SU1287030A1

SU1287030A1 - Устройство дл измерени частоты синусоидальных сигналов

Info

Publication number: SU1287030A1
Application number: SU853889256A
Authority: SU
Inventors: Мурад Салман Оглы Касимзаде; Самид Гадир Оглы Салигов; Сабухи Салех Оглы Бабаев; Геннадий Иванович Болдырев; Ефим Ильич Хайкин
Original assignee: Азербайджанский Научно-Исследовательский Институт Энергетики Им.И.Г.Есьмана
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1987-01-30

Abstract

Изобретение относитс к электроизмерени м и может быть использовано в цифровых частотомерах синусоидальных сигналов. Целью изобретени вл етс повышение точности измерений. Устройство содержит источник 1 посто нного напр жени , формирователь 3, блок 4 сравнени , генератор 9 импульсов , счетчики 10 и 11, вьиисли- тель 13. Дл достижени поставленной цели в устройство дополнительно введены усилитель 2, блок 5 сравнени , задатчик 6 временных интервалов, ключи 7 и 8 и счетчик 12. Результат измерени частоты зависит лишь от интервалов времени t, и t, определ емых из математических соотношений, приведенных в описании изобретени , а также от коэффициента усилени , которые могут быть получены с высокой точностью и не завис т от амплитуды измер емого сигнала и стабильности источника посто нного напр жени . 2 ил. i (Л С

Description

fpusj

Изобретение относитс к электроизмерени м и может использоватьс в цифровых частотомерах синусоидальных сигналов.

Цель изобретени - повышение точности измерени .

На фиг.1 приведена структурна схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммь работы.

Устройство состоит из источника 1 посто нного напр жени , усилител 2, формировател 3, блоков сравнени 4 и 5, задатчика 6 временных интервалов , ключей 7 и 8, генератора 9 имблока 5 сравнени , на выходе которого в момент t, равенства этого сигнала с посто нным напр жением U от источника 1 посто нного напр жени форми- 5 руетс импульс (фиг.2в), который закрывает ключ 8 и запрещает доступ импульсов от генератора 9 импульсов в счетчик 11. В момент времени t при достижении равенства измер емого сиг10

нала с посто нным напр жением U от

источника 1 посто нного напр жени на выходе блока 4 сравнени формируетс импульс (фиг.2г), закрывающий ключ 7 и запрещающий доступ импульсов в

пульсов, счетчиков 10 - 12 и вычисли- счетчик 10. Через определенное врем тел 13. Входы усилител 2 и формиро- t , формируемое задатчиком 6 временных

25

30

вател 3 и первый вход блока 4 сравнени соединены с входом устройства. Выход источника 1 посто нного напр жени соедине} с вторыми входами бло- 20 ков сравнени 4 и 5, а первый вход последнего соединен с выходом усилител 2. Выходы блоков сравнени 4 и

5соединены с первыми входами ключей 7 и 8 соответственно, вторые входы которых, а также второй вход задатчика 6 временных интервалов и второй вход счетчика 12 соединены с выходом формировател 3. Выходы ключей 7 и 8 соединелы с вторыми входами счетчиков 10 и 11, первые входы которых, а также первый вход задатчика 6 временных интервалов соединены с выходом генератора 9 импульсов. Выход задатчика

6временных интервалов соединен с пер-35 вым входом счетчика 12. Выходы счетчиков 10 - 12 соединены со входами вычислител 13.

Устройство дл измерени частоты работает следующим образом.

Измер емое напр жение И , которое определ етс соотношением

,sinut,

где и - амплитудное значение сигнала; W - углова частота; t - врем ,

поступает на вход формировател 3 и блока 4 сравнени . В момент времени, соответствующий переходу сигнала чеинтервалов , прекращаетс доступ импульсов от генератора 9 импульсов в счетчик 12.

После этого цикл измерени повтор етс .

Таким образом, в счетчиках 10 и 11 накапливаетс количество импульсов, пропорциональное, соответственно, интервалам времени от момента перехода измер емого сигнала через нулевой уровень.до t и- t,. В момент времени t, справедливо соотношение

. U KU sincot, (1) где К - коэффициент усилени усилител 2 .

