SU920552A1

SU920552A1 - Device for measuring sine-shaped signal frequency

Info

Publication number: SU920552A1
Application number: SU802875333A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Васильевич Карпов
Original assignee: Войсковая Часть 44388-Р/1
Priority date: 1980-01-25
Filing date: 1980-01-25
Publication date: 1982-04-15

Description

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СИНУСОИДАЛЬНОГО(5) DEVICE FOR MEASURING THE SINUSOIDAL FREQUENCY

СИГНАЛАSIGNAL

II

Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл работы в частотно-измерительных устройствах .The invention relates to a measurement technique and is intended for operation in frequency-measuring devices.

Известно устройство дл измерени инфранизкой частоты синусоидального сигнала, содержащее вычислительное устройство, аналого-цифровбй преоб разователь дл измерени амплитудь . сигнала и его производной-в отсчетные моменты времени tl.A device for measuring an infra-low frequency of a sinusoidal signal is known, comprising a computing device, an analog-digital converter for measuring amplitude. signal and its derivative — at reference times tl.

Устройство недостаточно быстродействующее .The device is not fast enough.

Известно также устройство дл измерени частоты синусоидального сигнала, содержащее блоки двойного дифференцировани , делени и извлечени квадратного корн 2.It is also known a device for measuring the frequency of a sinusoidal signal, comprising blocks of double differentiation, division and extraction of square root 2.

Однако при измерении частоты сигнала этим устройством в случае отсутстви входного сигнала или при его значени х, близких к нулевым , возникают ложные оценки частоты сигнала, обусловленн1з е неол{ределенностью отношени второй произЁОдной к сигналу, что приводит к наличию ложных оценок частоты входного сигнала.However, when measuring the frequency of a signal with this device, if there is no input signal or when its values are close to zero, false evaluations of the signal frequency occur due to the fact that the ratio of the second signal to the signal is false, which leads to false estimates of the input signal frequency.

Цель изобретени - устранение ложных оценок частоты входного сигнала.The purpose of the invention is to eliminate false estimates of the frequency of the input signal.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл измерени частоты синусоидального сигнала, The goal is achieved by the fact that in a device for measuring the frequency of a sinusoidal signal,

