SU1626174A1 - Method for determining the frequency of sine signals - Google Patents

Method for determining the frequency of sine signals Download PDF

Info

Publication number
SU1626174A1
SU1626174A1 SU884392046A SU4392046A SU1626174A1 SU 1626174 A1 SU1626174 A1 SU 1626174A1 SU 884392046 A SU884392046 A SU 884392046A SU 4392046 A SU4392046 A SU 4392046A SU 1626174 A1 SU1626174 A1 SU 1626174A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
signal
sinusoidal
input
sinusoidal signal
Prior art date
Application number
SU884392046A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антанас-Саулюс Самуэлио Саухатас
Дмитрий Романович Любарский
Александр Владимирович Труфанов
Original Assignee
Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект"
Рижский политехнический институт им.А.Я.Пельше
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 Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект", Рижский политехнический институт им.А.Я.Пельше filed Critical Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект"
Priority to SU884392046A priority Critical patent/SU1626174A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1626174A1 publication Critical patent/SU1626174A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)

Abstract

Изобретение касаетс  элекгро- радиоизмерений. Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  частоты. Сущность способа определени  частоты синусоидального сигнала заключаетс  в формировании из входного сигнала двух взаимно ортогональных, в измерении трех мгновенных значении каждого из этих сигналов через эталонные интервалы времени, причем момент измерени  третьего MIновечного значени  одного из гзаимно ортогональных сигналов совпадает с измерением первого мгно- венного значени  другого. Приведена Формула дл  определени  частоты сигнала , а также описано устройство дл  реализации способа. Формирование взаимно ортогональных сигналов и их последующа  обработка позволили повысить точноеib определени  частоты сигнала за врем , меньшее длительности его полупериода. 1 ил. (ЛThe invention relates to electrical and radio measurements. The aim of the invention is to improve the accuracy of frequency determination. The method of determining the frequency of a sinusoidal signal consists of forming two mutually orthogonal signals from the input signal, measuring three instantaneous values of each of these signals at reference time intervals, with the measurement moment of the third MI of one of the mutually orthogonal signals coinciding with the measurement of the first instantaneous value of the other . A formula is given for determining the signal frequency, and a device for implementing the method is also described. The formation of mutually orthogonal signals and their subsequent processing made it possible to increase the exact frequency of the signal in a time shorter than its half-period. 1 il. (L

Description

Изобретение относитс  к электро- радиоизмерени м и может использоватьс  дл  определени  частоты за врем , меньшее длительности полупериода.The invention relates to electro-radio measurements and can be used to determine a frequency in a time shorter than a half period.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности.The aim of the invention is to improve the accuracy.

Сущность способа определени  частоты синусоидального сигнала заключаетс  в следующем.The essence of the method for determining the frequency of a sinusoidal signal is as follows.

Из входного синусоидального сигнала формируют дополнительный синусоидальный сигнал,  вл ющийс  ортогональным по отношению к входному синусоидальному сигналу, т.е. совместно они образуют систему взаимно- ортогональных синусоидальных сигналов . Последовательно во времени через фиксированный эталонный интервал времени производ т измерени  трех мгновенных значений входного синусоидального сигнала и трех мгновенных значений дополнительного синусоидального сигнала, причем измерение третьего мгновенного значени  входного синусоидального сигнала извод т одновременно с измерением первого мгновенного значени  дополнительного синусоидального сигнала.An additional sinusoidal signal is formed from the input sinusoidal signal, which is orthogonal with respect to the input sinusoidal signal, i.e. together they form a system of mutually orthogonal sinusoidal signals. Three instantaneous values of the input sinusoidal signal and three instantaneous values of the additional sinusoidal signal are measured sequentially in time at a fixed reference time interval, and the third instantaneous value of the input sinusoidal signal is measured simultaneously with the measurement of the first instantaneous value of the additional sinusoidal signal.

1one

4i

Частоту сигнала определ ют согласно математическому выражениюThe frequency of the signal is determined according to a mathematical expression.

f 1 UdJ - IhUi ...f 1 UdJ - IhUi ...

f vri arccos zopn W (1) f vri arccos zopn W (1)

где А - значение эталонного интервала времени;where A is the value of the reference time interval;

Ui.Ut.,Ui.Ut.,

U3 и U, ,U3 and U,

Hi, Uj - мгновенные значени  соответственно входного и дополнительного синусоидальных сигналов.Hi, Uj are the instantaneous values of the input and additional sinusoidal signals, respectively.

