Устройство для измерения мгновенного значения параметров синусоидального сигнала

 

Изобретение может быть использовано для измерения параметров колебательных процессов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Устройство содержит три блока 1 - 3 дифференцирования, два блока 4 и 7 умножения, два блока 10 и 12 деления, блок 5 возведения в квадрат, два блока 8 и 9 вычитания, два блока 13 и 14 извлечения квадратного корня. Введение дополнительно трех блоков 15, 16 и 23 умножения, блок 19 деления, двух блоков 17 и 20 вычитания, масштабного 18 блока, двух блоков 6 и 21 возведения в квадрат, обратного экспоненциального блока 22 и инвертирующего блока 11 позволило измерять дополнительно секремент затухания. Устройство позволяет вычислять мгновенные значения параметров по формулам, приведенным в описании изобретения. 1 ил.

сОюз сОВетсних социАлистических

РЕСПУБЛИК (19) 01) А1 ($g)g G 01 R 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРи гкнт Оса

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4632887/21 (22) 06. 01. 89 (46) 07, 07, 91, Вюл. 9 25 (72) Н.И,Карпов (53) 621,317.7 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 920551, кл. G 01 R 23/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1023246, кл. G 01 R 23/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИНУСОИДАПЬНО! О СИГНАЛА (57) Изобретение может быть использовано для измерения параметров колебательных процессов, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Устройство со2 держит три блока 1 — 3 дифференцирования, два блока 4 и 7 умножения, два блока 10 и 12 деления, блок 5 возведения в квадрат, два блока 8 и

9 вычитания, два блока 13 и 14 извлечения квадратного корня. Введение дополнительно трех блоков 15, 16 и 23 умножения, блока 19 деления, двух блоков 17 и 20 вычитания, масштабного 18 блока, двух блоков 6 и

21 возведения в квадрат, обратного экспоненциального блока 22 и инвертирующего блока 11 позволило измерять дополнительно секремент затухания. Устройство позволяет вычислять мгновенные значения параметров по формулам, приведенным в описании изобретения. 1 ил, 1661659

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитуды, частоты и декремента затухания колебаний с постоянной и переменной по времени амплитудой.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет измерения частоты и амплитуды колебаний с различным декрементом затухания и измерения мгновенного значения декремента затухания, (На чертеже представлена функци, ональная схема устройства.

Устройство содержит первый 1,вто-! рой 2 и третий 3 блоки дифференциро- вания, первый блок 4 умножения, пер,вый 5 и второй 6 блоки возведения в . квадрат, второй блок 7 умножения, первый 8 и второй 9 блоки вычитания, первый блок 10 деления, инвер тирующий блок 11, второй блок 12 деления, первый 13 и второй 14 блоки извлечения квадратного корня, третий 15 и четвертый 16 блоки умноже;ния, третий блок 17 вычитания, масштабный блок 18, третий блок 19 деления, четвертый блок 20 вычитания, третий блок 21 возведения в квадрат, обратный экспоненциальный блок.22

:и пятый блок 23 умножения.

Вход устройства через последовательно соединенные первый блок 4 ум ножения, первый блок 8 вычитания, инвертирующий блок 11, второй блок 12 деления, первый блок 13 извлечения квадратного корня, пятый блок 23 ум ножения соединен с выходом измерения амплитуды, через последовательно соединенные первый 1, второй 2 и третий

3 блоки дифференцирования, второй блок 7 умножения, второй блок 9 вычитания,,первый блок 10 деления, -четвертый блок 20 вычитания, второй блок

14 извлечения квадратного корня — с выходом измерения частоты, а через последовательно соединенные четвер— тый блок 16 умножения, третьи блоки

17 и 19, соответственно вычитания и деления — с выходом измерения декремента затухания, соединенного через обратный экспоненциальный блок 22 с вторым входом пятого блока 23 умножения, Выход первого блока I дифференцирования через первый блок 5 возведения в квадрат соединен с вторым входом первого блока 8 вычитания, через третий блок 15 умножения — с вторым входом третьего блока 17 вычита- . ния, а также с вторым входом второго блока 7 умножения. Выход второго блока 2 дифференцирования соединен с вторым входом первого блока 4 умножения, через второй блок 6 возведения в квадрат — с вторым входом второго блока 9 вычитания и с вторым

Bx0IIoM третьего блока 15 умножения.

Выход третьего блока 3 соединен с вторым входом четвертого блока 16 умножения, выход первого блока 8 вычитания соединен с вторым входом первого блока 10 деления, а через масштабный блок .18 — с вторым входом третьего блока 19 деления, выход которого через третий блок 21 возведения в квадрат соединен с вторым входом четвертого блока 20 вычитания, выход которого соединен с вторым входом второго блока 12 деления, Устройство работает следующим об25 разом.

