SU1335935A1 - Device for measuring frequency characteristics - Google Patents
Device for measuring frequency characteristics Download PDFInfo
- Publication number
- SU1335935A1 SU1335935A1 SU864073472A SU4073472A SU1335935A1 SU 1335935 A1 SU1335935 A1 SU 1335935A1 SU 864073472 A SU864073472 A SU 864073472A SU 4073472 A SU4073472 A SU 4073472A SU 1335935 A1 SU1335935 A1 SU 1335935A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- inputs
- digital
- output
- analog
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к автоматике, из мерительной и вычислительной технике и может быть использовано дл определени частотных характеристик динамических объектов . Цель изобретени - повышение точности и расширение функциональных возможностей . Прибор дл измерени частотных характеристик содержит цифровой блок 1 генерации гармоник, цифроаналоговый преобразователь 2, первый 3 и второй 4 цифро- аналоговые умножители, первый 5 и второй 6 дискретные интеграторы, первый 7 и второй 8 счетчики, блок 9 измерени модул и фазы, элемент 10 задержки. Блок 1 имеет первый и второй кодовые выходы, первый и второй знаковые выходы, импульсный выход. Первый дискретный интегратор имеет информационный , знаковый и управл ющий входы. Второй дискретный интегратор имеет информационный , знаковый и управл ющий входы. Блок 9 имеет первый, второй информационные и управл ющий входы. Вход и выход объекта подключены к объекту испытаний . Цель изобретени достигаетс за счет введени первого 7 и второго 8 счетчиков , блока 9 и элемента 10 задержки. Прибор дл измерени частотных характеристик осуществл ет определение с высокой точностью , т.к. позвол ет измерить необходимое количество ординат, эквивалентное их множеству , располагаемому на интервале одного периода, и при этом обеспечивает применение аппаратуры с достаточной разр дностью измерени и преобразовани данных. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л оо оо СП СО оо сдThe invention relates to automation, measuring and computer technology and can be used to determine the frequency characteristics of dynamic objects. The purpose of the invention is to improve the accuracy and expansion of functionality. A device for measuring frequency characteristics contains a digital harmonic generation unit 1, a digital-to-analog converter 2, the first 3 and second 4 digital-analog multipliers, the first 5 and second 6 discrete integrators, the first 7 and second 8 counters, unit 9 measuring the module and phase, element 10 delays. Unit 1 has the first and second code outputs, the first and second sign outputs, and the pulse output. The first discrete integrator has information, sign and control inputs. The second discrete integrator has information, sign and control inputs. Unit 9 has first, second informational and control inputs. The input and output of the object are connected to the test object. The purpose of the invention is achieved by introducing the first 7 and second 8 counters, block 9 and delay element 10. The device for measuring the frequency characteristics carries out the determination with high accuracy, since allows you to measure the required number of ordinates, equivalent to their set, located on the interval of one period, and at the same time provides the use of equipment with a sufficient measurement and data conversion. 2 hp f-ly, 5 ill. (L oo oo JV SO oo sd
Description
1one
Изобретение относитс к автоматике, измерительной и вычислительной технике и может быть использовано дл онределени частотных характеристик динамических объектов .The invention relates to automation, measuring and computing technology and can be used to determine the frequency characteristics of dynamic objects.
Цель изобретени - повышение точности и расширение функциональных возможностей .The purpose of the invention is to improve the accuracy and expansion of functionality.
На фиг. 1 представлена структурна схема прибора дл измерени частотных характеристик; на фиг. 2 - структурна схема цифрового блока генерации гармоник; на фиг. 3 - структурна схема дискретного интегратора; на фиг. 4 - графики, по сн ющие принцип работы прибора; на фиг. 5 - графики, по сн ющие работу цифрового блока генерации гармоник.FIG. 1 shows a block diagram of an instrument for measuring frequency characteristics; in fig. 2 is a block diagram of a digital harmonic generation unit; in fig. 3 is a discrete integrator block diagram; in fig. 4 - graphs explaining the principle of operation of the device; in fig. 5 - graphs explaining the operation of the digital harmonic generation unit.
Устройство содержит цифровой блок 1 генерации гармоник, цифроаналоговый преобразователь 2, первый 3 и второй 4 цифроана- логовые умножители, первый 5 и второй 6 .аис- кретные интеграторы, первый 7 и второй 8 счетчики, блок 9 измерени модул и фазы, элемент 10 задержки, первый 11 и второй 12 кодовые выходы, первый 13 и второй 14 знаковые выходы и импульсный выход 15 цифрового блока генерации гармоник, информационный 16, знаковый 17 и управл ющий 18 входы первого дискретного интегратора, информационный 19, знаковый 20 и управл ющий 21 входы второго дискретного интегратора , первый информационный 22, второй информационный 23 и управл ющий 24 входы блока измерени модул и фазы. Позицией 25 обозначен объект испытаний.The device contains a digital harmonic generation unit 1, a digital-to-analog converter 2, the first 3 and second 4 digital-analog multipliers, the first 5 and the second 6. Discrete integrators, the first 7 and second 8 counters, the module 9 measuring the module and phase, delay element 10 , the first 11 and second 12 code outputs, the first 13 and second 14 sign outputs and pulse output 15 of a digital harmonic generation unit, information 16, sign 17 and control 18 inputs of the first discrete integrator, information 19, sign 20 and control 21 inputs of the second discrete integrator, the first information 22, the second information 23 and the control 24 inputs of the measuring unit module and phase. Position 25 marked the object of the test.