Справедливость математического вы- ражени  (1) может быть доказана следующим образом.The validity of the mathematical expression (1) can be proved as follows.

Пусть V., V. амплитуды взаимно- ортогональных синусоидальных сигналов , тогда результаты измерений их мгновенных значений выражаютс  в видеLet V., V. amplitudes of mutually orthogonal sinusoidal signals, then the measurement results of their instantaneous values are expressed as

L, V cos (at - 2(ОЛ),L, V cos (at - 2 (OL),

VAcosfa)t -(04), VAcosfa) t - (04),

U3 VA cosLO t,U3 VA cosLO t,

Uj VRsin(Jt,Uj vrsin (jt,

Ui VR sin (CDt +Ш),Ui VR sin (CDt + W),

VRsin(Wt + 2«A). VRsin (Wt + 2 “A).

Рассмотоим выражениеExpress the expression

-а-Ј- -а cos (at -Ш) sin()- VAVR-a-Ј- -а cos (at -Ш) sin () - VAVR

-cosLOt.sinQt 5 (sin2QU+sin2CQt) -- sin2(i3t - sin2U)A.-cosLOt.sinQt 5 (sin2QU + sin2CQt) - sin2 (i3t - sin2U) A.

Использу  дополнительные отсчеты U, и 1)3, удаленные от U} на 2ОД, можно получитьUsing additional samples U, and 1) 3, remote from U} by 2OD, you can get

1 , л, - 1, l, -

sinACOA -  sinACOA -

AVR двух последних выражений AVR last two expressions

з1п4(йД s1p4 (yd

8ln2cou - 8ln2cou -

откудаfrom where

cos2G3A cos2G3A

U,U3 - yvL lU, U3 - yvL l

2(U2UJ U,U,) и при f (0/21Г2 (U2UJ U, U,) and at f (0 / 21Г

1U4U3 - IHU1U4U3 - IHU

f arccos Х7Г-ГЦП ГTf arccos H7G-GCP GT

A IIU 2(b2U - Ugtf )A IIU 2 (b2U - Ugtf)

Таким образом, результат определени  частоты принципиально не зависитThus, the result of determining the frequency does not depend in principle

5five

00

0 0

40 40

5five

30thirty

3535

4545

5050

5555

от амплитуд взаимноортогональных синусоидальных сигналов, соотношение между которыми может быть произвольным , что  вл етс  преимуществом способа перед известнымfrom amplitudes of mutually orthogonal sinusoidal signals, the ratio between which can be arbitrary, which is an advantage of the method over the known

На чертеже представлена структурна  схема устройства, реализующего предлагаемый способ.The drawing shows a block diagram of the device that implements the proposed method.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, генераторThe device contains an analog-to-digital converter 1, a generator

2тактовых импульсов, цифровые фильтры 3 и 4 первого и второго видов, регистры 5-10 пак ти, блоки 11-13 умножени , блоки 14-15 вычитани , блок 16 делени , цифроаналоговый преобразователь 17 и функциональный преобразователь 18.2-stroke pulses, digital filters 3 and 4 of the first and second types, registers 5-10 packets, blocks 11-13 multiplication, blocks 14-15 subtraction, block 16 divisions, digital-to-analog converter 17 and functional converter 18.

Выход генератора 2 соединен с управл ющими входами цифровых фильтровThe output of generator 2 is connected to the control inputs of digital filters.