В момент времени t справедливо соотношение

или

KsincJt, sinut;

(2) (3)

40

Реша это уравнение относительно СД, например, разложением функции sin в р д Тейлора и ограничива сь, например , двум членами р да, получаем

uU

45

K(c.t,(.4 - V

Откуда

,,(, « t. U2t KU,- ) 6

Kt3-t,

Преобразовав это выражение,

. , ijn чаем рез нулевой уровень, на выходе форми--J

. ровател 3 по вл етс импульс (фиг.2б), 1 открывающий ключами 7 и 8 доступ импульсов от генератора 9 импульсов в счетчики 10 и 11. По этому же импуль су запускаетс задатчик 6 временных интервалов и сбрасываетс счетчик 12 Усиленный входной сигнал (фиг.2а) с выхода усилител 2 поступает на вход записать

полу (4)

Уравнение (3) может быть решено 55 любым другим методом.

Преобразовав временные интервалы t, и t j, в числоимпульсные коды, можно

блока 5 сравнени , на выходе которого в момент t, равенства этого сигнала с посто нным напр жением U от источника 1 посто нного напр жени форми- руетс импульс (фиг.2в), который закрывает ключ 8 и запрещает доступ импульсов от генератора 9 импульсов в счетчик 11. В момент времени t при достижении равенства измер емого сиг10

нала с посто нным напр жением U от

5

0

интервалов, прекращаетс доступ импульсов от генератора 9 импульсов в счетчик 12.

После этого цикл измерени повтор етс .

В момент времени t справедливо соотношение

KsincJt, sinut;

(2) (3)

40

uU

K(c.t,(.4 - V

Откуда

,,(, « t. U2t KU,- ) 6

полуKt3-t ,

(4)

, 1 записать

N

ai - )

Кг

N

н„

(л)

N1 N1 N3 N3

о о

или

-4l5psf.

где N, - некоторое посто нное число, определ ющее дискретность измерени ,

N

foto.

где f - частота генератора 9 импуль i -i

сов,

числа импульсов пропорциональные t. и t, .

Число импульсов N записано в ке 12.

Частота f определ етс из шени

№ . IKN.N)

ZltlKN -N

Решение этого уравнени осуществл етс в вычислителе 13 по заложенной программе. Значение коэффициента К заранее вводитс в вычислитель.

Результат измерени частоты зависит лишь от интервалов времени t, и t, а также коэффициента усилеУстройство дл измерени частоты синусоидальных сигналов, содержащее источник посто нного напр жени , блок сравнени , первый и второй счетчики, первые входы которых соединены с выходом генератора импульсов, а выходы - соответственно с первым и вторьм входами вычислител , первый вход блока сравнени и вход формировател объединены и вл ютс входом устройства, отличающеес тем, что, с целью повышени точности в него введе ны первый ключ, последовательно соеди ненные усилитель, второй блок сравне- 20 ни , второй ключ, выход которого подключен к второму входу второго счетчика , последовательно соединенные за- датчик временных интервалов и третий счетчик, вьрсод которого подключен к третьему входу вычислител , причем первый вход задатчика временных интер валов соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход - с выходом формировател , с вторыми входами первого ключа, второго ключа и третьего счетчика, выход источника посто нного напр жени подключен к вторым входам обоих блоков сравнени , а вход усилител соединен с входом устройства.

25

30

ни к, которые могут быть получены с ВЫСОКОЙ точностью и не завис т от амплитуды измер емого сигнала и стабильности источника 1 посто нного нап-35 первый вход первого ключа подключен р жени ,к выходу первого блока сравнени , а

Возможность определени амплитуды вьрсод - к второму входу первого счет- сигнала следует из формулы (2)чика.

ц

Уа

fO

15

й

Claims

sinutj Формула изобретени

Устройство дл измерени частоты синусоидальных сигналов, содержащее источник посто нного напр жени , блок сравнени , первый и второй счетчики, первые входы которых соединены с выходом генератора импульсов, а выходы - соответственно с первым и вторьм входами вычислител , первый вход блока сравнени и вход формировател объединены и вл ютс входом устройства, отличающеес тем, что, с целью повышени точности в него введены первый ключ, последовательно соединенные усилитель, второй блок сравне- 20 ни , второй ключ, выход которого подключен к второму входу второго счетчика , последовательно соединенные за- датчик временных интервалов и третий счетчик, вьрсод которого подключен к третьему входу вычислител , причем первый вход задатчика временных интервалов соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход - с выходом формировател , с вторыми входами первого ключа, второго ключа и третьего счетчика, выход источника посто нного напр жени подключен к вторым входам обоих блоков сравнени , а вход усилител соединен с входом устройства.

25

30

-35 первый вход первого ключа подключен к выходу первого блока сравнени , а

KUx

-t

(Риг.2