Цифровой блок 1 генерации гармоник (фиг. 2) содержит тактирующий генератор 26, п-разр дный счетчик 27 аргумента, первый логический блок 28, запоминающее устройство 29, первый логический элемент 30, второй логический элемент 31, инвертор 32, первый буферный регистр 33, второй буферный регистр 34.The digital harmonic generation unit 1 (Fig. 2) contains a clock generator 26, an n-bit argument counter 27, a first logic block 28, a memory 29, a first logic element 30, a second logic element 31, an inverter 32, a first buffer register 33, second buffer register 34.
Дискретные интеграторы 5 и 6 (фиг. 3) содержат аналого-цифровой преобразователь 35, второй логический блок 36, накапливающий сумматор 37, RS-триггер 38, второй элемент 39 задержки, вход 40 запуска аналого-цифрового преобразовател , вход 41 записи , вход 42 переключени режимов работы и вход 43 переноса накапливающего сумматора . На фиг. 4 обозначены: эпюры сигналов 44 на выходе 15, эпюры сигналов 45 на выходе счетчика 7, эпюры сигналов 46 на выходе первого цифроаналогового умножител , эпюры сигналов 47 на выходе 13, эпюры сигналов 48 на выходе второго счетчика, эпюры сигналов 49 на выходе эле.мента 10 задержки.Discrete integrators 5 and 6 (Fig. 3) contain analog-to-digital converter 35, second logic unit 36, accumulating adder 37, RS-flip-flop 38, second delay element 39, input 40 of starting analog-digital converter, recording input 41, input 42 switching modes and input 43 transfer accumulating adder. FIG. 4 are designated: signal plots 44 at output 15, signal plots 45 at counter 7 output, signal plots 46 at first digital-analogue multiplier output, signal plots 47 at output 13, signal plots 48 at second output, signal plots 49 at electrical output 10 delays.
На фиг. 5 обозначены: эпюры сигналов 50 на выходах (п-2) младших разр дов счетчика аргумента, эпюры сигналов 51 на выходах первого логического блока, эпюры сигналов 52 на выходе запоминающего устройства , эпюры сигналов 53 на выходе (п-1)FIG. 5 denotes: plots of signals 50 at the outputs (p-2) of the lower bits of the argument counter, plots of signals 51 at the outputs of the first logic unit, plots of signals 52 at the output of the memory device, plots of signals 53 at the output (p-1)
разр да счетчика аргу.мента, эпюры сигналов 54 на выходе первого логического элемента , эпюры сигналов 55 на выходе 11, эпюры сигналов 56 на выходе 12.bit counter argument.ment, signal plots 54 at the output of the first logic element, signal plots 55 at output 11, signal plots 56 at output 12.
Работа прибора предусматривает вычисление коэффициентов Фурье ai и bi, определ ющих первую гармоническую составл ющую реакции F(t) (где t - врем ) объекта 25 испытаний на гармоническое воздействие фиксированной частоты ш (где Т - период воздействующей гармоники) и последующее определение частотной характеристики по полученным коэффициентам. Дл этого прибор формирует два сигнала:The operation of the device involves the calculation of the Fourier coefficients ai and bi, which determine the first harmonic component of the reaction F (t) (where t is time) of the object 25 tests for the harmonic effect of a fixed frequency w (where T is the period of the acting harmonic) and the subsequent determination of the frequency response from derived coefficients. For this, the instrument generates two signals:
1515
F(t)sin.t; F(t)cos%-t,F (t) sin.t; F (t) cos% -t,
(2)(2)
а также последовательность импульсов, периодичность следовани которых Д1 такова,as well as a sequence of pulses, the frequency of which D1 is such
что период Т размещает в себе ровно 2 таких Д1-интервала, т.е.that the period T places exactly 2 such D1-intervals in itself, i.e.
Т 2 At, где п const. При этом интервал At назначаетс достаточно малым дл того, чтобы су.мма ординат сигнала (1) и сигнала (2), располагаемых на отрезке одного периода Т с этим интервалом , определ ла коэффициенты Фурье с необходимой точностью.T 2 At, where n const. At the same time, the interval At is assigned sufficiently small so that the sum of the ordinates of the signal (1) and the signal (2) located on a segment of one period T with this interval determines the Fourier coefficients with the necessary accuracy.
Особенность методики, реализуемой прибором , заключаетс в том, что, использу интервал At как меру времени, он осуществл ет регистрацию ординат (1) и (2) с щагом т kAt (К - целое) на отрезке времени , равном КТ. При этом кажда из зарегистрированных последовательностей содержит ординаты,значени которых совпадают со значени ми ординат соответствующего сигнала, располагаемых на участке одного периода с щагом At.The peculiarity of the technique implemented by the device is that, using the interval At as a measure of time, it performs the registration of ordinates (1) and (2) with a step kAt (K is integer) at a time interval equal to QD. In this case, each of the registered sequences contains ordinates, the values of which coincide with the values of the ordinates of the corresponding signal, located on a site of the same period with the gap At.
Равенство значений ординат этих последовательностей , а следовательно, и соответствующих сум.м имеет вид:The equality of the values of the ordinates of these sequences, and hence the corresponding sums, is:
(j KAt) k At (j KAt) k At
г НMr. N
. 2л .,. 2n.,
(i At)sin4piAt; (i At) sin4piAt;
(j-k-At)cos25 .kit .И (j-k-At) cos25 .kit .and
5050
2 - SF(i-At) AI, 2 - SF (i-At) AI,
(4)(four)
и имеет место тогда, когда значени периода шага дискретизации , а соответственно и величины 2 и К, соотнос тс между собой как взаимно простые числа.and takes place when the values of the period of the discretization step, and accordingly the values 2 and K, relate to each other as mutually simple numbers.
