SU947957A1 - Устройство дл определени интегральных характеристик гармонического сигнала - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в специализированной аппаратуре дл  определени  интегральных характеристик гармонического сигнала .

Известно устройство дл  опреде- лени  интегральных характеристик гармонического сигнала, содержащее усилитель посто нного тока, выходы которого через два блока сравнени соединены со входами элемента ИЛИ и первого триггера, выход которого соединен с входом указател  пол рности , причем выход элемента ИЛИ через последовательно соединенные второй триггер, ключ и счетчик импульсов соединен с выходом блока задержки, вход которого соединен с выходом блока управлени , управл ющим входом второго триггера и входом генератора пилообразного напр жени , выход которого соединен с опорными входами блоков сравнени  1.

Известно также устройство дл  определени  интегральных характеристик гармонического сигнала, содержащее генератор импульсов, выход: которого соединен с первыми входами:.

аналого-цифрового преобразовател  и измерител  отношени  2.

Недостатком известных устройств  вл етс  низкое быстродействие.

Цель изобретени  - повышение быстродействи .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  определени  ; интегральных характеристик гармони10 ческого сигнала, содержащее генератор импульсов, выход которого сое- . динен с первыми входами аналого-цифрового преобразовател  и измерител  отношени  частот, введены формирова15 тель импульсов, счетчик импульсов, управл емый делитель частоты и управл емый генератор частоты, пер- вый вход которого соединен с выходом генератора импульсов и первым входс1м

Claims (2)