3и 4 и аналого-цифрового преобразовател  I, выход которого объединен с входами цифровых фильтров 3 и 4. Выход цифрового фильтра 3 через последовательно соединенные регистры 5-7 пам ти, и блок 13 умножени  подключен к объединенным первым входам блоков 14 и 15 вычитани , а выход цифрового фильтра 4 через последовательно соединенные регистры 8-10 пам ти и блок 11 умножени  подключен к второму входу блока 14 вычитани . Выходы регистров 5 и 8 пам ти подключены соответственно к вторым входам блоков 11 и 13 умножени . Выходы регистров 6 и 9 пам ти.соединены с входами блока3 and 4 and analog-to-digital converter I, the output of which is combined with the inputs of digital filters 3 and 4. The output of digital filter 3 is connected through serially connected memory registers 5-7, and multiplication unit 13 is connected to the combined first inputs of subtractors 14 and 15, and the output of digital filter 4 is connected via serially connected memory registers 8-10 and multiplication unit 11 is connected to the second input of subtraction unit 14. The outputs of memory registers 5 and 8 are connected respectively to the second inputs of multiplication blocks 11 and 13. The outputs of memory registers 6 and 9 are connected to the inputs of the block

12 умножени , выход которого подключен к второму входу блока 15 вычитани . Выходы блоков 14 и 15 вычитани  соединены с входами блока 16 делени , выход которого через последовательно включенные цифроаналоговый преобразователь 17 и функциональный преобразователь 18 соединены с выходом устройства .12 multiplication, the output of which is connected to the second input of the subtraction unit 15. The outputs of blocks 14 and 15 of the subtraction are connected to the inputs of block 16, the output of which is connected through a series-connected digital-to-analog converter 17 and a functional converter 18 to the output of the device.

Устройство работает следующим образомThe device works as follows

Контролируемое напр жение поступает на аналоговый вход аналого-цифрового преобразовател  1, который совместно с генератором 2 тактовых импульсов производит преобразование мгновенных значений контролируемого напр жени  в цифровой код. Этот код поступает на объединенные входы цифровых фильтров 3 и 4, которые осуществл ют совместно с генератором 2 цифровую фильтрацию, уменьша  вли ние высших гармонических составл юThe monitored voltage is fed to the analog input of the analog-digital converter 1, which, together with the 2 clock pulse generator, converts the instantaneous values of the monitored voltage to a digital code. This code goes to the combined inputs of digital filters 3 and 4, which, together with the generator 2, perform digital filtering, reducing the effect of higher harmonics.

ИAND

щих. При этом на выходах цифровых фильтров 3 и 4 имеют место последо- вателыюсти кодов в-.шимноортогональ- ных (косннусондалъных и сннусондаль- ных) сигналов в соотнетствии с при- веденными выражени ми.of At the same time, at the outputs of digital filters 3 and 4, there are sequences of codes in –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

В группе последовательно соединенных регистров пам ти размета- етс  информаци  о трех последователь ных мгновенных значени х косннусо- идальной составл ющей входного сигна ла U, а во второй группе регистров пам ти размещаетс  информаци  о трех последовательных мгновенных значени х синусоидальной составл ющей входного сигнала U . При этом значении косинусондалы ой составл ющей Uj , Г, L j сдвину Ы во времени на 2Д по OTHoiiiennK) к синусоидальным составл ющим U|, Г,,, lj соответственно .In a group of serially connected memory registers, information about three consecutive instantaneous values of the cosmic and numerical components of the input signal U is scaled, and the second group of memory registers contains information about three consecutive instantaneous values of the sinusoidal components of the input signal U. With this value of cosine-sonals of the Oh component, Uj, G, L j, the shift of У in time (by 2D OTHoiiiennK) to the sinusoidal components U |, Г ,,, lj, respectively.