Правые части выражений (3) и (4) опре- ;1ел ют значени соответствующих коэффициентов Фурье (bi и ai) первой гармоники периодического сигнала F(t), вычисл емых по приближенным формулам Бессел .The right-hand sides of expressions (3) and (4) determine the values of the corresponding Fourier coefficients (bi and ai) of the first harmonic of the periodic signal F (t), calculated using the approximate Bessel formulas.
Така регистраци ординат сигналов (1) и (2), реализуема предложенным прибором и их последующее суммирование обеспечивает получение необходимых данных дл вычислени коэффициентов Фурье. При этом возможность выбора значени К, при котором шаг регистрации превышает посто нную времени примен емой аппаратуры , позвол ет регистрировать необходимое количество слагаемых левых частей выражений (3) и (4) дл определени коэффициентов Фурье с требуемой точностью.Such registration of the ordinates of signals (1) and (2), implemented by the proposed device and their subsequent summation, provides the necessary data to calculate the Fourier coefficients. In this case, the possibility of choosing the value of K, at which the step of registration exceeds the time constant of the equipment used, allows one to register the necessary number of addends of the left parts of expressions (3) and (4) to determine the Fourier coefficients with the required accuracy.
Прибор работает следуюш.им образом.The device works in the following way.
Последовательность импульсов 44 формируетс с периодичностью At на импульсном выходе 15 цифрового блока 1 генерации гармоник . На первом и втором кодовых выходах 11 и 12 этого блока образуютс коды , аппроксимирующие абсолютные значени , соответственно, синусоидальной и коси- нусоидальной функций времени в виде ступенчатых кривых.A sequence of pulses 44 is formed with a frequency At at the pulse output 15 of the digital harmonic generation unit 1. On the first and second code outputs 11 and 12 of this block, codes are formed that approximate the absolute values of the sinusoidal and cosine-sinusoidal functions of time, respectively, in the form of step curves.
Код абсолютной величины синусоидального сигнала, образуемый на . выходе 11, и бинарный сигнал 47 первого знакового выхода 13, воздействуют на выходы цифроана- логового преобразовател 2, образующего синусоидальный аналоговый сигнал, возбуждающий объект 25 испытаний. Объект 25 испытаний реагирует на это возбуждение образованием периодического сигнала F(t) на своем выходе.The code of the absolute value of the sinusoidal signal formed on. output 11, and the binary signal 47 of the first sign output 13, affect the outputs of the digital-to-analog converter 2, which forms a sinusoidal analog signal, exciting the test object 25. The test object 25 responds to this excitation by forming a periodic signal F (t) at its output.
Этот периодический сигнал поступает на аналоговые входы цифроаналоговых умножителей 3 и 4, цифровые входы которых одновременно воспринимают коды абсолютных значений синусоидального и косинусои- дального сигналов, соответственно, с выходов 11 и 12 цифрового блока 1.This periodic signal is fed to the analog inputs of digital-analog multipliers 3 and 4, the digital inputs of which simultaneously perceive the codes of the absolute values of the sinusoidal and cosine signals, respectively, from the outputs 11 and 12 of digital block 1.
Благодар этому на выходах первого и второго цифроаналоговых умножителей 3 и 4 образуютс сигналы произведенийDue to this, the outputs of the first and second digital-analog multipliers 3 and 4 form the signals of the products
F(t) и F(t)F (t) and F (t)
График 46 сигнала этого типа, образуемый на выходе первого цифроаналогового умножител 3, изображен на фиг. 4.A graph 46 of a signal of this type, formed at the output of the first digital-analogue multiplier 3, is shown in FIG. four.
Сигналы, образуемые цифроаналоговыми умножител ми 3 и 4, транслируютс , соответственно , на .информационные входы 16 и 19 дискретных интеграторов 5 и 6. На знаковые входы этих интеграторов со стороны знаковых выходов 13 и 14 цифрового блока 1 одновременно воздействуют сигналы, логические уровни которых воспроизвод т знаки, соответственно, синусоидальной и ко- синусоидальной гармоник . Один из этих сигналов, а именно сигнал выхода ГЗ цифрового блока 1, определ ющий знак синусоидальной гармоники, представлен графиком 47 на фиг. 4.The signals formed by digital-analog multipliers 3 and 4 are transmitted, respectively, to the information inputs 16 and 19 of discrete integrators 5 and 6. Sign inputs of these integrators from the sign outputs 13 and 14 of digital block 1 are simultaneously affected by signals whose playback logic levels t signs, respectively, of sinusoidal and sinusoidal harmonics. One of these signals, namely the output signal GZ of the digital unit 1, determining the sign of the sinusoidal harmonic, is represented by the graph 47 in FIG. four.
00
Дискретные интеграторы 5 и 6 при суммировании величин ординат сигналов, поступающих на их информационные входы 16 и 19. учитывают пол рность этих сигналов, а также логические уровни сигналов на своих знаковых входах 17 и 20 ,(знаки гармоник).Discrete integrators 5 and 6 when summing the values of the ordinates of the signals arriving at their information inputs 16 and 19. take into account the polarity of these signals, as well as the logical levels of the signals at their sign inputs 17 and 20, (harmonics signs).
Дискретные интеграторы 5 и 6 в момент воздействи на их управл ющие вхОды 18 и 21 последнего, т.е. импульса счетчика 7, образуемого им на интервале времени К.Т (график 45), выполн ют последнюю регистрацию ординат сигналов цифро- аналоговых умножителей 3 и 4, которые необходимы дл вычислени коэффициентов Фурье . В этот момент времени по заднему фрон5 ту К-го импульса знакового выхода 13 цифрового блока 1 (график 47), т.е. по истечении К периодов длительностью Т, второй счетчик 8 образует на своем выходе сигнал 48. Этот сигнал, воздейству на элемент 10 задержки, вызывает на его выходе через врем 6t. по в0 ление сигнала 49.Discrete integrators 5 and 6 at the moment of affecting their control inputs 18 and 21 of the latter, i.e. the pulse of the counter 7 formed by him on the time interval K.T. (plot 45) performs the last registration of the ordinates of the signals of the digital-analog multipliers 3 and 4, which are necessary to calculate the Fourier coefficients. At this point in time, on the falling edge of the K-th pulse of the sign output 13 of digital block 1 (chart 47), i.e. after the K periods of duration T expire, the second counter 8 forms a signal 48 at its output. This signal, acting on the delay element 10, causes its output at time 6t. at the signal level 49.