to содержащее последовательно соединенные формирователь второй производ . ной, блок делени , блок извлечени квадратного корн и блок выдачи результата, -введены последователь 5 но соединенные формирователь модул и пороговый блок, причем сигнальный выход формировател - второй производной подключен к входу формировател модул , выход которого .соеди20 нен со BTOfMM входом блока делени , выход порогового устройства подключен к второму входу блока выдачи результата, третий вход которого 39 . соединен с командным выходом формировател Е1торой производной. Сущность изобретени заключаетс в том, что ложные оценки частоты входного сигнала, обусловленные неопределенностьь отношени второй производной сигнала к сигналу при его знамени х, близких к нулевым, исключают путем запрета прохождени результатов оценки на выход уст ройства при мгновенных значени х сигнала в моменты вз ти второй производной, меньших по сравнению с пороговым уровнем. На фиг. 1 приведена функциональна схема устройства; на фиг. 2 диаграммы напр жений, по сн ющие его работу. Устройство содержит формировател 1 второй производной, состо щий из первой, второй, третьей, четвертой и п той схем 2-6 выборка-запоминание , блока 7 управлени , первого, второго и третьего дифференциальных усилителей 8-10, а также блок делени 11, формирователь 12 модул , блок 13 извлечени квадратного корн , пороговый блок 1 и блок 15 выдачи результата, Устройство работает следующим об разом. Каждый из интервалов Т оценки ча тоты сигнала разбит на интервалы Т и 7,2, причем ,T (фиг. 2, 16 где.Т - интервал формировани исходных данных дл вычислени , Т2 интервал вычислени результата. Значени частоты входного сигнала вычисл ютс дл моментов времени t jj (фиг. 2.16), вл ющихс моментами вз ти второй производной сигнала . Дл получени в интервале-Оценки Т в моменты времени t, Ц, tj. t 4 и .t с соответственно на. первом, втором, третьем, четвертом и п -, том выходах блока 7 управлени формируют импульсы (фиг. 2.17-2.21) с интервалами следовани t, при этом на выходах первой, второй, третьей четвертой и п той схем 2-6 выборка запоминание устанавливаютс напр жени , равные значени м входного сигнала в указанные моменты времени причем 1 1р-2Т; tij to-t; ; te tg+2T при выборке . На выходе устройства устанавливаетс сигнал А sinmt, где А и ц оответственно амплитуда и кругова астота сигнала; t - текущее врем . Напр жени на выходах соотетствующих схем 2-6 выборка-запоинание равны А sinuj(t(5-2fU)A sinu)(to-3i:/2-T/2); ,. sinu)(t(-T) sinuj( 10-31 /2+ /2); 5(пш1( sinujto; ,A sinwdo+t; )A sinM)(); sinU)(t(j+2i:)A sinuJ(t(+3C/2 f/2). При выборке коэффициентов k,|-kj силени первого, второго и третьего ифференциальных усилителей 8-10, авными соответственно 1/Т, l/t и пр жени Uj,, U-J и Ug на их ыходах соответственно равны V( 5u,(v| sAwcosuift.U t jft так как - при малых значени х аргумента -,) %Au coSju(to) . e-fek ) KSi iJJ-ifjCsAP -SinoOto 1 где F - частота входного сигнала. Следовательно, к началу интервала Т аьмислени результата коэффициента делени блока 11 в момент времени IQ устанавливаетс равным (А sinuJtu.), а на первом входе упом нутого блока 11 формируетс напр жение, равное умноженному в F раз значению входного сигнала в момент времени tg. (Ijfnt напр жение Ug на выходе делма ежИ |f напр жени равно W - ,У5„., AP SinuJto 11 1в,1 - lASlnuJtol И соеочиаает по знаку с входным си(- налом. Напр жение U на выходе блока 13 извлечени квадратного корн независимо от его знака равно и также совпадает то знаку с входным сигналом. Полученное напр жение поступает на первый вход блока 15 дл сравнени с эталонными значени ми и по результатам сравнени принимаетс решение о значении частоты входного сигнала в момент времени tg, причем в течение интервалов Т., формировани исходных данных блок 15 закрыт нулевым потенциалом с командного выхода блока 7 управлени (фиг. 2.22) формировател 1 второй производной. to containing a serially connected second production unit. Node, dividing unit, square root extraction unit and result outputting unit, a sequence 5 but connected a shaper module and a threshold block are entered, the shaper signal output — the second derivative connected to the shaper module input, the output of which is connected to the BTOfMM input of the divider; the output of the threshold device is connected to the second input of the output unit, the third input of which is 39. connected to the command output of the shaper E1 of the second derivative. The essence of the invention is that false estimates of the frequency of the input signal, due to the uncertainty of the ratio of the second derivative of the signal to the signal when its signs are close to zero, are excluded by prohibiting the evaluation results to pass to the output of the device at instantaneous values of the signal derivative, smaller compared with the threshold level. FIG. 1 shows a functional diagram of the device; in fig. 2 stress diagrams for his work. The device contains a former derivative 1 of the second derivative, consisting of the first, second, third, fourth and fifth circuits 2-6 sample-memory, control unit 7, first, second and third differential amplifiers 8-10, as well as the division unit 11, driver The 12 module, the square root extraction unit 13, the threshold unit 1 and the output unit 15, the device operates as follows. Each of the signal frequency estimation intervals T is divided into T intervals and 7.2, with T being (Fig. 2, 16 where.T is the initial data generation interval for calculating, T2 result calculating interval. The values of the input signal frequency are calculated for moments time t jj (fig. 2.16), which are the moments of taking the second derivative of the signal. To obtain in the Estimation interval T at time points t, C, tj. t 4 and. t with respectively the first, second, third, fourth and p -, that the outputs of the control unit 7 form pulses (Fig. 2.17-2.21) at intervals t, when On the outputs of the first, second, third, fourth, and fifth circuits 2-6, the memorization is set at voltages equal to the values of the input signal at specified times, with 1 1p-2T; tij to-t;; te tg + 2T during sampling. The signal A sinmt is set at the output of the device, where A and C are the amplitude and circular frequency of the signal, respectively; t is the current time.The voltage at the outputs of the corresponding 2-6 sample-to-pin circuits is A sinuj (t (5-2fU) A sinu) ( to-3i: / 2-T / 2); , sinu) (t (-T) sinuj (10-31 / 2 + / 2); 5 (ps1 (sinujto; A sinwdo + t;) A sinM) (); sinU) (t (j + 2i:) A sinuJ (t (+ 3C / 2 f / 2). When sampling the coefficients k, | -kj of the power of the first, second and third differential amplifiers 8-10, avnymi respectively 1 / T, l / t and y pj Uj ,, UJ and Ug on their outputs are respectively equal to V (5u, (v | sAwcosuift.U t jft because - for small values of the argument -,)% Au coSju (to). E-fek) KSi iJJ-ifjCsAP -SinoOto 1 where F - the frequency of the input signal. Therefore, by the beginning of the interval T of the output of the result of the division factor of block 11 at the time instant IQ is set to (A sinuJtu.), and at the first input of said block 11 forms voltage is equal to F times the input signal value at time tg. (Ijfnt voltage Ug at the output of the divisor and | f voltage is W -, У5 "., AP SinuJto 11 1в, 1 - lASlnuJtol And sign in sign with input si (- cash. The voltage U at the output of the square root extraction unit 13, regardless of its sign, is equal to and also coincides with the input signal. The voltage received is fed to the first input of the block 15 for comparison with the reference values and the comparison results make a decision about the frequency of the input signal at the time tg, and during the intervals T., the initial data are generated by the block 15 closed with zero potential from the control output of the block 7 control (FIG. 2.22) of shaper 1 of the second derivative.