Входной синус оидальный сиг нал

p(4 у = y(t) = А е sinQ3t, где А, И, 16 — амплитуда, частота и декрементзатухания колебаний, поступает на вход блока 1 дифференциро- ° вания и трижды дифференцируется в блоках 1-3. На выходах этих блоков появляются соответственно сигналы

35 У = y(t) = А е /

+Qcus Qt) г г г у = y(t) = А е ((0 — Я ) sin 03t +

+2фЯсоэ И t), °.... ЯГ 2 2

40 у = y(t) = А е (М(М -ЗЮ ) sin47t+

+ Я(ЗК -И ) cus И с), В первом блоке 4 умножения происходит умножение входного сигнала у е 3

45 на его втоРую пРоизводную у, в результате чего -на выходе первого блока 4 умножения появляется сигнал ф ° у.у, на выходе первого блока 5 возведения в квадрат появляется сигнал

В

so у . на выходе второго блока 6 возведения в квадрат появляется сигнал

1 у . Во втором блоке 7 умножения выI рабатывается сигнал у у. В первом блоке 8 вычитания получают сигналы

1 J у. y - -уг, а во втором блоке 9 вычитания появляется сигнал у,у — у . В ,первом блоке 10 деления происходит деление значения сигнала с выхода блока 9 на значение выходного сиг1661659

g(t)t

A(t) = е

Ю(с) Q(t) = нала блока 8 (уу — уг )! (уу — у )

Одновременно третий блок 15 умно жения производит операцию переМножения сигналов с выхода блока 1 на вы-ходной сигнал блока 2: получают сиг. нал у, у, а на выходе четвертого блока 16 умножения получают сигнал у. у.

Третий блок 17 вычитания производит

° ° вычитание сигналов (у у — у у) . В третий блок 19 деления поступает сигнал 2 (у, у — у ) с выхода блока 8 через масштабный блок 18 и сигнал с выхода третьего блока 17 вычитания.

На выходе блока 19 получают сигнал (() Y Х,: Y Y

2 (у у — у2)

Параллельно измеренное значение

g(t) поступает на вход третьего бло.ка 21 возведения в квадрат, формирующего на выходе значение P(t), и на вход обратного экспоненциального блока 22, формирующего на выходе М

2 величину е . Сигнал 0l с выхода блока 21 поступает на второй вход блока 20 вычитания, на первый вход этого блока поступает сигнал с выхода первого блока 10 деления, на выходе блока 20 формируется сигнал з — —,— — —.- -С, представляющий собой у у2 квадрат измеряемой частоты, На выходе блока 14 извлечения квадратного корня формируется сигнал, соответствующий мгновенному значению измеряемой частоты

Выходной сигнал с блока 20 вычитания, представляющий собой Я(с), параллельно поступает на второй вход блока 12 деления, на первый вход которого поступает сигнал с выхода первого блока 8 вычитания через блок 11.

На выходе блока 12 деления вырабатывается сигнал — (уу — у )/G3, а на выходе блока 13 происходит операция извлечения корня квадратного из полученного значения сигнала. На входы пятого блока 23 умножения поступают сигналы с блока 13 извлечения квадратного корня и с выхода обратного экспоненциального блока 22.

На выходе блока 23 умножения получают сигнал, соответствующий мгновенному значению измеряемой амплитуды:

Формула изобретения

Устройство для измерения мгновенного значения параметров синусоидального сигнала, содержащее последовательно соединенные с входом устройства первый, второй и третий блоки дифференцирования, второй блок умножения, второй блок вычитания, первый блок деления, последовательно соединенные с входом устройства первый блок умножения, первый блок вычитания, выход которого соединен с вторым входом первого блока деления, второй вход второго блока деления, соединен с входом второго блока извлечения квадратного корня, соединенные с выходом первого блока дифференцирования, второй вход второго блока умножения, первый блок возведения в квадрат, выход которого соединен с вторым входом первого блока вычитания, соединенные с выходом второго блока дифференцирования, второй вход первого блока умножения и второй блок возведения в квадрат, выход которого соединен с вторым входом второго блока вычитания, первый блок извлечения квадратного корня, вход которого соединен с выходом второго блока деления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет измерения частоты и амплитуды колебаний с различным декрементом затухания и изменения мгновенного значения декремента затухания, в него введены третий, четвертый, пятый блоки умножения, третий, четвертый блоки вычитания, третий блок деления, третий блок возведения в квадрат, масштабный блок, обратный экспоненциальный блок и инвертирующий блок, причем первый вход четвертого блока умножения соединен с входом устройства, а второй — с выходом третьего блока дифференцирования, а выход четвертого блока умножения соединен с последовательно соединенными третьим блоком вычитания, третьим блоком деления, вы- ,ход которого является выходом устройства по декременту затухания и, соединен с входом третьего блока воз.ведения в квадрат и с входом обрат1661659

Составитель Е.Соловьев

Редактор И.Дербак Техред С.Мигунова Корректор H.Ревская

Заказ 2120 Тираж 422 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101 ного экспоненциального блока, выход третьего блока возведения в квадрат соединен с вторым входом четвертого блока вычитания первый вход кото1

5 рого соединен с выходом первого блока деления, а выход — с входом второго блока извлечения квадратного корня и с вторым входом второго блока деления, выход обратного экспоненциально- 10 ro блока соединен с вторым входом пятого блока умножения, первый вход которого соединен с выходом первого блока извлечения квадратного корня, 1

BblxopoM gc тройс TBB по амплитуде, первый и второй входы третьего блока умножения соединены, соответственно с выходами первого и второго блоков дифференцирования, а выход соединен с вторым входом третьего блока вычитания, второй вход третьего блока деления через масштабный блок соединен с выходом первого блока вычитания и входом инвертирующего блока, выход которого, соединен с первым входом второго блока деления, выход второго блока извлечения квадратного корня является выходом устройства по частоте.