Блок I1 умножении осуществл ет умножение в цифровом юде сигналов первого мгновенного значении коси- нусоидальной составл ющей Г ( и третьего мгновенного значени  синусоидальном составл ющей Uj контролируемого напр жени . В блоке 12 умножени  производитс  операци  перемножени  вторых мгновенных значений косинусоидальной LL и синусоидальной LЈ составл ющих контролируемого напр жении. В блоке 13 умножени  производитс  операци  перемноже- ни  третьего мгновенного значени  косинусоидальной составл ющей U и первого мгновенного значени  синусоидальной составл ющей UJ контролируемого напр жени . Блоком 14 осу ществл етс  вычитание из результата на выходе блока 11 умножени  резуль тата на выходе блока 13 умножени . Блоком 15 осуществл етс  вычитание из результата на выходе блока 12 ре- зультата на выходе блока 13. В блоке 16 делени  осуществл етс  деление результата на выходе блока 14 вычи- тани  на удвоенный результат на выходе блока 15 вычитани . Результат де лени  с выхода блока 16 поступает наThe multiplication unit I1 multiplies in a digital trial the signals of the first instantaneous cosinusoidal component G (and the third instantaneous value of the sinusoidal component Uj of the controlled voltage. In multiplication unit 12, the operation of multiplying the second instantaneous values of the cosine LL and sinusoidal LЈ composition is performed, multiplying the second instantaneous values of the cosine LL and sinusoidal L composition and the multiplication of the second instantaneous values of the cosine LL and the sinusoidal LЈ composition In multiplication unit 13, the operation is performed by multiplying the third instantaneous value of the cosine-shaped component U and the first instantaneous value the constricted component UJ of the monitored voltage. The unit 14 performs the subtraction from the result at the output of the multiplication unit 11 at the output of the multiplication unit 13. The unit 15 subtracts from the result at the output of the unit 12 the output at unit 13. In the unit 16 dividing the result at the output of the subtraction unit 14 by the doubled result at the output of the subtracting unit 15.

4646

чифро л налоговый реоПра чоц.тм л . 1 7,chifro l tax reopra chots.tm l. 1 7,

КОТОРЫЙ ПрепГ рач Г Illhi j КОД иWHICH PREP RACH G Illhi j CODE &

аналоговый cnrnai. Пог-.кдпин обрабатываетс  функп -ючллI lii-iri Н1им1 )р,|чова - гелем 18 (nrcros).analog cnrnai. Pokh-kdpin is processed by the function fi-cell ii lii-iri n1im1) p, | chova - gel 18 (nrcros).

Таким оПрл f, iniie ортогональных сигналов и их обработка и соответствии с матем rni icci и ч выражением (1) 1ШЧВОЛ(Т 1ЮЦ1 СП I ) ТОЧНОСТЬSo OPF f, iniie orthogonal signals and their processing and compliance with the rni icci mate and h expression (1) 1SChWOL (T 1yut1 SP I) ACCURACY

определени  часто гы синусоидального сигнала ча врем , MeiiLiiict /пи ге. ти его полупериода, форм у л а и ч о (1 р с т е н и  determination of the frequency of a sinusoidal signal frequently, MeiiLiiict / pi ge. ti of its half-period, forms of a l a and h o (1 p with these and

Способ определени  частоты синусоидально ) о смгналл, основанный на последоватепьном во времени итмеро- нии двух МГНОРСПНЫХ значении входного синусоидального спгппца и двух мгновенных значении сформированного дополнительного синусоп.дального сигнала , вз тых в обоих случа х через эталонный интервал времени, о т л и- ч а ю щ и и   тем, что, с целью новьш1ени  точности, дополнительный синусоидальный сигнал формируют ор- тогональным по отношению к входному синусоидальному сигналу и дополнительно измер ю1 третьи мгновенные значени  входного н дополнительного сицусоидальш.1х сигналов та,е через эталонный шпервал времени, причем.. момент измерени  т 5етьего мгновенного значени  входного синусоидального сигнала совпадает с измерением первого мгновенного значени  дополнительного синусоидального сигнала, а частоту f определ ют согласно математическому выражениюThe method of determining the frequency of a sinusoidal) smignall, based on the successive in time of the measurement of two MULTIFUNCTION values of the input sinusoidal spgppts and two instantaneous values of the generated additional sinusopal long-range signal, taken in both cases at a reference time interval of about a liter and with the fact that, for the purpose of newer accuracy, the additional sinusoidal signal is formed orthogonal with respect to the input sinusoidal signal and, additionally, the third instantaneous values of the input signal About an additional signal. 1.x signals that, e through a reference time interval, and ... the measurement time of its instantaneous value of the input sinusoidal signal coincides with the measurement of the first instantaneous value of the additional sinusoidal signal, and the frequency f is determined according to a mathematical expression

f arccosf arccos

uLu2 - и,у,uLu2 - and, y,

2()2 ()

значени  эталонного интервала времени;the value of the reference time interval;

мгновенные значени  соответственно входного н допол нительного синусоидальных сигналов.instantaneous values, respectively, of the input and additional sinusoidal signals.

