Устройство для измерения частоты синусоидального сигнала

 

Союз Советсник

Социалистических

Рес убм

О П И С А Н И Е (iu920552

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. с вид-ву— (22) Заявлено 25. 01. 80 (21) 2875333/18-21 с нрнсоеамненмен заявки М— (23) Прнормтет(Sl)N. Кл.

G 01 и 23/00 босудэрстмнныН квинтет

СССР ио делам изебретеник . н открытнк

Онублмковано 15. 04. 82. Бюллетень Ра 14 (53) УДК 621 ° .317(088.8) Дата опубликования описания 16. 04. 82 (72) Автор изобретения

В. В ..Карпов (71) Заявитель (4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СИНУСОИДАЛЬНОГО

СИГНАЛА

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для работы в частотно-измерительных устройствах.

Известно устройство для измерения . инфранизкой частоты синусоидального сигнала, содержащее вычислительное устройство, аналого-цифровбй преобразователь для измерения амплитуды сигнала и его производной:в отсчетные моменты времени $13.

Устройство недостаточно быстродействующее.

Известно также устройство для измерения частоты синусоидального сигнала, содержащее блоки двойного дифференцирования, деления и извлечения квадратного корня f2 ).

Однако при измерении частоты сигнала этим устройством в случае отсутствия входного сигнала или при его значениях, близких к нулевым, возникают ложные оценки частоты сигнала, обусловленные неол ределенностью отношения второй производной к сигналу, что приводит к наличию ложных оценок частоты входного сигнала.

Цель изобретения - устранение ложных оценок частоты входного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения частоты синусоидального сигнала, 16 содержащее последовательно соединенные формирователь второй производ. ной, блок деления, блок извлечения квадратного корня и блок выдачи результата, введены последователь15 но соединенные формирователь модуля и пороговый блок, причем сигнальный выход формирователя второй производной подключен к входу формирователя модуля, выход которого соединен со вторым входом блока деления, выход порогового устройства подключен к второму входу блока выдачи результата, третий вход которого у

=Амвоны tg+Y!

40

SS

3 920 .соединен с командным выходом формирователя второй производной.

Сущность изобретения заключается в том, что ложные оценки частоты входного сигнала, обусловленные неопределенностьь отношения второй производной сигнала к сигналу при его значениях, близких к нулевым, исключают путем запрета прохождения результатов оценки на выход устройства при мгновенных значениях сигнала в моменты взятия второй производной, меньших по сравнению с пороговым уровнем.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2диаграммы напряжений, поясняющие его работу, Устройство содержит формирователь

1 второй производной, состоящий из первой, второй, третьей, четвертой и пятой схем 2-6 "выборка-запоминание", блока 7 управления, первого, второго и третьего дифференциальных усилителей 8-10, а также блок деления 11, формирователь 12 модуля, блок 13 извлечения квадратного корня, пороговый блок 14 и блок 15 выдачи результата.

Устройство работает следующим образом.

Каждый из интервалов Т оценки час" тоты сигнала разбит на интервалы

Т 1 и Т, причем Т„+Т =Т (фиг. 2, 16), где Т вЂ” интервал формирования исходных данных для вычисления, Т2 интервал вычисления результата.

Значения частоты входного сигнала вычисляются для моментов времени (фиг. 2.16), являющихся моментами взятия второй производной сигнала.

Для получения в интервале:оцен- ки Т,1 в моменты времени t, t, t 4 и .t соответственно на первом, втором, третьем, четвертом и пя-, том выходах блока 7 управления формируют импульсы (фиг. 2.17-2.21) с интервалами следования, при этом на выходах первой, второй, третьей, четвертой и пятой схем 2-6 "выборказапоминание" устанавливаются напряжения, равные значениям входного сигнала в указанные моменты времени, причем t<=t0 2ь, ty=t0 4

t<=t 0+27 при выборке t =tq .

На выходе устройства устанавливается сигнал А inwt, где А и u) 552 4 соответственно амплитуда и круговая частота сигнала; t — текущее время.

Напряжения U<-U> на выходах соответствующих схем 2-6 "выборка-запоминание" равны

U„=А s inw(tg "2 )=.А s inw(t p-3Г/"- Г/2);

Up=A sinw(tg- i ) =A sin@(tg-3Г /2 /2);

0 =А s inst@=A s in(vt 0, 0 =А sinw(T0«i )=А siпv(t0i3 i/2- /2);

1в О =А ы пМ(0+2 С)=А in<(tg>3 /2 ь" /2) .

При выборке коэффициентов k<-k> усиления первого, второго и третьего дифференциальных усилителей 8-10, равными соответственно 1/, 1/t и напряжения U> У.т и Ug на их выходах соответственно равны ь" „(g- Ä)= ОВ " cosa(t - — )

«Ah) |05 ю/ ю

9,:М так как sin — " при малых значениях аргумента

ыТ ЗТ1

0 =К„1,ц -U 1= — -QASin — @OS (t + — 1=

;...т ь! г l o . I 1

= — 1 -Ц )= - > ц Я

В „-, ; 1 б 1

ЗО х%1 м б «А %1бж 01 где частота входного сигнала

Следовательно, к началу интервала

Tl вычисления результата коэффициента. деления блока 11 в момент времени

t0 устанавливается равным (А sinwt0), а на первом входе упомянутого блока

11 формируется напряжение, равное умноженному в F раз значению входного сигнала в момент времени .Про,:, щи напряжение Ug на выходе дещир@Щ ;g;t напряжения равно

@ . М3 A Slnw

14ъ1 - . JAsinuftgl и совждает по знаку с входным сигналом.

Напряжение 0„0 на выходе блока 13 извлечения квадратного корня независимо от его знака разно

010=Г03=" и также совпадает ло знаку с входным сигналом. Полученное напряжение U

10 поступает на первый вход блока 1ъ для сравнения с эталонными значениями и по результатам сравнения принимается решение о значении частоты входного сигнала в момент времени причем в течение интервалов Т

1 формирования исходных данных блок

15 закрыт нулевым потенциалом с ко5 9205 мандного выхода блока 7 управления (фиг. 2.22) формирователя 1 второй производной.

Для устранения ложных оценок при отсутствии сигнала на входе устройства или при значениях входного сигнала в моменты времени t, близких к нулевым, осуществляется срав-. нение абсолютных значений входного сигнала в моменты времени t c nq 1В

О роговым значением. При значениях выходного напряжения формирователя

12 модуля ниже пороговых, на выходе порогового устройства 1.4 формируется нулевой потенциал, запрещающий прохождение результата оценки на выход блока 15. формула изобретения го

Устройство для измерения частоты синусоидального сигнала, содержащее последовательно соединенные формиро52 6 ватель второй производной, блок деления, блок извлечения квадратного корня, блок выдачи результата, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с це лью устранения ложных оценок частоты входного сигнала, в него, введены последовательно соединенные формирователь модуля и пороговый блок, причем сигнальный выход формирователя второй производной подключен к входу формирователя модуля, выход которого соединен со вторым входом блока деления, выход порогового устройства подключен к второму входу блока выдачи результата, третий вход которого соединен c êoìàíäíûì выходом формирователя второй производной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке И 2824256, кл. G 01 Я 23/00, 01. 1О 79.

2. Авторское свидетельство СССР

М 434325, кл. G 01 R 23/00, 1972.

920552

Составитель В. Новоселов акто Н. Ромжа Техред Л. Пекарь Корректор.g. Шекмар

Заказ 2329/ 7 Тираж 719 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,