Способ определения частоты синусоидального сигнала
Изобретение касается элекгрорадиоизмерений. Целью изобретения является повышение точности определения частоты. Сущность способа определения частоты синусоидального сигнала заключается в формировании из входного сигнала двух взаимно ортогональных, в измерении трех мгновенных значении каждого из этих сигналов через эталонные интервалы времени, причем момент измерения третьего MIновечного значения одного из гзаимно ортогональных сигналов совпадает с измерением первого мгновенного значения другого. Приведена Формула для определения частоты сигнала , а также описано устройство для реализации способа. Формирование взаимно ортогональных сигналов и их последующая обработка позволили повысить точноеib определения частоты сигнала за время, меньшее длительности его полупериода. 1 ил. (Л
СООЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1626174 А 1 (gI)5 С О1 к 23/00
ГОСУД АРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
2 пения частоты Сущность способа определения частоты синусоидального сигнала заключается в формировании из входного сигнал» двух взаимно ортогональных, в измерении трех мгновенных значений каждого из этих сигналов через эталонные интервалы времени, причем момент измерения третьего мгновенного значения одного и 3 гзаимно ортогональных сигналов совпадает с измерением первого мгно» венного значения другого Приведена формула для определения частоты сигнала, а также описано устройство для реализации способа. Формирование взаимно ортогональных сигналов и их последующая обработка позволили повысить точность определения частоты сигнала за время, меньшее длитепьности его полупериода. 1 ил. (21) 4392046/21 (22) 14 ° 03.88 (46) 07 ° 02 ° 91. Бюл. Ь 5 (71) Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научноисследовательскии институт энерг— тических систем и электрических сетеи "Энергосе "bnpoexт и Рижский политехническии институт им А Я,Пельше (72) A O,С.Сауха гас, Д,Р,11юбарский и А,В.Труфаноч (53) 621.317(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР
1471145, кл» G 01 R 23/00, 1989 ° (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЦ СИ11УСОИДАЛЫ 01 О СИП1А 1А (57) Изобретение касается электрорадиоизмерений ° 11елью изобретения является повышение точности опредевместно они образуют систему взаимноортогональных синусоидальных сигналов. Последовательно во времени через фиксированный эталонный интервал времени производят измерения трех мгновенных значений входного сину» соидального сигнала и трех мгновенных значений дополнительного сину» соидального сигнала, причем измерение третьего мгновенного значения входного синусоидального сигнала про изводят одновременно с измерением первого мгновенного значения дополнительного синусоидального сигнала °
Изобретение относится к электро» радиоизмерениям и может использоваться для определения частоты за время, меньшее длительности полупериода
Целью изобретения является повышение точности.
Сущность способа определения частоты синусоидального сигнала заключается в следующем, Из входного синусоидального сигнала формируют допОлнительный синусоидальный сигнал, являющийся ортогональным по отношению к входному синусоидальному сигналу, т.е. соОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1626174 де
Частоту сигнала определяют согласно математическому выражению (<
1 !.! Бз — Бзб!
f = — — arccos —,--- —,— — — —, 4 ((А 2 (11йUi 1!э"! ) где - значение эталонного интервала времени;
U<,Ug, !
U3 H U<<
I !!< U — мгновенные значения соот2 ветственно входного и дополнительного синусоидальных сигналов °
Справедливость математического выражения (1) может быть доказана сле» дующим образом
Пусть V, V амплитуды вэаимноортогональйых синусоидальных сигналов, тогда результаты измерений их мгновенных значений выражаются в виU! = V cos(gt — 2ЯЬ), д
11 = V>cos(Qt -Qll), U> = V!! соэЯ t, (U< = V sin(jt
Ц(= V siin(CDt +63h)
I!