Сигнал 49, поступа на управл ющий вход 24 блока 9 измерени модул и фазы, инициирует его дл воспри ти через информационные входы 22 и 23 кодов, сформиро5 ванных на выходах дискретных интеграторов 5 и 6 и воспроизвод щих суммы ординат сигналов (1) и (2), зафиксированных с шагом дискретизации т КЛ1 на отрезке времени, равном К.Т.The signal 49 received at the control input 24 of the module 9 measuring the module and phase initiates it for sensing through the information inputs 22 and 23 of the codes generated at the outputs of discrete integrators 5 and 6 and reproducing the sum of the ordinate signals (1) and (2 ), recorded with a discretization step of m CL1 on a time interval equal to K.T.
Задержка возбуждени управл ющего вхо0 да 24 блока 9 измерени после по влени сигнала 48 необходима дл ожидани завершени переходных процессов в дискретных интеграторах 5 и 6., св занных с последним циклом суммировани .The excitation delay of control input 24 of measurement unit 9 after the occurrence of signal 48 is necessary to wait for the completion of transients in discrete integrators 5 and 6. associated with the last summation cycle.
Соответствие между значени ми аргумен5 тов ординат, регистрируемых дискретными интеграторами 5 и 6, а также значени ми аргументов ординат, располагаемых на участке одного периода дл случа , когда и Т 16At (фиг. 4), иллюстрируетс следующими соотношени ми:The correspondence between the values of the arguments of the ordinates recorded by discrete integrators 5 and 6, as well as the values of the arguments of the ordinates located in the same period for the case when T 16At (Fig. 4) is illustrated by the following relations:
00
5five
З.М З.Д(;Z.M.Z.D (;
6.At 6.At;6.At 6.At;
9.At 9.At; 12.At 12.At; 15.At 15.At; 18.At 2.At + T: 21.At 5.At + T; 24.At 8.At + T;9.At 9.At; 12.At 12.At; 15.At 15.At; 18.At 2.At + T: 21.At 5.At + T; 24.At 8.At + T;
27.At 11 .At + T;27.At 11 .At + T;
30.At 14.At + T;30.At 14.At + T;
33.At l.At + 2T;33.At l.At + 2T;
36.At 4.At + 2T;36.At 4.At + 2T;
39.At 7.At + 2T; 42.At 10.At + 2T; 45.At 13.At + 2T;39.At 7.At + 2T; 42.At 10.At + 2T; 45.At 13.At + 2T;
48.At O.At + 3T.48.At O.At + 3T.
Блок 9 измерени модул и фазы, зафиксировав через свои информационные вхо- 0 ДЬ1 22 и 23 коды чисел, определ ющих суммы ординат сигналов (1) и (2), выполн ет умножение зафиксированных сумм на масштабные множители , образу этим коэффициенты Фурье первой гармоники сигнала реакции объекта 25 испытаний на гармоническое воздействие со стороны цифроаналогового преобразовател 2:The module 9 measuring the module and the phase, fixing through its information inputs 0 DL1 22 and 23 codes of numbers defining the sums of the ordinates of signals (1) and (2), multiplies the fixed sums by the scale factors, thus forming the first harmonic Fourier coefficients object response 25 tests for harmonic effects from the digital-to-analog converter 2:
Ь, (j KAt).K-.t;B, (j KAt) .K-.t;
5five
a, (jKAt)a, (jKAt)
К At. To At.
Вычислив коэффициенты a nb, блок 9 определ ет с помощью известных соотношений амплитуду В и фазовый угол ф первой гар- МОНИКИ сигнала F(t):By calculating the coefficients a nb, block 9 determines, using known relations, the amplitude B and the phase angle f of the first HARMONIC of the signal F (t):
B(oj) Va1+bT;B (oj) Va1 + bT;
(п((л) arcig-r- .(n ((l) arcig-r-.
bi bi
Амплитудно-частотна характеристика объекта 25 испытаний вы вл етс блоком 9 путем определени отношени полученного значени амплитуды В(ы) к известному значению амплитуды гармонического воздействи , формируемого цифроаналоговым преобразователем 2. Поскольку момент, соответствующий нулевой фазе гармонического воздействи , прин т за начало отсчета времени при регистрации ординат выходного сигнала объекта 25 испытаний, то вычисленное значе- ние фазового угла cp(co) принимаетс за фа- зочастотную характеристику.The amplitude-frequency characteristic of the test object 25 is detected by block 9 by determining the ratio of the obtained amplitude value B (s) to the known amplitude value of the harmonic effect generated by the digital-to-analog converter 2. Since the moment corresponding to the zero phase of the harmonic effect is taken as the time reference at registration of the ordinates of the output signal of the test object 25, the calculated value of the phase angle cp (co) is taken as the phase response.
Данные, вычисл емые блоком 9 измерени модул и фазы, характеризующие частотные свойства объекта 25 испытаний, вое- производ тс на устройстве вывода этого блока.The data calculated by unit 9, the measurement of the module and phase, characterizing the frequency properties of the test object 25, are performed on the output device of this unit.