Дл устранени ложных оценок при отсутствии сигнала на входе устройства или при значени х входного сигнала в моменты времени tg, близких к нулевым, осуществл етс сравнение абсолютных значений входного сигнала в моменты времени tg с nqporoBbfM значением. При значени х выходного напр жени формировател 12 модул ниже пороговых, на выходе порогового устройства 1А формируетс нулевой потенциал, запрещающий прохождение результата оценки на выход блока 15.In order to eliminate false estimates in the absence of a signal at the input of the device or at input values at times tg close to zero, the absolute values of the input signal at times tg are compared with the nqporoBbfM value. When the output voltage of the generator module 12 is lower than the threshold voltage, the output potential of the threshold device 1A produces a zero potential that prohibits the evaluation result from passing to the output of the block 15.

Форму|1а изобретени Form | 1a of the invention

Устройство дл измерени частоты синусоидального сигнала, содержащее последовательно соединенные формирователь второй производной, блок делени , блок извлечени квадратного корн , блок выдачи результата, отличающеес тем, что, с це лью устранени ложных оценок частоты входного сигнала, в него, введены последовательно соединенные формирователь модул и пороговый блок, причем сигнальный выход формировател второй производной подключен к входу формировател модул , выход которого соединен со вторым входом блока делени , выход порогового устройства подключен к второму входу блока выдачи результата, третий вход которого соединен с команд ным выходом формировател второй производной.A device for measuring the frequency of a sinusoidal signal, containing a series-connected second derivative driver, a dividing unit, a square root extractor, a result outputting unit, characterized in that, in order to eliminate spurious estimates of the frequency of the input signal, sequentially connected module shaper and a threshold unit, the signal output of the second derivative generator connected to the input of the module former, the output of which is connected to the second input of the division unit, the output of the threshold device is connected to the second input of the output unit, the third input of which is connected to the command output of the second derivative driver.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе Авторское свидетельство СССР о за вке ff , кл. G 01 R 23/00, 1.10.79.Sources of information taken into account in the examination of the USSR author's certificate of fc, cl. G 01 R 23/00, 1.10.79.

2. Авторское свидетельство СССР , кл. G 01 R 23/00, 1972.2. USSR author's certificate, cl. G 01 R 23/00, 1972.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION

A device for measuring the frequency of a sinusoidal signal containing serially connected formiro

920 552 6 Vatel second derivative, the block dividing unit .izvlecheniya square root result output unit, characterized in that, with tse _»s pour eliminate false input signal frequency estimates to it, administered serially connected module and threshold generator unit, wherein the signal output to the second derivative generator is connected to an input of a module whose output is connected to the second input dividing unit ^1, the output of the threshold device connected to the second input vyda15 chi result block, a third input coupled command output of the second derivative.