1. 20 формировател  импульсов, выход котсзрого через счетчик импульсов соединен с вторым входом управл емого генератора частоты, выход которого соединен с первой входной шиной уп25 равл емого делител  частоты и вторым входом измерител  отношени  частот, третий вход которого через управл емый делитель частоты соединен с выходом аналого-цифрового пре30 образовател , второй вход которого ; соединен с вторым входом формировател  И1 шульсов. Упоавл емый делитель частоты выполнен на триггере и элементе И-ИЛИ, первый вход которого -соединен с входом триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента И ИЛИ, третий вход которого соединен с первой входной шиной управл емого делител  частоты, втора  входна  шина которого соединена с входом триггера Измеритель отношени  частот выпол нен на делителе частоты, вход которого соединен С первым входом измерител  отношени  частот, а выход через блок управлени  с первым входо элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом измерител  отношени  частот, а выход - с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с третьим входом измерител  отношени  частот,- а выход - с входом счетчика импульсов. Кроме того,управл емый генератор частоты выполнен на счетчике импульсов, э1ьементе ИЛИ и элементе И, первый вход которого соединен с первым входом управл емого генератора частоты, а выход - с первым входом счетчика импульсов, второй вход которого Соединен с вторым входом управл емого генератора частоты, а выход - через элемент ИЛИ с вторым входом элемента Ии с выходом управл емого генератора частоты. На фиг.1 дана структурна  электрическа  схема устройства, на фиг.2график вида весовой, функции, реализованной устройством, и два спектра. Устройство содержит аналого-цифро вой преобразователь 1, управл емый делитель 2 частоты, измеритель 3 отношени  частот, измеритель 4 периода сигнала, управл емый генератор 5 час тоты, -генератор б импульсов, триггер 7, элемент И-ИЛИ 8, элемент И 9, сче чик 10 импульсов, формирователь 11, счетчик 12. импульсов, элемент И 13, счетчик 14 импульсов, элемент ИЛИ 15 делитель 16 частоты, блок 17 управле ни , элемент ИЛИ 18. . Управл емый делитель 2 частоты предназначен дл  делени  на две частоты входных импульсов и передачи на выход одной или другой частоты по .управл ющему сигналу с выхода управл емого генератора 5. Измерител 3 йредназначен дл  измерени  отношени  среднейчастоты выходных импульсов аналого-цифрового преобразов тел  1 к частоте импульсов опроса. Дл  реализации весовой функции введе элемент И 18, удлин ющий врем  счета на длительность выходного -импульса генератора 5. Измеритель 4 периода сигнала предназначен дл  формировани  импульсов опроса, запоминающих один период входного сигнала, и их подсчета. Устройство работает следующим образом. Перед началом измерительного цикла осуществл етс  измерение периода сигнала Т); при помощи измерител  4. Код периода сигнала хранитс  в счетчике 12. В начале измерительного цикла показание счетчика 12 передаетс  в обратном коде в счетчик 14 генератора 5 со сдвигом на 1 или 2 разр да вправо. При этом элемент ИЛИ 15 открываетс , и элемент И 13 пропускает на счетный вход счетчика 14 импульсы опроса до момента обнулени  счетчика 14, когда элемент ИЛИ 15 за-крываетс  и закрывает элемент И 13. Длительность полученного интервала равна , гдеМе{2,4} (фиг.2с() . в конце интервала анализа Тд показание счетчика 12 снова передаетс  в генератор 5, и цикл T,N повтор етс .Сообщение весовой функции половинного веса кра  измерительного цикла осуществл етс  при помощи управл емого делител  2. На интервалах (0; и TX ; Тд+ Tj(/N открываетс  втора  группа И элемента И-ИЛИ 8, и на вход измерител  3 пропускаютс  выходные импульсы триггера 7, средн   частота которых вдвое меньше, чем у выходных импульсов аналого-цифрового преобразовател  1. В середине же измерительного цикла на интервале 1y/N; Т открываетс  перва  группа И элемента И-ИЛИ 8, и частоты станов тс  равными. Весова  функци  устройства подобна кусочно-посто нной весовой функции .. Рассмотрим спектр 6(jujj данной ве .совой cg(,t) t;Uu)( , -j-t ITT « ГХ/N .e- Xe-J x/ -MTA Tk/N) Ijujt , ( ZjuJT W .,/a -ju, где F - оператор преобразовани  Фурье. В последнем выражении первые две дроби преобразуютс  по формулам Эйлера в тригонометрические функции. Экспоненциальные множители от мнимых аргументов отражают только фазовые сдвиги, в результате дл  модул  спек Ъа можно записать 31пЗГ Тд |GIJU)() - |cosKT |N|.(l) Первый сомножитель - известна  функци  отсчетов (фиг.2б. Эю спек пр моугольной весовой функции, реализуемой прототипом. Второй сомножи тель превращаетс  В нуль на частоте /2Т)(. При определении средневыпр мленного значени  следует выбрать N 2, а при определении действу щего или средневыпр мленного значен при двухполупериодном выпр млении необходимо вз ть N 4, ибо частота основной гармоники пульсаций после возведени  в квадрат или вз ти  абсолютного значени  вдвое выше часто ты сигнала. Весова  функци  благодар  наличию счетчика 12 адаптируетс  к частоте и амплитуде сигнала. Адаптаци  к ча тоте состоит в том, что при изменен периода сигнала Т соответственно мен етс  частота нул  косинусоиды (фиг. 2 в). Адаптаци  к амплитуде заключаетс в том, что при уменьшении формирователь 11 рано или поздно перестанет работать из-за того, что амплитуда сигнала недостаточна. В этом случаи показание счетчика 12 равно нулю, интервал превращаетс  в нуль, и весова  функци  становитс  пр моугольной . Порог срабатывани  формиро вател  11 всегда намного ниже предела измерени , и весова  функци  (фиг.2 б) оказываетс  удовлетворительной . Быстродействие зависит от того, насколько точно измер етс  и воспрои водитс  период сигнала Ту,. Формула изобретени  1. Устройство дл  определени  ин тегральных характеристик гармоничес кого сигнала, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с первыми входами аналого-цифрового преобразовател  и измерител  отношени  частот, отличающее с   тем, что, с целью повышени  быстродействи ,в него введены форми рователь импульсов, счетчик импульсов , управл емый делитель частоты и управл емый генератор частоты, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов и первым входом формировател  импульсов, выход которого через счетчик импуль- сов соединен с вторым входом управл емого генератора частоты, выход которого соединен с первой входной шиной управл емого делител  частоты и вторым входом измерител  отношени  частот, третий вход которого через управл емый делитель частоты соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател , второй вход которого соединен с вторым входом формировател  импульсов. 2.Устройство ПОП.1, отличающеес  тем, что управл емый делитель частоты выполнен на триггере и элементе И-ИЛИ, первый вход которого соединен с входом триггера, выход KOTopoio соединен с вторым вхоflOM элемента И-ИЛИ, третий вход которого соединен с первой входной шиной управл емого делител  частоты, втора  1-л1на которого соединена с вхо дом триггера. 3.Устройство ПОП.1, отличающеес  тем, измеритель отношени  частот выполнен на делителе частоты, вход которого соединен с первым входом измерител  отношени  частот, а выход - через блок управлени  с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом измерител  отношени  частот, а выход - с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с третьим входом измерител  отношени  частот, а выход с входом счетчика импульсов. 4.-Устройство по П.1, отличающеес  тем, что управл емый генератор частоты выполнен на счетчике импульсов, элементе ИЛИ и элементе И, первый вход, которого соединен с первым входом управл емого генератора частоты, а выход - с первым входом счетчика импульсов, второй вход которого соединен с вторым входом управл емого генератора частоты , а выход - через элемент ИЛИ с вторым входом элемента И и с выходом управл емого генератора частоты . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Шл ндин В.М. Цифровые электроизмерительные приборы. М., Энерги ,1972 , с.152, РИС.З-47СГ.
2. 2.МирскийГ.Н. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М., Энерги , 1972, с.56, рис.3-7 прототип).