Устройство для измерения средней частоты импульсов нестационарного случайного потока

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iii922654

Сею з Севетскик

Сециапистическик

Реснублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву % 673933 (22) Заявлено 21. 12.79(2! ) 2857290/18-21 с присоединениеке заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23,04.82. Бюллетень № 15 (5!)М. Кд.

G 01 R 23/02

61ауаарстваеый квинтет

CCCP ае даааи иэабретекий и еткрытий (53) УДК 621.317 (088,8) Ф

Дата опубликования описания 26,04.82

Л. Д. Вилесов, А. Б. Воробьев, В. А. Кириллов и К (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель

Ленинградский институт авиационного приборостро (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ

ИМПУЛЬСОВ НЕСТАЦИОНАРНОГО СЛУЧАЙНОГО ПОТОКА

Изобретение относится к импульсной технике и электроизмерениям, в частности к устройствам измерения средней частоты импульсов нестационарного случайного потока.

По основному авт. св. М 673933 известно устройство, содержащее два разностных счетных блока, делитель частоты, пороговый элемент, входы которого соединены с выходами первого разностного счетного блока, первый и второй коммутаторы, последовательно соединенные блок управления и блок перезаписи, второй и третий входы которого связаны с выходами. второго разностного счетного блока, а два выхода блока перезаписи, соединены с первым и вторым входами первого разностного счетного блока, причем третий и четвертый входы последйего связаны с выходами первого комму татора, первый вход которого связан с вторым выходом блока управления, второй вход — с входом устройства, третий вход с — третьим выходом первого разностного счетного блока и первым входом второго коммутатора, а четвертый вход подключен к входу делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора, своими выходами связанного с входами второго разностного счетного блока, и генератор импульсов,. перезаписи, включенный между выходом порогового элемента, третьим выходом блока управления и входом делителя час10 тоты, а также блок регулировки коэффициента деления, первый вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, второй вход подключен к

15 выходу второго разностного счетного блока, а выход соединен с управляющим входом делителя частоты Llg.

Данное устройство предназначено для измерения средней частоты импульсов нестационарного случайного потока. Однако точность измерения невысока, так как оно является фильтром первого порядка. В случае, если нестационарность входного потока начинает проявляться

9226 за время такта, то даже при линейно нарастающей средней частоте динамическая ошибка будет значительной.

Herb изобретения - повышение точности измерения средней частоты нестационарного случайного потока.

Пель достигается тем, что в устройство введен блок оценки приращения средней частоты, . знаковый и информационный. выходы которого подключены.к третьему 10 и четвертому. входам второго коммутатора, первый вход блока оценки приращения средней частоты соединен с пятым выходом блока управления, второй вход подключен к выходу генератора импуль- И сов перезаписи, а третий вход соединен с третьим выходом первого разностного счетного блока;

На фиг. 1 изображена структурная схема "устройства; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит блок 1 управления, блок 2 перезаписи, первый коммутатор 3, генератор 4 импульсов перезаписи, блок 5 регулировки коэффициента деления, блок 6 оценки приращения средней частоты, второй коммутатор 7, первый разностный счетный блок 8, делитель 9 частоты, пороговый элемент 10 и второй разностный счетный блок 11.

В установившемся режиме перед началом нового такта в блоке 6 оценки приращения средней частоты хранится код оценки приращения средней частоты . за один такт, во втором разностном счетном блоке 11 - код оценки средней частоты для начинающегося такта, представляющий собой сумму кодов оценки приращения средней частоты с оценкой средней частоты. Этот же код, но с отрицатель40 ным знаком записан в первом разностном счетном блоке 8. С началом нового такта входной импульсный поток первый коммутатор 3, открываемый сигналом блока 1 управления (фиг. 2а), подается на вход сложения первого разностного счетного блока 8.. Таким образом, после окончания Йнтервала времени „ в первом разностном .счетном блоке 8 формируется разность между предсказанной, оценкой средней частоты,- сформированной в конце предыдущего тракта, и результатом измерения в данном такте.

Затем на время Т„(фиг. -26) происходит сложение чиела, хранившегося до на- Ы чала такта в блоке 6 оценки приращения . средней частоты, с оценкой средней частоты, хранящейся во втором разностном

84 4 счетном блоке 11. Сложение осуществляется последовательным число-импульсным кодом, который через коммутатор 7 поступает на положительный или отрицательный вход блока 11 в зависимости

or знака числа, хранящегося в блоке 6.

Причем значение кода оценки лрнращениясредней частоты в блоке 6 после окончания операции сложения сохраняется.

После этого число, записанное в пер вом разностном счетном блоке 8, преобразуется за время Т (фиг. 2с) в последовательный число-импульсный код, который делится делителем 9 частоты и складывается с кодом, хранящимся so втором разностном счетном блоке 11.