ЦЭ! =- V Рассмотоим выражение! сов(Я -ЯА) sin(Mt+Qll) U Ug — U U< КдЧц cosЬ) ° singt = — (sin2Q(+sin2gt) 2 l . 1 sin?gQt = — s in29h. 2 2 Используя дополнительнь<е отсчеты U< и U 1 . U! Uy — UyU< sin4gP = -- — — — — —— 2 = VAVÄ Из двух последних выражений ! sin495 U! U9 — UyU< sin2Q (! U
U 2 2 < и при f = Q/2
arccos — —,— —,— --"-т 4
S5 от амплитуд вэаимноортогональных синусоидальных сигналов, соотношение между которыми может быть произвольным, что является преимуществом способа перед известным, На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, генератор 2 тактовых импульсов, цифровые ф<<льтры 3 и 4 первого и второго видов, регистры 5-10 памяти, блоки 11-13 умножения, блоки 14 15 вычитания, блок 16 деления, цифроаналоговый преобразователь 17 и функциональный преобразователь 18 Выход генератора 2 соединен с управляющими входами цифровых фильтров 3 и 4 и аналого-цифрового преобразователя 1, выход которого объединен с входами цифровых фильтров 3 и 4 ° Вы»ход цифрового фильтра 3 через последовательно соединенные регистры 5-7 памяти, и блок 13 умножения подключен к объединенным первым входам бло ков 14 и 15 вычитания, а выход цифро вого фильтра 4 через последовательно соединенные регистры 8»10 памяти и блок 11 умножения подключен к второму входу блока 14 вычитания ° Выходы регистров 5 и 8 памяти подключены соот» ветственно к вторым входам блоков 11 и 13 умножения. Выходы регистров 6 и 9 памяти соединены с входами блока 12 умножения, выход которого подклю» чен к второму входу блока 15 вычитания, Выходы блоков 14 и 15 вычитания соединены с входами блока 16 деления, выход которого через последовательно включенные цифроаналоговый преобразо ватель 17 и функциональный преобразо ватель 18 соединены с выходом устройства, Устройство работает следующим об» разом, Крнтролируемое напряжение поступает на аналоговый вход аналого-циф рового преобразователя 1, который совместно с.генератором 2 тактовых импульсов производит преобразование мгновенных значений контролируемого напряжения в цифровой код, Этот код поступает на объединенные входы циф ровых фильтров 3 и 4, которые осу ществляют совместно с генератором 2 цифровую фильтрацию, уменьшая влия ние высших гармонических составляю1 » () 1 ) г> щих, При этом нл в I (длх цифра ць<х фильтров 3 и 4 имен)т меc TO пос. >едо» ва тел ьцости кодов взлимноортОГOIIBJII ных (косинусоидлльцых и сцнусоц)((!л<,ных) сигналов в coo rf В группе последонл тельно соед(<ненных регистров 5-! памяти р,!.«ме!ц(<ется информация о трех <<оследовлте3<ь» ных мгновенных значениях косццусоидальной состлвляющей входного сиги;1ла U, а вО ttторой rpytitt(.. регистров 8-10 памяти размещается и!<формлц!!я о трех последовательных мгцонеццых знлчениях сицусоидлльцой сост !влян>.1 щей входного сцгиллл U, При этом значения косицусоида>!ь!.Ой сос fлвляющей U<, 1 2, U> С>3f«I«I@ > составляющим U1 1 2 L соответственно ° Блок 11 умцоже<ц<я Осущести<яе f умножение в 1;ифроном н оде сигиллов ПЕРВОГО МГНОВЕЦНОГО -«tta (..ftt«>t КОСИнусоидапьной составляюще! 1 (и третьего мгновенного 3 Блоком 15 осуществляется вычитание из результата на выходе блока 12 результата на выходе блока 13 ° В блоке 16 деления осуществляется деление результата на выходе блока 14 вычитания на удвоенный результат на выходе блока 15 вычитания ° Результат де ления с выхода блока 16 поступает на till>1>p() 3Ift t 0тoplf1l Itp(. !! р,l «уст !!<1, :1, <,Од гl!<Л >! О ГOJÇI)ll < Cltl IIЛ t s 1((> г > < Itl II I I «()t (> 3 C);I» 5 (I tfIл(тс я <1)vf1ê(! «(>Ilл >! l I II II I t! !) > »и!) 1 "o <В« !» <(лем 18 (лгсгt) s) ° Т <<К Им 0 и!) Л г . I, (1>О !)мl I (> .)13 i fill (J 0 ()т"..» гоцлльцых сигft;I.tt(3(3 ii их (?брлб() ff(;I 13 СИ I ItttJIЛ ЛЛ I Способ 0 ГО CttftyCOIIJt; МГ(<ОВ".!(I(ЫХ 3110 !(3(liiй СфОР;ПIРО(I;311ÍÎÃÎ до Пол ! 25 эталонный litt T(pf ItOfJ< IIII )(fist точности, д(. и(JIII11тел1>!<1,((! сицусоидлльцыц си Г!!Лл фир(!и1>у!от ортогоцлльцым ио o t tip!it( ЗЦЛЧЕЦИЯ (3XOJ f = --- arccos 4<(A где 45 значения эталонного интер» вала времени; 1 <П.21 И>иu„„ 2 9 мгновенные значения соответственно входного и дополнительного сицусоидлльнь(х 50 сигналов ° COO f13(тCтпцц С Млт(М>1 тll t CI II« I<(IP,I>!,C" 10 !<Е!ем (1) <10. «1«C>JI!! I > ! IO!«I Сll Г! то Ii!0ñòü Опп«Д(.JI(. IIIIII члсто г «tttty nIIJ<;I:if,f10(о! 626174 Составитель Н Федоров Техред М. Дидык Корректор А,Осауленко Редактор И,Горная Заказ 275 Тираж 420 11одпи сное BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
