulse generator 6 from the voltage of the received frequency generates short opposite-polarity pulses simultaneously arriving at the stroboscopic mixer 7. The stroboscopic mixer 7 gates the variable periodic voltage U. applied to it. The strobing pulses and remembers the voltage at the time of strobing. Amplifier 8 amplifies samples of the memorized voltage. Band-pass filter 9 separates the frequency envelope, limiting the noise band of the output transformed voltage.

Рассмотрим более подробно работу устройства.Let us consider in more detail the operation of the device.

Так как входной сигнал  вл етс  периодическим с периодом Т, , то его можно записать в общем виде как функцию аргумента о,, tSince the input signal is periodic with a period T, it can be written in general form as a function of the argument about, t

и f(u,t) f(-|--t),and f (u, t) f (- | --t),

L,ifL, if

где MC 21Tf .where is MC 21Tf.

(1)(one)

263184263184

Напр жение И на выходе стробоскопического смесител  можно записать в видеThe voltage And at the output of the stroboscopic mixer can be written as

5 и K,f(. Т„.К), (2)5 and K, f (. T „. К), (2)

где Т - период дискретных выборок, определ емьш по теории Ко- тельникова; 10 К - 0,1,2,.,.;where T is the period of discrete samples determined by Kotelnikov's theory; 10 K - 0.1.2,.,.;

К - коэффициент, передачи приK - coefficient transmission at

стробировании.gating.

Так как выражение (2) представл ет собой периодическую функцию, то 15 его можно записать в видеSince expression (2) is a periodic function, 15 it can be written as

U,U,

K, f ( тТ,)к, (3) K, f (tT,) to, (3)

где m - любое целое число, в на- 20шем случае равное коэ41фнциенту делени  т„where m is any integer, in our case equal to the coefficient of division dt m

Частота тшульсов стробировани  на выходе генератора 6 строб-импульсов запишетс  какThe frequency of gating pulses at the strobe pulse generator 6 is written as

25 f - Ё - Е е25 f - E - E e

mm

(4)(four)

где m - коэффициент делени  частоты .where m is the frequency division factor.

Из формулы (4) можно получить, заме- 30 н   частоты периодами, выражениеFrom the formula (4) can be obtained, replacing 30 n frequency periods, the expression

1one

1one

Тц Shopping center

(5)(five)

откудаfrom where

Тп - TP -

JllnJlln

Т --прT -pr

(6)(6)

Подставив выражение (6) в (3), получимSubstituting expression (6) into (3), we get

„ Kf -|i- (-1|1.-)к .„Kf - | i- (-1 | 1 .-) to.

L J-c -по -J L J-c -J

K,f(inp K, f (inp

Р Т„-К).P T „-K).

(7)(7)

Так как и выполн ютс  усло- ВИЯ теоремы Котельникова о выборках, то после усилени  на выходе полосового фильтра 9 имеем напр жение Ug,, которое получаем, замен   дискретные временные выборки текущим временем t с учетом коэффициента передачиSince the conditions of Kotelnikov's sampling theorem are fulfilled, after amplification at the output of the bandpass filter 9, we have the voltage Ug, which we obtain, replacing discrete time samples with the current time t, taking into account the transmission coefficient

и.ь,. К,К f( t)i.i. K, K f (t)

5555

K,f( ),K, f (),

(8)(eight)

где Кл - коэффициент передачи усилител  и фильтра jwhere CL is the gain of the amplifier and filter j

К К,- пр 2iiFf,p .K K - Pr 2iiFf, p.