Это происходит следующим образом. По сигналу блока 1 управления включается генератор 4 импульсов перезаписи и его импульсы через делитель 9 частоты и второй коммутатор 7 поступают на вход сложения или вычитания второго разностного счетного блока 1 1 в зависимости от того, положительное или отрицательное число было записано в первом разностном счетном блоке 8. Импульсы генератора

4 поступают также через первый коммутатор 3 на вход первого разностного счетного блока 8. Если в нем записан положительный код, то импульсы поступают на вход вычитания, если отрицательный, то на вход сложения. При этом код первого разностного счетного блока

8 списывается до нуля, фиксируемого пороговым элементом 10, который выключает генератор 4 импульсов перезаписи °

Таким образом, генератор 4 вырабатывает число импульсов, равное абсолютному значению кода первого разностного счетного блока 8. В результате сложения кода первого разностного счетного блока 8 с кодом второго раэностного счетного блока 11 в последнем формируется код, пропорциональный средней частоте входного импульсного потока, экстраполированHblN для следующего такта. HM3FfJlhcbl с выхода генератора 4 поступают также на вход блока 6 оценки приращения средней частоты.

Так как число импульсов с генератора 4 есть разность между оценкой средней частоты, полученной за время равное одному такту измерения, точнее за время Т,, и оценкой, экстраполированной для данного такта и полученной с учетом всей предыстории измерения на основании данных блока приращения средней частоты 6. то она (разность) со5 922654 6 держит информацию о том, насколько диаграммы установления оценки средотличается оценка приращения" средней ней частоты g во втором разностном частоты от истинного приращения сред- счетном блоке 11 и оценки скоросж аа ней частоты для рассматриваемого так- менения средней частоты Х, в блоке 6та измерения. В блоке 6 происходит, g оценки приращения средней частоты при весовое суммирование этой разности скачкообразном воздействии на вход устс учетом знака с предыдущим значе- ройства импульсного потока с постоянной йием кода приращения средней частоты. частотой + . В установившемся режиме

В результате получаем новое значение оценка средней частоты К î. а оценки приращения средней частоты. 10 оценка скорости ее изменения равна нулю. г

Далее за время Т, (фиг. 2d) блок:5 При построении временных диаграмм пер егулировки коэффициента деления из- реходного процесса были приняты нулеменяет коэффициент деления делителя 9 вые начальные условия, т.е. в начале частоты в соответствии с оценкой сред- первого такта содержимое во втором раз» ней частоты на данном такте, а блок 2 >s ностном счетном. блоке 11 и блоке 6 перезаписи переписывает код второго .разностного счетного блока 11 в первый нулю. Построение. диаграмм проведено разностнь счетныи и че ный олок 8 с отрицатель- в соответствии с описанием работы устным знаком, подготавливая тем самым ройства. Пунктирные, линии соединяют следующий такт измерения. На этом за- g0 оценочные точки. канчивается один такт измерения. Включение новых элементов в нредРабота устройства в течение следую- лагаемое устройство выгодно отличает его от известного, так как позволяет пощего такта не отличается от предьшуше высить точность измерения текущего зна чения средней частоты.

Время такта равно так как Т = Т„;.Т, то на фиг. 2 и 3 принято, что

30 т,-т„

Таким образом, во втором разностном счетном блоке 11 формируется оценка средней частоты, и в блоке 6 — оценка

35 приращения средней частоты, т.е. оценка скорости изменения средней частоты.

Если входной сигнал имеет постоянную частоту,. то флуктуации входного потока отсутствуют. При этом за время Т„s первый разностный счетный блок 8 всегда ,записывается одно и то же число входных импульсов. Такое же число будет записано в,установившемся режиме и во втором разностном счетном блоке 11, так что ошибка измерения средней частоты на выходе первого разностного счетного блока 8 в установившемся режиме равна нулю. На фиг. 3 приведены временные формула изобретения

Устройство для измерения средней частоты импульсов нестационарного случайного потока по авт. св. М 673933, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введен блок оценки приращения средней частоты, знаковый и информационный выходы которого псдключены к третьему и четвертому входам второго коммутатора, при этом первый вход блока оценки приращения средней частоты соединен с пятым выходом блока управления, второй вход подключен к выходу генератора импульсов перезаписи, а третий вход соединен с третьим выходом первого разностного счетного блока и

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1. Авторское свидетельство СССР

М 673933, кл. G 01 К 23/02, 1978, 922654

Составитель В. Новоселов

Редактор A. Козориз Техред А. Ач Корректор B. Синидкая

Заказ 2574/59 Тираж 7 19 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений, и открытий

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

Ф «Ф Ю ЭЭ

Филиал ППП "Патж", г. Ужгород, ул. Проектная, 4