Графики фир. 5 изображают сигналы, дей- ствуюп 1ие во времени на первых двух и частично третьем периоде генерируемых гармоник . При этом они отображают вариант исполнени цифрового блока 1 ген-ерации гармоник 1, при котором разр дность счетчика 27 аргумента равна щести, а разр дность логического блока 28, запоминающего устройства 29 и буферных регистров 33 и 34 равна четырем.Fir charts. 5 depicts the signals acting in time in the first two and partly in the third period of the generated harmonics. In doing so, they depict a variant of the digital block 1 of the generation of harmonics 1, in which the width of the argument counter 27 is shch, and the width of the logic block 28, the memory 29 and the buffer registers 33 and 34 are four.
Цифровой блок 1 осуществл ет генерацию синусоидальной и косинусоидальной функции времени в виде последовательности кодов, отображающих абсолютные значени этих функций (графики 55 и 56) и сигналов, логические уровни которых соответствуют их знакам (сигнал, логический уровень которого воспроизводит знак синусоидальной гармоники , представлен графиком 47 на фиг. 4).Digital block 1 generates a sinusoidal and cosine wave function as a sequence of codes representing the absolute values of these functions (graphs 55 and 56) and signals whose logic levels correspond to their signs (the signal whose logic level reproduces the sinusoidal harmonic sign is represented by the graph 47 in Fig. 4).
Цифровой блок 1 содержит тактирующий генератор 26, формирующий П-образные импульсы (график 44), предназначенные дл тактировани работы цифрового блока 1 и всего прибора.Digital unit 1 contains a clock generator 26, which forms U-shaped impulses (plot 44) designed to clock the operation of the digital unit 1 and the entire instrument.
Эти импульсы поступают на импульсный выход 15 цифрового блока 1, на один из входов первого логического элемента 30 и на вход счетчика 27 аргумента, содержимое которого благодар этому равномерно мен етс во времени, причем заполнение всех разр дов счетчика происходит за врем , равное периоду генерируемых гармоник.These pulses go to the pulse output 15 of digital block 1, to one of the inputs of the first logic element 30 and to the input of the argument counter 27, the contents of which due to this evenly vary over time, and the filling of all the bits of the counter occurs during a time equal to the period of the generated harmonics .
Следовательно, частота этих гармоник определ етс периодичностью импульсов 44 и разр дностью счетчика 27 аргумента.Consequently, the frequency of these harmonics is determined by the frequency of the pulses 44 and the width of the counter 27 of the argument.
5five
00
0 0
5 five
00
5five
00
5five
00
Выходы (п-2) младших разр дов счетчика 27 аргумента, содержимое которых отображено графиком 50, поразр дно воздействуют на первые входы каждого элемента логического блока 28. Поскольку на объединенные вторые входы этих элементов поступают импульсы тактирующего генератора 26, то, выполн логическую операцию эквивалентности , каждый элемент логического блока 28 в момент действи импульса тактирующего генератора 26 воспроизводит логический уровень сигнала, поступающего на его первый вход, а в фазе паузы между импульсами образует сигнал отрицани этого логического уровн . Таким образом, на выходах логического блока 28 формируютс две перемежающиес между собой последовательности кодов (график 51), одна из которых отображает последовательность чисел, возрастающих от нул до максимального значени , равного ( ), а друга - убывающа от этой величины до нул .The outputs (n-2) of the lower bits of the argument counter 27, the contents of which are shown by the graph 50, bitwise affect the first inputs of each element of the logic block 28. Since the combined second inputs of these elements receive pulses of the clock generator 26, then they perform a logical equivalence operation , each element of the logic unit 28 at the time of the pulse of the clock generator 26 reproduces the logical level of the signal arriving at its first input, and in the phase of the pause between pulses forms a signal this logic level. Thus, at the outputs of logic block 28, two interleaved code sequences are formed (chart 51), one of which displays a sequence of numbers increasing from zero to a maximum value equal to (), and the other one decreasing from this value to zero.
Коды выхода логического блока 28 воздействуют на адресные входы запоминающего устройства 29. Это устройство хранит по равномерно возрастающим адресам последовательность чисел, аппроксимирующих в виде ступенчатой кривой синусоидальную функцию на интервале изменени аргу.мен- та, равном четверти периода.The output codes of the logic unit 28 affect the address inputs of the storage device 29. This device stores, at evenly increasing addresses, a sequence of numbers approximating a sinusoidal function in the form of a stepped curve in the interval of change of the argument value equal to a quarter of the period.
В результате воздействи кодовых посылок логического блока 28 на адресные входы запоминающего устройства 29 последнее образует на своих выходах коды двух перемежающихс последовательностей синусоидальной и косинусоидальной функций, воспроизвод их как ступенчатые кривые в первом квадранте (график 52). Этот процесс циклически повтор етс по мере изменени содержимого (п-2) младших разр дов счетчика 27 аргумента (график 51).As a result of the effect of the code messages of the logic unit 28 on the address inputs of the storage device 29, the latter at their outputs forms the codes of two interlaced sequences of sinusoidal and cosine functions, reproducing them as step curves in the first quadrant (plot 52). This process repeats cyclically as the contents of the (n-2) low bits of the argument counter 27 change (Figure 51).
Коды, формируемые на выходах запоминающего устройства 29, поразр дно поступают на первые входы (D-входы) одноименных разр дов как первого, так и второго буферных регистров 33 и 34. На вторые входы (С-входы) буферного регистра 34 воздействуют сигналы, образуемые на выходе первого логического элемента 30. Изменив свои логические уровни на инверторе 32, эти сигналы поступают па вторые входы (С-входы) буферного регистра 33.Codes generated at the outputs of the storage device 29, bitwise, arrive at the first inputs (D-inputs) of the same-named bits of both the first and second buffer registers 33 and 34. The second inputs (C-inputs) of the buffer register 34 are affected by the signals formed at the output of the first logic element 30. Changing their logic levels on the inverter 32, these signals arrive at the second inputs (C-inputs) of the buffer register 33.
