Устройство для измерения частоты переменного напряжения Советский патент 1988 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к области электрорадиоиэмерений и может быть использовано при измерении частоты синусоидального напряжения при наличии в его составе постоянной составляющей любого знака.

Цель изобретения- расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит аналого- цифровой преобразователь 1 (А1ДП), генератор 2 импульсов,вычитатель 3, регистры 4-7 памяти,блоки 8-10 задержки, сумматор 11, делитель 12,циф- роаналоговый преобразователь 13 (ЦАП) и функциональный преобразователь 14.

Сигнальный вход АЦП 1 является входом устройства. Выход генератора 2 импульсов объединен с управляющими входом А1Щ 1, входом блока 10 задержки и управляющим входом регистра 7 памяти,выход которого через последовательно включенные сумматор 11, делитель 12 и ЦАП 13 соединен с входом функционального преобразователя 14. Выход АЦП 1 подключен к первому входу вычитате 1я 3 непосредственно и через регистр 4 памяти к второму входу вычитателя 3, выход которого через последовательно соединенные регистры 5 и 6 памяти подключен к входу регистра 7 памяти и второму входу делителя 12. Выход блока 10 задержки объединен с управляющим входом регистра 6 памяти и через последовательно соединенные блоки 9 и 8 задержки подключен к управляющему входу регистра 4 памяти, причем выход блока 9 задержки соединен с управляющим входом регистра 5 памяти, выход которого подключен к второму входу сумматора 11.

Устройство работает следующим образом.

На выходе генератора 2 импульсов формируется последовательность коротких тактовых импульсов, интервал между которыми равен эталонному интервалу времени Д . Первый же тактовый импульс с генератора 2 импульсов запускает АЦП 1, -который преобразует мгновенное значение контролируемого переменного напряжения U, , су- -ществующее в момент воздействия тактового импульса, в цифровой код, соответствующий этому значению, и подает его на вход регистра 4 памяти и на первый вход Ьычитателя 3.Одновременно э.тот тактовьш импульс пос- тупает на управляющий вход регистра

7памяти, записывая в него информацию с выхода регистра 6 памяти, а также на вход блока 10 задержки, с выхода которого задержанный по времени импульс поступает на управляющий вход регистра 6 памяти, записывая в него информацию с выхода регистра 5 памяти, и на вход блока 9 задержки, с выхода которого вторично

задержанный тактовый импульс подается на управляющий вход регистра 5 памяти, записывая в него информацию с выхода вычитателя 3, и на вход блока

8задержки. С выхода последнего в

третий раз задержанный импульс подается на управляющий вход регистра 4 памяти, выход которого подключен к второму входу вычитателя 3, записывая в него информацию с выхода АЦП 1.

Следующий (второй) тактовый импульс с генератора 2 импульсов вновь запускает АЦП 1, на выходе которого появляется цифровой код, величина которого соответствует мгновенному

значению U контролируемого переменного напряжения. Так как в это время на выходе регистра 4 памяти имеется цифровой код, соответствующий мгновенному значению U, переменного

напряжения, то на выходе вычитателя 3 присутствует разность этих двух величин bU, U,. После прохождения второго тактового импульса через блоки 10,9 и 8 задержки первая

разность двух мгновенных значений контролируемого напряжения ли, записывается в регистр 5 памяти и появляется на одном из входов сумматора 1 1 , а в регистр 4 памяти записывается мгновенное значение U переменного напряжения.

После прохождения третьего тактового импульса с генератора 2 импульсов по всем цепям на выходе регистра 5 памяти появляется вторая разность двух мгновенных значений переменного напряжения и - Uj- U, на выходе регистра 6 памяти присутствует первая разность UU, , на выходе

регистра 4 памяти - мгновенное значение Uj.

После прохождения четвертого.импульса с генератора 2 импульса по всем цепям на выходе регистра 5 памяти появляется третья разность двух мгновенных значений переменного напряжения AU,j и,, на выходе регистра 6 памяти - вторая разность двух мгновенных значений bU, а на выходе регистра 7 памяти присутствует первая разность двух мгновенных значений MJ,, Так как выходы регистров 7 и 5 памяти подключены к входам сумматора 11, а выход регистра 6 памяти - к второму входу делителя 12, то на выходе сумматора 11 после четвертого тактового импульса появляется сумма двух разностей мгновенных значений uU, + iU а на выходе де.0 ли, +ди,

лителя 12 - частное Цг- в ви2- uUj

де цифрового кода,- Этот код Преобразуется ЦАП 13 в аналоговую величину, а функциональный преобразователь 14

реализует функцию &U, + ли.

arccos

2 ir-u т.е. на его выходе по

является значение частоты контролируемого переменного напряжения f.

I

Устройство.измеряет частоту переменного напряжения по результатам четырех отсчетов мгновенных значений этого напряжения U,,-, взятых через эталонные интервалы времени Д , и последующего нахождения трех разностей мгновенных значений Ьи, Uj - и, лиг и,- Uj HAUj U - Uj, что позволяет исключить вли

5

0

5

яние постоянной составляющей входного сигнала. Формула изобретения

Устройство для измерения частоты переменного напряжения, содержащее последовательно соединенные первый, второй, третий регистры памяти, сум-- матор, делитель, цифроаналоговый преобразователь и функциональный преобразователь, выход которого является выходом устройства, а также аналого-цифровой преобразователь,управляющий вход которого объединен с выходом генератора импульсов, управляющим входом третьего регистра памяти и входом первого блока задержки, причем выход первого блока задержки объединен с управляющим входом второго регистра памяти и входом второго блока задержки, выход которого подключен к управляющему входу первого регистра памяти, отличающееся тем, что, с целью расшире-, ния функциональных возможностей, в него введены вычитатель, четвертый регистр памяти и третий блок задержки, вход которого соединен с выходом второго блока задержки, а выход - с управляющим входом четвертого регистра памяти, причем выход аналого- цифрового преобразователя подключен к первому входу вычитателя непосредственно и через четвертый регистр памяти - к второму входу вычитателя, выход которого соединен с входом первого регистра памяти.

Изобретение относится к элек- трорадиоизмерениям. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, генератор 2 импульсов, регистры 4-6 памяти,, блоки 8 и 9 задержки, сумматор 11,, делитель 12,циф- роаналоговый преобразователь 13 и функциональный преобразователь .14. Введение вычитателя 3, регистра 7 памяти и блока 10 задержки расширяет функциональные возможности устройства. Так, становится возможным измерять частоту переменного напряжения по результатам четырех отсчетов мгновенных значений напряжений и, и, и и и, взятых через эталонные интервалы времени, с последующим нахождением трек разностей мгновенных значений ди, U,, bU U - Uj и ли, U, что исключает влияние постоянной составляющей входного сигнала. 1 ил. с (О (/: с