S122S122

Можно аналогично показать, что период повторени  напр жени  Ug равенSimilarly, it can be shown that the repetition period of the voltage Ug is equal to

Т T

-пр-etc

-пр-etc

Сравнива  уравнение (1) и (8), ни- ДИМ, что напр жение и по форме совпадает с преобразуемьгм напр жением, но имеет трансформированную частоту , котора  не зависит от изменени  входной частоты Wj. ZlTf, . В случае, если однополосный преобразователь АComparing equation (1) and (8), IMD, that the voltage and shape coincides with the transformed voltage, but has a transformed frequency that does not depend on the change in the input frequency Wj. ZlTf,. In the case of single-band converter A

частотуfrequency

f mf m

EE.LEE.L

mm

тоthat

вьфажение (8) мен ет свой знак, т.е, входное и выходное напр жени  пр)оти- вофазны. Можно также аналогично показать , что если коэффициент делени  частоты Ffip в эе раз больше, чем коэффициент делени  частоты преобразуемого напр жени  f, , то на частоте Рд„ на выходе выделитс  напр жение X й гармо ники входного напр жени  По величине этой гармоники можно судить о нелинейных искажени-чх входного сигнала в -случае, если, например, входной сигнал имеет форму синусоиды. Полученньш выражени  можно также получить более строгим методом с использованием спектральных методов,The discharge (8) changes its sign, i.e., the input and output voltages pr) are single-phase. It can also be similarly shown that if the division factor Ffip is one more time than the division factor of the frequency of the transformed voltage f, then the Xth harmonic voltage of the input voltage is distinguished at the output Pf by the output voltage. nonlinear distortion of the input signal in the case, for example, if the input signal has the form of a sinusoid. The resulting expressions can also be obtained by a more rigorous method using spectral methods,

Выбор коэффициента делени  .tn наи- .более просто решаетс  в том случае, если частота f..- априорно известна. Тогда, например, при выбранном диапазоне изменени  f. 1-2 МГц дл  диапазона частоты f 2-4 МГц должен вьщаватьс  коэффициент делени  . дл  f- 4-6 МГц - коэффициент делени  m 3 и так далее, Коэффициент делени  дл  выбранного диапазона выбираетс  посто нным н при этом не требуетс  проведение каких-либо настроечных или измерительных ручных операций . Стробоскопический преобразователь полностью работает в автоматическом режиме. Коэффициент делени  может также выбиратьс  последо- вательньм делением в автоматическом режиме частоты входного преобразуеРедактор А.ШишкинаThe choice of the division factor .tn is most simply solved if the frequency f ..- is known a priori. Then, for example, with the selected range of variation of f. 1-2 MHz for the frequency range f 2-4 MHz, the division ratio should be increased. for f-4-6 MHz, the division factor is m 3, and so on. The division factor for the selected band is chosen to be constant and no tuning or measuring manual operations are required. Strobe converter is fully automatic. The division factor can also be selected by sequential division in the automatic mode of the frequency of the input transform. A.Shishkin Editor

Составитель Н.Михалев Техред Л.ОлейникCompiled by N. Mikhalev Tehred L. Oleinik

Заказ 2125/42Order 2125/42

Тираж 728ПодписноеCirculation 728 Subscription

ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee

по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5for inventions and discoveries 13035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4.Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4.

, ,

00

.5.five

00

5five

00

5five

186186

мого напр жени  с последуюшлм сравнением результата делени  частотным компаратором с эталонным значением частоты. При положительном результате сравнени  выдаетс  требуема  величина коэффициента т.This voltage is followed by comparing the result of dividing the frequency comparator with the reference frequency value. If the comparison is positive, the required value of the coefficient m is given.