Сигналы, воздействующие на вторые входы буферных регистров 33 и 34, имеют противоположные логические уровни, и при этом чередование фаз импульса и паузы у тех и других мен етс каждую четверть периода в силу того, что каждую четверть периода генерируемых гармоник мен етс логический уровень сигнала, воздействующего на один из входов логического элемента 30 со стороны (п-1) разр да счетчика 27 аргумента.The signals acting on the second inputs of the buffer registers 33 and 34 have opposite logic levels, and the phase alternation of the pulse and the pause of both of them changes every quarter of the period due to the fact that every quarter of the period of the generated harmonics the logical level of the signal acting on one of the inputs of the logic element 30 from the side (n-1) of the discharge of the counter 27 of the argument.
Така организаци воздействи приводит к тому, что первый буферный регистр 33 воспринимает со стороны запоминающегоSuch an organization of influence leads to the fact that the first buffer register 33 is perceived by the memory
77
устройства 29 последовательность кодов, воспроизвод щих абсолютную величину синусоиды , а второй буферный регистр 34 воспринимает коды, отображающие абсолютную величину косинусоиды. При этом каждое значение кода, восприн тое буферными регистрами 33 и 34, запоминаетс до очередного момента воздействи на их вторые входы импульса логического элемента 30 и инвертора 32, соответственно. В эти моменты бупреобразователь 35, который из момент ординату сигнала 46 на мационном входе 16. Кроме тог импульсов 47 возбуждает элемен ки, а первый из этих импульс триггер 38 в единичное состо впрвлТЬ остаетс неизменным.device 29 is a sequence of codes that reproduce the absolute value of the sine wave, and the second buffer register 34 accepts codes that represent the absolute value of the cosine curve. Moreover, each code value sensed by the buffer registers 33 and 34 is memorized until the next moment of influence on their second pulse inputs of the logic element 30 and inverter 32, respectively. At these moments, a bump converter 35, which is from the moment of the ordinate of the signal 46 at the mapping input 16. In addition to these pulses 47, excites the elements, and the first of these pulses the trigger 38 in the forward state remains unchanged.
Единичный логический уров 38, транслируемый на вход 42 п режимов работы, переводит накA single logical level of 38 transmitted to the input of 42 n modes of operation translates
ферные регистры 33 и 34 воспринимают 10 сумматор 37 в рабочий режим.Fern registers 33 and 34 take 10 adder 37 to the operating mode.
через свои первые входы очередное значение соответствуюпдего гармонического сигнала, формируемое на выходе запоминающего устройства 29.through its first inputs, the next value corresponds to a harmonic signal generated at the output of the memory device 29.
Образование абсолютного значени коси- нусоидальной функции на буферном регистре 34 (график 55) иллюстрируетс совпадением единичных логических уровней сигнала выхода логического элемента 30 (график 54) и соответствующих кодов косинусоиды, выбираемых при этом из двух перемежающихс последовательностей кодов на выходе запоминающего устройства 29 (график 52).The formation of the absolute value of the cosinusoidal function on the buffer register 34 (plot 55) is illustrated by the coincidence of the unitary logic levels of the output signal of the logic element 30 (plot 54) and the corresponding cosine codes chosen at the same time from the two interleaved code sequences at the output of the memory 29 (plot 52 ).
Образование кодов абсолютного значени синусоидальной гармоники (график 55) на буферном регистре 33 выполн етс аналогично при совпадении единичных логических уровней сигналов на выходе инвертора 32 и соответствующих кодов синусоиды в составе сигнала на выходе запоминающего устройства 29 (график 52).The formation of absolute sinusoidal harmonic codes (plot 55) on the buffer register 33 is performed similarly when the unit logical signal levels at the output of the inverter 32 and the corresponding sinusoid codes within the signal at the output of the storage device 29 (plot 52) coincide.
1515
Код измеренной ординаты сигнала 46 (пр мой, если она положительна и обратный , если она отрицательна ) формируетс на выходе аналого-цифрового преобразова тел 35.The code of the measured ordinate of the signal 46 (direct, if it is positive and reverse if it is negative) is generated at the output of the analog-digital conversion of the body 35.
При нулевом логическом уровне сигнала 47 на знаковом входе 17 (положительное значение синусоидальной гармоники) выход логического блока 36 воспроизводит 20 код выхода аналого-цифрового преобразовател 35.At zero logic level of the signal 47 at the sign input 17 (positive value of the sinusoidal harmonic), the output of the logic unit 36 reproduces the 20 output code of the analog-to-digital converter 35.
При единичном логическом уровне сигнала 47 на знаковом входе 17 логический блок 36 образует на своем выходе код, обратный коду, формируемому аналого-циф- 25 ровым преобразователем 35.With a single logical level of the signal 47 at the sign input 17, the logic unit 36 forms at its output a code opposite to the code generated by the analog-to-digital converter 35.
Это осуществл етс благодар тому, что каждый элемент логического блока 36 выполн ет логическую операцию ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.This is due to the fact that each element of the logic unit 36 performs a logical EXCLUSIVE OR operation.
Элемент 39 задержки, возбуждаемый соThe delay element 39 triggered by
Сигнал, отображающий знак синусоидаль- стороны управл ющего входа 18 импульсамиSignal showing the sign of the sinusoidal side of the control input 18 pulses
ной гармоники, образуетс как логический уровень сигнала пр мого выхода старшего разр да счетчика 27 аргумента. Этот сигнал выводитс на первый знаковый выход 13 цифрового блока 1.harmonics, is formed as a logical signal level of the direct output of the high bit of the argument counter 27. This signal is output to the first sign output 13 of digital block 1.
