Измеритель частоты гармонического сигнала

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ГАРМО , НИЧЕСКОГО СИГНАЛА, содержащий квад ,ратор, два последовательАо соединенные блока дифференцирования, последовательно соединенные умножитель, вычитания, блок деления, блок извлечения квадратного корня и индикатор , отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения, в него введен усилитель с автоматической регулировкой усиления, первый вход которого соединен с входной шиной, выход соединен с его вторьм входом, с перывм входом умножителя и с входом первого блока дифференцирования, выход которого соединен с входом квадратора, выход второго блока дифференцирования соединен с вторым входом умножителя , выход квадратора соединен с вторым входом блока вычитания.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

PECllYBJlHH (!9) (11) 4(1) G 01 R 23 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3681688/24-21 (22) 30.12.83 (46) 07,06.85. Бюл. В 21 (72) Л.М.Кении и Б.Т.Медведев

"(53) 621.317(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 941905, кл. G 01 R 23/00, 1981.

2, Авторское свидетельство СССР

В 1023246, кл.С 01 R 23/00, 1983. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА, содержащий квад, ратор, два последовательно соединенные блока дифференцирования, последовательно соединенные умножитель, блок вычитания, блок деления, блок извлечения квадратного корня и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен усилитель с автоматической регулировкой усиления, первый вход которого соединен с входной шиной, выход соединен с его вторым входом, с перывм входом умножителя и с входом первого блока дифференцирования, выход которого соединен с входом квадратора, выход второго блока дифференцирования соединен с вторым входом умножителя, выход квадратора соединен с вторым входом блока вычитания.

1160327

Изобретение относится к электрои радиоиэмерительной технике и может быть использовано в измерительных устройствах, в средствах .автоматического контроля и управления, 5

Известно устройство для измерения частоты низкочастотных гармоничес-. ких сигналов, содержащее блок двойного дифференцирования, выполненный в виде последовательно соединенных 10 сумматора и двух интеграторов, а также два блока определения модуля (1) .

Недостатком этого устройства является невозможность измерения частоты в моменть1 времени, когда

sin b2 t = О, а также большая погрешность измерения вблизи этих моментов времени.

Наиболее близким к изобретению . 2g по технической сущности является устройство для измерения частоты и амплитуды гармонического сигнала, содержащее три последовательно соединенные с входом устройства блока 25 дифференцирования, два блока умножения, два блока вычитания, два блока деления, два блока возведения в квадрат и два блока извлечения квадратного корня (2) .

Недостатком известного устройства является большая погрешность, вызванная значительным ослаблением входного сигнала в процессе тройного дифференцирования. При этом входной сигнал ослабляется настолько, что напряжение его третьей производной становится близким к уровню шумов, что приводит к большой погрешности при измерениях, Увеличение погрешности становится особенно заметным при измерении низких и инфранизких частот.

Р

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель частоты гармонического сигнала, содержащий квадратор, два последовательно соединенные блока дифференцирования, последовательно соединенные умножитель, блок вычитания, блок деления, блок извлечения квадратного корня и индикатор, введен усилитель с автоматической регулировкой усиления, первый вход которого соединен с входной шиной, выход соединен с его вторым входом, с первым входом умножителя и с входом первого блока дифференцирования, выход которого соединен с входом квадратора, выход второго блока дифференцирования соединен с вторым входом умножителя, выход квадратора соединен с вторым входом блока вычитания.

На чертеже представлена структурная схема измерителя частоты гармонического сигнала.

Измеритель содержит усилитель 1 с автоматической регулировкой усиления (АРУ), первый блок 2 дифференцирования, второй блок 3 дифференцирования, квадратор 4, блок 5 вычитания, блок 6 деления, блок 7 извлечения квадратного корня, умкожитель 8 и индикатор 9 частоты.

При этом последовательно с усилителем 1 включены блоки 2 и 3, умножитель 8, блоки 5-7 и индикатор 9.

Вход квадратора 4 соединен с выходом блока 2, era выход — с первым входом блока 5, первый вход усилителя 1 соединен с входной шиной, а его выходс его вторым входом и первым входом умножителя 8.

Измеритель частоты гармонического сигнала работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на усилитель 1, который обеспечивает постоянство амлитуды сигнала измеряемой частоты 0а = Аш соя(й3 t + Г ). Этот сигнал дифференцируется, и на выходе блока 2 имеем

11 = -А о3 ° sin(@at + g) где А = А K

К вЂ” коэффициент передачи усилителя с АРУ, на выходе блока 3

Ug. -А М ° соя(Ф t + ф), и поступает на один вход блока 5.

Сигнал с выхода усилителя 1 и его вторая производная с выхода блока 3 перемножаются в умножителе 8 и с его выхода полученный сигнал поступает на второй вход блока 5. В результрте вычитания получим

U1 — U@Ug. : А Од .sin ".((p t +

Я.

+ P) + А". (д) соя (сбг. + f )

- А Ы .

Полученный сигнал поступает на блок б, где осуществляется его деление на постоянную известную величиД, ну А В результате имеем

U — U0 U А сд

О

Щ М

Далее сигнал поступает на блок 7, с выхода которого получаем величину, равную измеряемой частоте сигнала, которая регистрируется индикатором 9.

Составитель Б.Латышев

Техред Л.Микеш Корректор А.Обручар

Редактор В.Иванова

Заказ 3768/42 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

3 1

Величина А определяется постоянным уровнем сигнала, который поддерживает устройство автоматической регулировки, входящее в усилитель 1.

Предлагаемое устройство позволяет измерять частоту гармонического сиг160327 ф нала в любой требуемый момент времени с высокой точностью, что важно при построении быстродействуяяцих измерителей низкой и инфранизкой частот и других автоматических уст- . ройств контроля и управления.