Устройство для измерения частоты и амплитуды гармонического сигнала

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОта И АМПЛИТУДЫ.ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА, содержашее три последовательно соединенных с входс 4 устройства блока дифференцирования и последовательно соединенные перЪый блок деления и первый блок извлечения квадратного корня, о т л ичающееся тем, что, с целью повьвиения точности измерения, в него введены последовательно соединенные первый блок умножения, первый блок вычитания, второй блок деления и второй блок извлечения квадратного корня, выход которого .является выходом измеряемой амплитуды , последовательно соединенные второй блок умножения и второй блок вычитания, а также два блока возведения в квадрат, причем выход первого блока дифференцирования соединен с входом второго блока умножения и через первый блок возведения в квадрат - с входом первого блока вычитания, выход второго блока дифференцирования соединен с первым входом первого блока умножения и через второй блок возведения в квадрат о вторым входом второго блока вычитания, выход которого соео S динен с первым входом .первого блока деления, выход третьего блока дифференцирования соединен со вторым входом второго блока умножения, второй вход первого блока умножения соединен.с входом устройства, выход S первого блока вычитания соединен со - г вторым входом первого блока деления, tUsA выход которого соединен со вторым входом второго блока деления. СО ю да

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .

РЕСПУБЛИК (ОСУДМ СТВЕННЫй НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕтеЛьСТВУ с (2 1) 3 3 41 094/1 8-21 (22) 25.09.81 (46) 15.06.83. Бюл, Р 22 (72) Л,ИеКенин, Ю.V.Èåäâåäåâ, Б.Т.Иедведев и ВеГеКамин (53) 621 ° 317(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР.

М 834556 кл. G 01 R 23/00, 1979.

2. Авторское .свидетельство СССР по заявке 9 3264707,кл.G 01 R 23/00, 1981 ° (54) (5?) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ

ЧАСТОТЫ И АИПЛИТУДЫ «ГАРМОНИЧЕСКОГО

СИГНАЛА, содержащее три последовательно .соединенных с входом устройства блока дифференцирования и последовательно соединенные первый блок деления и первый блок извлечения квадратного корня, о т. л ич авве е ся тем что, сце-. лью повьааения точнОсти измерения, в него введены последовательно соединенные первый блок умножении, первый блок вычитания, второй блок деления и второй блок извлечения..SU„„1023246 А

gSOО01 R 23 00G 01 R 19 04 квадратного корня, выход которого является выходом измеряемой амплитуды, последовательно соединенные второй блок умножения и второй блок вычитания, а также два блока возведения в квадрат, нричем выход первого блока дифференцирования соединен с входом второго блока умножения и через первый блок возведения в квадрат — с входом первого блока вычитания, выход второго блока дифференцирования соединен с первым входом первого блока умножения н через второй блок возведения в квадрат=со вторым входом второго блока вычитания, выход которого соединен с первым входом дервого блока Е

Ф деления, выход третьего блока дифференцирования соединен со вторым входом второго блока умножения, втоРоя вхол пеРвого блока умнокення С соединен..с входом устройства, выход первого блока вычитания соединен со Я вторым входом первого блока деления, выход которого соединен со вторым входом второго блока деления. 4Р

1023246

2О цирования 1,2 и 3. На выходе этих

30 входного сигнала .U в блоке 7 умножения. Одновременно в блоке 4;возведения в, квадрат производится воз35 ведение в квадрат первой производной входного сигнала, а в блоке 5 — его второй производной. В блоке 9 вычитания осуществляется операция вычитания произведения первой и третьей произP =U -U U =Ъ<д4.

1

45 Аналогично блок 8 вычитания осуведения входного сигнала и второй производной иэ квадрата первой производной, При этом на его выходе действует напряжение, пропорциональное величине

По Ц -А

В.блоке деления 10 производится

55 -деление величины 3 на величину Ф, в результате чего на выходе этого блока действует напряжение, пропорциональное квадрату йэмеряемой угловой частоты бО

Ос А>, 2

Это напряжение поступает на вход блока 12 извлечения квадратного корня, с.выхода которого снимается наИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании быстродействующих приборов для измерения частоты и амплитуды гармонических сигналов.