Сигнал, отображающий знак косинусои- дальной гармоники, образуетс вторым логическим элементом 31 (эквивалентность), на входы которого поданы сигналы пр мых выходов п-го и (п-1)-го разр дов счетчика 27 аргумента.The signal representing the sign of the cosine harmonic is formed by the second logic element 31 (equivalence), the inputs of which are fed to the direct outputs of the n-th and (n-1) -th bits of the argument counter 27.
Работа дискретных интеграторов 5 и 6 по сн етс на примере работы первого дискретного интегратора 5 с помощью структурной схемы (фиг. 3) и графиков, изображенных на фиг. 4.The operation of discrete integrators 5 and 6 is illustrated by the example of the operation of the first discrete integrator 5 using the block diagram (FIG. 3) and the graphs shown in FIG. four.
3535
45 спуст фиксированное врем задержки, инициирует через вход 41 записи накапливаю щий сумматор 37, который в силу этого регистрирует код, сформированный на выходе логического блока 36, и осуществл ет его сложение с ранее полученной суммой значений кодов, зафиксированных в предыдущие моменты воздействи сигналов элемента 39 задержки на вход 41 записи.45 after a fixed delay time, initiates through the input 41 of the recording an accumulating adder 37, which by virtue of this registers the code generated at the output of the logic unit 36, and adds it to the previously obtained sum of the code values recorded at the previous moments of the signals from element 39 entry delay 41 entries.
Поскольку на вход 43 переноса накап- 40 ливающего сумматора 37 через знаковый вход 17 поступают сигналы 47, логические уровни которых воспроизвод т во времени знаки синусоидальной гармоники, то сум миро- ванне, выполн емое накапливающим сумматором 37, осуществл етс как алгебраичесПеред началом работы прибора содер- 45 кое, учитывающее как пол рность сигнала вы- жимое накапливающего сумматора 37 обну-хода объекта 25 исследовани , воспроизвол етс при нулевом состо нии RS-тригге-димую пол рностью сигнала 46, так и знакSince the input 43 of the transfer of the accumulating adder 37 through the sign input 17 receives signals 47, the logic levels of which reproduce sine-wave harmonic signs in time, the sum is performed by accumulating adder 37 as algebraic. - 45 something, which takes into account both the polarity of the signal, the extrusion of the accumulating adder 37, the zero-stroke of the object 25 of the study, is reproduced in the zero state of the RS-triggered polarity of the signal 46, and the sign
гармонического сигнала (в данном случаеharmonic signal (in this case
ра 38, воздействующего на вход 42 пере ключени режимов работы.38, acting on the input 42 of the switching modes.
Сигнал 46, представл ющий произведение выходного сигнала объекта 25 исследовани на абсолютную величину синусоидальной гармоники, поступает на информационный вход 16 аналого-цифрового преобразовател 35.The signal 46, representing the product of the output signal of the object 25 of the study by the absolute value of the sinusoidal harmonic, is fed to the information input 16 of the analog-to-digital converter 35.
Каждый импульс 45, воздействующий на управл ющий вход 18 со стороны первого счетчика 7, инициирует аналого-цифровойEach pulse 45 acting on the control input 18 from the side of the first counter 7 initiates an analog-digital
синусоиды), воспроизводимый логическим уровнем сигнала 47.sine wave), reproduced by the logic level of the signal 47.
Элемент 39 задержки осуществл ет выдержку времени перед началом суммировани , выполн емым накапливающим сумматором 37.The delay element 39 performs the time delay before the start of the summation performed by the accumulation adder 37.
Эта задержка необходима дл ожидани - 55 заверщени переходного процесса в аналого-цифровом преобразователе 35.This delay is necessary to wait - 55 for the completion of the transient process in the analog-to-digital converter 35.
Второй дискретный интегратор 6 работает, аналогично.The second discrete integrator 6 works in a similar way.
8eight
преобразователь 35, который измер ет в этот момент ординату сигнала 46 на своем информационном входе 16. Кроме того, каждый из импульсов 47 возбуждает элемент 39 задержки , а первый из этих импульсов переводит триггер 38 в единичное состо ние, которое впрвлТЬ остаетс неизменным.Converter 35, which measures the ordinate of signal 46 at its information input 16 at this time. In addition, each of the pulses 47 excites a delay element 39, and the first of these pulses converts the flip-flop 38 into a single state, which forward remains unchanged.
Единичный логический уровень триггера 38, транслируемый на вход 42 переключени режимов работы, переводит накапливаюп ийA single logic level of the trigger 38 transmitted to the mode switching input 42 translates the accumulated
сумматор 37 в рабочий режим.adder 37 in operating mode.
Код измеренной ординаты сигнала 46 (пр мой, если она положительна и обратный , если она отрицательна ) формируетс на выходе аналого-цифрового преобразова тел 35.The code of the measured ordinate of the signal 46 (direct, if it is positive and reverse if it is negative) is generated at the output of the analog-digital conversion of the body 35.
При нулевом логическом уровне сигнала 47 на знаковом входе 17 (положительное значение синусоидальной гармоники) выход логического блока 36 воспроизводит код выхода аналого-цифрового преобразовател 35.At zero logic level of the signal 47 at the sign input 17 (positive value of the sinusoidal harmonic), the output of the logic unit 36 reproduces the output code of the analog-to-digital converter 35.