Из рассмотрени  формулы (8) видно , что частота выходного преобразованного напр жени  не зависит от частоты входного напр жени  и равна ffjp - выдаваемой частоте кварцевого генератора. Установив узкополосный фильтр, можно существенно сузить полосу выходных шумов и соответственно повысить точность преобразовани , например, по фазовому сдвигу.From consideration of formula (8), it can be seen that the frequency of the output transformed voltage does not depend on the frequency of the input voltage and is equal to ffjp — the output frequency of the quartz oscillator. By installing a narrow-band filter, it is possible to significantly narrow the output noise band and, accordingly, to improve the conversion accuracy, for example, by phase shift.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ стробоскопического преобразовани  периодического переменного напр жени  с трансформацией временного масштаба, заключающийс  в строби- ровании -мпульсами, засинхронизован- ными с преобразуемым напр жением, запоминании мгновенных значений пере- менно1 о напр жени  в момент времени стробировани , эьщелени  огибаюш;ей преобразованного низкочастотного напр жени  с формированием моментов стробировани  делением по частоте входного переменного напр жени  на коэффициент m , равный количеству периодов переменного напр жени  в периоде стробировани , где № - целое число, большее 1, и определ емый частотным диапазоном переменного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  точности преобразовани , генерируют опорную частоту , равную выбранной частоте огибающей преобразованного низкочастотного напр жени , дел т ее на коэффициент т, с -ммируют с поделенной частотой преобразуемого переменного нап- р  сени  и из напр жени  полученной частоты формируют по длительности и амплитуде стробирующне импульсы.A stroboscopic transformation method of a periodic alternating voltage with a time-scale transformation, consisting of strobing — pulses synchronized with the transformed voltage, storing instantaneous values of the alternating voltage at the moment of strobing time, and the low frequency frequency of with the formation of gating moments by dividing the frequency of the input alternating voltage by a factor m equal to the number of periods of alternating voltage in the period gating clothing, where the number is an integer greater than 1 and determined by the frequency range of the alternating voltage, characterized in that, in order to increase the conversion accuracy, a reference frequency is generated equal to the selected envelope frequency of the converted low-frequency voltage, divided by a factor t, c are combined with the divided frequency of the variable voltage being converted, and from the voltage of the obtained frequency they form strobe pulses in terms of duration and amplitude. Корректор С,ЧерниCorrector C, Cherni
SU843815684A 1984-11-26 1984-11-26 Method of stroboscopic conversion of periodic alternating voltage SU1226318A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843815684A SU1226318A1 (en) 1984-11-26 1984-11-26 Method of stroboscopic conversion of periodic alternating voltage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843815684A SU1226318A1 (en) 1984-11-26 1984-11-26 Method of stroboscopic conversion of periodic alternating voltage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1226318A1 true SU1226318A1 (en) 1986-04-23

Family

ID=21147965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843815684A SU1226318A1 (en) 1984-11-26 1984-11-26 Method of stroboscopic conversion of periodic alternating voltage

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1226318A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Измеритель разности фаз комбинированный ФК2-12: Техническое описание и инструкци по эксплуатации, 1978. Р бинин Ю.А. Стробоскопическое осциллографирование. - М.: Советское радио, 1972, с.9. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4494067A (en) Fast frequency measuring system
US4764752A (en) Analog to digital converter having no zero or span drift
JP5113368B2 (en) Jitter measuring apparatus, jitter measuring method, test apparatus, and electronic device
JPH03505959A (en) Digital differential phase modulation decoder
US3943460A (en) Frequency conversion system
JP5328096B2 (en) Jitter measuring apparatus, jitter measuring method, test apparatus, and electronic device
JP2918578B2 (en) Digital demodulator
JPS6143834A (en) Signal generator
SU1226318A1 (en) Method of stroboscopic conversion of periodic alternating voltage
GB2161660A (en) Digital phase/frequency detector having output latch
Wiley A direct time-domain measure of frequency stability: the modified Allan variance
SU1569741A1 (en) Digital phasemeter with optimal quanization
SU1149404A1 (en) Frequency-phase-lock loop
JPS5826555B2 (en) frequency tracker
SU748293A1 (en) Meter of dynamic parameters of quartz resonators
SU741212A1 (en) Device for measuring pulse time-related position
SU1718380A1 (en) Adc tester
SU1226319A1 (en) Bridge meter with radiopulse supply
SU1061070A1 (en) Device for measuring signal shape
SU1580275A1 (en) Apparatus for forming signal with given coefficient of harmonics
SU1394448A1 (en) Clock synchronizer
SU1068831A1 (en) Device for measuring frequency non-stability
SU1608591A1 (en) Apparatus for tolerance check of amplitude-frequency characteristic of fourterminal network
JPH0611481Y2 (en) Spectrum analyzer
SU1499512A1 (en) Device for measuring phase fluctations