Известно устройства для контроля параметров гармонического сигнала содержащее два блока дифференцирования сигнала и другие анагговые блоки (1) .

Недостаток этого устройства заключается в том, что частоту нельзя измерять в моменты, когда величина входного сигнала близка к нулю.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения частоты гармонического сигнала, содержащее три блока дифференцирования, блок деления, блок извлечения квадратного корня, блок прогнозирования (2)

Недостатком этого устройства является влияние переходных процессов, возникающих в моменты переключения коммутатора, на процесс измерения, Втечение времени переключения, которое всегда является конечной величиной, измерение практически невозможно, так как появляется неопределенность режима работы блока деления.

Цель изобретения — повышение точности измерения частоты.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения частоты амплитуды гармонического сигнала, содержащее три поснедовательно .соединен« ных с входом устройства блока дифференцирования и последовательно соединенные первые блок деления и.. блок извлечения квадратного корня, введены последовательно соединенные первый блок умножения, первый. блок вычитания, второй блок деления и второй, блок извлечения квадратного корня, выход которого является выходом измеряемой амплитуды, последовательно соединенные второй блок умножения и второй блок вычитания, два блока возведения в квадрат, причем выход первого, блока дифференцирования соединен с входом второго блока умножения и через нервый блок возведения в квадрат — с входом,перaoro блока вычитания, .выход второго блока дифференцирования соединен с первым входом первого блока умножения и через второй блок возведения в квадрат — со вторым входом второго блока вычитания, выход которого соединен с первым входом первого блока деления, выход третьеro блока дйфференцировання саедидинен со вторым входом второго блока умножения, второй вход первого блока умножения соединен с входом устройства, выход первого блока

15 вычитания соединен со вторым входом первого блока деления, выход которого соединен со вторым входом второго блока деления.

На чертеже представлена схема устройства для измерения частоты и амплитуды гармонического сигнала.

Устройство содержит блоки 1-3 дифференцирования, блоки 4 и 5 возведе-. ния в квадрат, блоки 6 и 7 умножения„ блоки 8 и 9 вычитания, блоки 10 и 11 деления, блоки 12 и 13 извлечения квадратного корня..

Устройство для измерения частоты и амплитуды гармонического сигнала работает следующим образом.

Входной сигнал U, =U(t) =A sin (t+ .+ ) поступает на вход блока 1 и трижды дифференцируется блоками дифферен блоков появляются соответственно напряжения

U, =U (t) =Аисоз (et+ y);

U =" (t) =-А<.Рз 1п (cot+I).;

-U(t) А >3 1 (+ )

В блоке 6 производится умножение входного сигнала U на его вторую производную U<, в результате чего на выходе этого блока появляется сигнал Б„ Бд .Аналогично происходит перемножение первой и третьей производных водных из квадрата второй производной входного сигнала и на выходе его действует. напряжение, пропорциональное величине ществляет операцию вычитания проиэ1023246

Составитель В.Новоселов

Техред О.Неце,. Корректор A. Ильин

Редактор Т. Веселова

Заказ 4204/29 . Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35; Раушсиая наб., д. 4/5

Филиал ппп патент, r. Ужгород, ул. проектная, 4

3 пряжение, пропорциональное измеряемой частотесд . С Целью измерения амплитуды входного сйгнала в любой момент времени в устройстве используются блок ll деления.и блок 13 извлечения квадратного корня.

На первый вход блока ll подается напряжение, пропорциональное величиНеера, а с выхода блока 8 вычитания— на его второй вход напряжение, пропорциональное квадрату угловой частотыЬ)с восхода блока деления 10. В резулЬтате на Йыходе блока ll деления действует напряжение, пропорци- ойальное квадрату амплитуды .входного сигнала. м Ам 2 — =A g

М2 сот которое поступает на вход блока 13

5 извлечения квадратного корня. С вы .,хода. блока 13 снимается напряжение, ;пропорциональное амплйтуде входного . сигнала A.

Данное устройство позволяет иэме10 рить частоту и амплитуду гармонического:сигнала в любой требуемый момент времени с высокой точностью, что важно при построении быстродействукицих измерителей частоты и других автоматических измерительных .уст-.

;ройств.