При единичном логическом уровне сигнала 47 на знаковом входе 17 логический блок 36 образует на своем выходе код, обратный коду, формируемому аналого-циф- ровым преобразователем 35.At a single logic level of the signal 47 at the input input 17, the logic unit 36 forms at its output a code opposite to the code generated by the analog-to-digital converter 35.
Это осуществл етс благодар тому, что каждый элемент логического блока 36 выполн ет логическую операцию ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.This is due to the fact that each element of the logic unit 36 performs a logical EXCLUSIVE OR operation.
Элемент 39 задержки, возбуждаемый соThe delay element 39 triggered by
стороны управл ющего входа 18 импульсамиcontrol input side 18 pulses
стороны управл ющего входа 18 импульсамиcontrol input side 18 pulses
45 спуст фиксированное врем задержки, инициирует через вход 41 записи накапливаю щий сумматор 37, который в силу этого регистрирует код, сформированный на выходе логического блока 36, и осуществл ет его сложение с ранее полученной суммой значений кодов, зафиксированных в предыдущие моменты воздействи сигналов элемента 39 задержки на вход 41 записи.45 after a fixed delay time, initiates through the input 41 of the recording an accumulating adder 37, which by virtue of this registers the code generated at the output of the logic unit 36, and adds it to the previously obtained sum of the code values recorded at the previous moments of the signals from element 39 entry delay 41 entries.
Поскольку на вход 43 переноса накап- ливающего сумматора 37 через знаковый вход 17 поступают сигналы 47, логические уровни которых воспроизвод т во времени знаки синусоидальной гармоники, то сум миро- ванне, выполн емое накапливающим сумматором 37, осуществл етс как алгебраическое , учитывающее как пол рность сигнала вы- хода объекта 25 исследовани , воспроизвосинусоиды ), воспроизводимый логическим уровнем сигнала 47.Since the input 43 of the transfer of the accumulating adder 37 through the sign input 17 receives signals 47, the logic levels of which reproduce sine-wave harmonic signs in time, the sum of the summation performed by accumulating adder 37 is algebraic, taking into account the polarity the output signal of the object of study 25, reproduced sine wave), reproduced by the logical level of the signal 47.
Элемент 39 задержки осуществл ет выдержку времени перед началом суммировани , выполн емым накапливающим сумматором 37.The delay element 39 performs the time delay before the start of the summation performed by the accumulation adder 37.
Эта задержка необходима дл ожидани - 5 заверщени переходного процесса в аналого-цифровом преобразователе 35.This delay is necessary to wait - 5 the completion of the transition process in the analog-to-digital converter 35.
Второй дискретный интегратор 6 работает, аналогично.The second discrete integrator 6 works in a similar way.
99
Прибор дл измерени частотных характеристик осуществл ет их определение с высокой точностью, так как иозвол ет измерить необходимое количество ординат, эквивалент ное их множеству, располагаемому на интервале одного периода, и при этом обеспечивает применение аппаратуры с достаточной разр дностью измерени и иреобразова- ни данных.A device for measuring frequency characteristics performs their determination with high accuracy, since it allows you to measure the required number of ordinates, equivalent to their set located on the interval of one period, and at the same time ensures the use of equipment with a sufficient size of data measurement and transformation.
Кроме того, логика работы прибора позвол ет снизить требовани к динамическим характеристикам используемой аппаратуры (посто нные времени измерени , преобразовани и вычислительных операций) без снижени точности результатов.In addition, the logic of the instrument operation reduces the requirements for the dynamic characteristics of the equipment used (constant measurement times, transformations, and computational operations) without reducing the accuracy of the results.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864073472A SU1335935A1 (en) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | Device for measuring frequency characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864073472A SU1335935A1 (en) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | Device for measuring frequency characteristics |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1335935A1 true SU1335935A1 (en) | 1987-09-07 |
Family
ID=21239929
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864073472A SU1335935A1 (en) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | Device for measuring frequency characteristics |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1335935A1 (en) |
-
1986
- 1986-04-07 SU SU864073472A patent/SU1335935A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 679944, кл. G 05 В 23/02, 1979. Авторское свидетельство СССР № 199535, кл. G 05 В 23/00, 1967. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4636719A (en) | Apparatus for extended precision phase measurement | |
WO2004031789A1 (en) | Test device and test method | |
SU1335935A1 (en) | Device for measuring frequency characteristics | |
US5970432A (en) | Apparatus and method for measuring displacement | |
US6496783B1 (en) | Electric power calculation system | |
JP3026533B2 (en) | Reactive energy meter | |
RU2089920C1 (en) | Digital meter of phase shift | |
SU1118933A1 (en) | Digital phase detector | |
SU1145305A1 (en) | Device for measuring three-phase network symmetrical components | |
SU1272272A2 (en) | Amplitude-phase harmonic analyzer | |
SU1166010A1 (en) | Digital autocompensating phasemeter | |
RU2093841C1 (en) | Measuring transducer for current and voltage harmonic components | |
SU918873A1 (en) | Digital frequency meter | |
RU2107390C1 (en) | Method for measuring shaft rotation angle | |
SU1652933A1 (en) | Digital voltmeter for measuring ac effective values | |
SU1280614A1 (en) | Device for calculating values of functions | |
RU1784836C (en) | Displacement measuring device | |
SU1596264A2 (en) | Apparatus for measuring electric power | |
SU1401554A1 (en) | Multifrequency signal shaper | |
SU767663A1 (en) | Method for measuring phase shift | |
SU712766A1 (en) | Digital voltage meter | |
SU993162A1 (en) | Digital device for measuring voltage assymetry | |
SU928252A1 (en) | Method and device for measuring phase shift | |
RU1774464C (en) | Digital frequency synthesizer | |
SU1350513A1 (en) | Device for determining disbalance vector |