Устройство для измерения частоты Советский патент 1987 года по МПК G01R23/00 

/

6

10

ннсо

О

СлЗ Oi

сл

Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для измерения частоты низкочастотных гармонических сигнало

Цель изобретения - повышение точ- ности измерений и упрощение устройства.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит нормализатор 1 амплитуды, формирователь 2, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, ключ 4, генератор 5 образцовой частоты (ГОЧ), арксинусный преобразователь 6, делитель 7, блок 8 деле- ния, счетчик 9 выборок и блок 10 регистрации.

Устройство состоит из последова- тельно соединенных нормализатора 1 амплитуды, вход которого является вх дом устройства, формирователя 2, ключа 4, делителя 7 и счетчика 9 выборок, выход которого подключен к третьему входу ключа 4. К второму входу ключа 4 подключен выход ГОЧ 5, а выход делителя 7 соединен со своим установочным входом и первьми входами АЦП 3 и блока 8 деления, выход которого подключен к входу блока 10 регистрации. Второй вход АЦП 3 соедине с выходом нормализатора 1 амплитуды, а выход АЦП 3 соединен через арксинусный преобразователь 6 с вторым входом блока 8 деления.

Устройство работает следующим об- разом.

В исходном состоянии ключ 4 закры Коэффициент деления делителя 7 установлен равным N, а если в качестве делителя используется двоичный счетчик с предустановкой, то в него записан код (2 -N), где е - разрядность счетчика. АЦП 3 находится в ждущем режиме.

Исследуемый сигнал Uy(t) подается на нормализатор 1 амплитуды, где он нормируется по амплитуде. Нормиро- ванный сигнал U(t) с выхода нормализатора 1 амплитуды поступает на формирователь 2 и сигнальный вход АЦП 3 В моменты перехода сигнала U(t) через нуль на выходе формирователя появляется импульс, которым открывается ключ 4, и импульсы с ГОЧ 5 с частотой fp поступают на делитель 7, Частота f выбирается из условия

(, , где N задают из условия

-1 обеспечения требуемого значения от5

5

О 5

0

35

0

носительной погрешности дискретности 1/N. После поступления N импульсов на делитель 7, на его выходе формируется сигнал переполнения, который

N соответсфвует моменту времени

Этот импульс выполняет следующие операции: восстанавливает исходное состояние делителя 7, запускает АЦП 3 и записывает в блок 8 деления и счетчик 9 выборок единицу (i 1). На выходе АЦП 3 образуется код мгновенного значения напряжения U(t), который поступает в арксинусный преобразователь 6 для вычисления величины arcsin ,f (поскольку U const,

h

ТО 1 /Ufp учитывается как постоянный коэффициент, заранее известный) .Код вели. U(ti)

чины arcsin подается на блок

и гп

8 деления и далее на блок 10 регистрации, поскольку ,

Очередной импульс на выходе делителя 7 будет сформирован через тот же интервал времени t, т.е, в момент времени tj 2t.,. Он вьшолняет те же операции, что и в предьщущем случае. Отличие состоит только в том, что значение i в блоке 8 деления и показания счетчика 9 выборок увеличатся, на единицу и станут равны . На выходе блока 8 деления образуется код

1 . U(t2) -5- arcsin ю .

В дальнейшем работа устройства аналогична вьшеописанной и на выходе блока 8 деления последовательно образуются коды

1

arcsin у

. U(t«) ...

m

1. U(tn)

arcsin--

nUrn

которые суммируются в блоке 10 регистрации.

После выполнения измерений на выходе счетчика 9 выборок формируется импульс переполнения, которым ключ 4 закрывается, и на этом процесс измерений прекращается, В блоке 10 регистрации образуется код N усредненного значения частоты в соответствии с соотношением

1 4 1 . и(

-T-arcsin-п N . 1 и

yitil

m

Введение статистической обработки по результатам п измерений повышает точность измерения частоты и при наличии нелинейных искажений, а использование нормализации амплитуды упрощает устройство.

Формула изобретения

Устройство для измерения частоты, содержащее аналого-цифровой преобразователь, генератор образцовой частоты, арксинусный преобразователь, блок деления и блок регистрации, а также последовательно соединенные форми- рователь и ключ, второй вход которого подключен к выходу генератора образцовой частоты, отличающееся тем, что, с цепью повьппения

точности и упрощения, в него введены нормализатор амплитуды, вход которого является входом устройства, делитель и счетчик выборок, причем выход счетчика выборок соединен с третьим входом ключа, выход ключа соединен с входом делителя, выход которого подключен к своему установочному входу, к входу счетчика выборок, к первым входам аналого-цифрового преобразо- Iвателя и блока деления, выход нормализатора амплитуды соединен с входом формирователя и вторым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого через арксинусный преобразователь подключен к второму входу блока деления, выход блока деления соединен с входом блока регистрации.

Изобретение относится к элек т- роизмерительной технике. Цель изобретения - повьппение точности измерений и упрощение устройства. Устройство содержит формирователь 2 анало- то-цифровой преобразователь 3, ключ 4, генератор 5 образцовой частоты, арксинусный преобразователь 6, блок 8 деления и блок 10 регистрации. Устройство оснащено делителем 7 и счетчиком 9 выборок. Введение статистической обработки по результатам измерений повышает точность измерений и при наличии нелинейных искажений, а нормализация амплитуды упрощает устройство. 1 ил. Uy(-tl иЮ (Л