IIII

Claims (2)

Способ определения частоты синусоидального сигнала, основанный на последовательном во времени измерении двух мгновенных значении входного синусоидального сигнала и двух мгновенных значений сформированного дополнительного синусоидального сигнала, взятых в обоих случаях через эталонный интервал времени, о т л и— ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, дополнительный синусоидальны!! сигнал формируют ортогональным по отношению к входному синусоидальному сигналу и дополнительно измеряют третьи мгновенные значения входного и дополнительного синусоидальных сигналов также через эталонный интервал времени, причем, момент измерения третьего мгновенного значения входного синусоидального сигнала совпадает с измерением первого мгновенного значения дополнительного синусоидального сигнала, а частоту f определяют согласно математическому выражениюA method for determining the frequency of a sinusoidal signal, based on a sequential measurement of two instantaneous values of the input sinusoidal signal and two instantaneous values of the generated additional sinusoidal signal, taken in both cases through a reference time interval, and so on and so on. that, in order to increase accuracy, an additional sinusoidal !! the signal is formed orthogonal with respect to the input sinusoidal signal and additionally measure the third instantaneous values of the input and additional sinusoidal signals also through the reference time interval, moreover, the moment of measurement of the third instantaneous value of the input sinusoidal signal coincides with the measurement of the first instantaneous value of the additional sinusoidal signal, and the frequency f is determined according to mathematical expression 1 и, и, - υ,υί f 4^ arccos 2(ΰ?_ϋ[~ υ3ΰ[) где Д - значения эталонного интервала времени;1 and, and, - υ, υί f 4 ^ arccos 2 (ΰ ? _Ϋ [~ υ 3 ΰ [) where D are the values of the reference time interval; U4 , Цг, Uj и И(, , U1 - мгновенные значения соот—U 4 , C g , Uj and And ( ,, U1 - instantaneous values respectively 2 з ветственнс входного и дополнительного синусоидальных сигналов.2 of the input and auxiliary sinusoidal signals.
SU884392046A 1988-03-14 1988-03-14 Method for determining the frequency of sine signals SU1626174A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884392046A SU1626174A1 (en) 1988-03-14 1988-03-14 Method for determining the frequency of sine signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884392046A SU1626174A1 (en) 1988-03-14 1988-03-14 Method for determining the frequency of sine signals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1626174A1 true SU1626174A1 (en) 1991-02-07

Family

ID=21361105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884392046A SU1626174A1 (en) 1988-03-14 1988-03-14 Method for determining the frequency of sine signals

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1626174A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР Ь 1471145, кл. С 01 R 23/00, 1989. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB1572554A (en) Method of and apparatus for digitally measuring the speed of rotation of a rotatable component
SU1626174A1 (en) Method for determining the frequency of sine signals
EP0058050B1 (en) Measuring method
SU1262730A1 (en) Shaft turn angle-to-digital converter
SU1462232A1 (en) Regulator
SU1728857A2 (en) Multichannel measuring device
SU1019356A1 (en) Digital phase meter
SU1282164A1 (en) Sine signal correlator
SU1406513A1 (en) Amplitude-phase meter with discrete orthogonal processing of signal
SU767964A1 (en) Device for analog-digital converter
SU756299A1 (en) Digital voltmeter
SU1091202A1 (en) Shaft turn angle encoder
SU444232A1 (en) Angle Code Transducer
SU1622846A1 (en) Device for measuring pulse duration
SU1169150A1 (en) Synchronous filter
SU1162043A1 (en) Shaft turn angle encoder
SU706925A1 (en) Analogue-digital converter
SU1088045A1 (en) Shaft turn angle encoder
SU1108367A1 (en) Measuring element of average-by-moulds value of ac voltage of discrete-action stabilizer
SU983572A1 (en) Electric signal phase shift measuring method
SU1166010A1 (en) Digital autocompensating phasemeter
SU1001142A1 (en) Code-to-shaft angular position converter
SU1193776A1 (en) Device for measuring hysteresis of analog-to-digital converter
RU2055366C1 (en) Meter of movement parameters
SU792174A1 (en) Apparatus for analysis of electric signal shape