Измеритель частоты гармонического сигнала Советский патент 1985 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к электрои радиоизмерительной технике и может быть использовано в измерительных устройствах, в средствах автома тического контроля и управления. Известно устройство для измерени частоты низкочастотных гармонических сигналов, содержащее блок двойного дифференцирования, выполненный в виде последовательно соединенных сумматора и двух интеграторов, а также два блока, определения модуля Г1. Недостатком этого устройства является невозможность измерения частоты в моменты времени, когда sin W t О, а также большая погрешность измерения вблизи э.тих моментов времени. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения частоты и амплитуды гармонического сигнала, содержащее три последовательно соединенные с входом устройства блока дифференцирования, два блока умно;женйя, 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 тройног 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. Цель изобретения - повышение точ ности измерения. f Поставленная цель достигается те что в измеритель частоты гармоничес кого сигнала, содержащий квадратор, два последовательно соединенные бло ка дифференцирования, последователь но соединенные умножитель, блок вычитания, блок деления, блок извлече ния квадратного корня и индикатор, введен усилитель с автоматической регулировкой усиления, первый вход которого соединен с входной пганой, выход соединен с его вторым входом, с первым входом умножителя и с вход первого блока дифференцирования,вы ход 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 А, блок 5 вычитания, блок 6 деления, блок 7 извлечения квадратного корня, умножитель 8 и индикатор 9 частоты. При зтом 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, его выход - с первьм входом блока 5, первый вход усилителя 1 соединен с входной шиной, а его вьгход с 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 U(j AfyjcosCuJt -i- f) . Этот сигнал дифференцируется, и на выходе блока 2 имеем y -A-cO.sin( +f) где А АИ, К К - коэффициент передачи усилителя с АРУ, на выходе ,блока 3 Ut -А CO-cosCo t + ip), 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 вьосода полученный сигнал поступает на второй вход блока 5. В результ те вычитания получим и, - U6U;u А -OJ.sin ( (A5t ) + . ).cos(U)t + Ф) А .Ц Полученный сигнал поступает на блок 6, где осуществляется его деление на постоянную известную величину А В результате имеем HL.-Hou . . Далее сигнал поступает на блок 7, с выхода ХОТОРОГО получаем величину, равную измеряемой частоте сигнала, которая регистрируется индикатором 9.

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

Предлагаемое устройство позволяет измерять частоту гармонического сигнала в любой требуемый момент времени с высокой точностью, что важно при постр оении быстродействукхцих измерителей низкой и инфранизкой частот и других автбматических устройств контроля и управления.

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.