Устройство для определения частоты гармонического сигнала Советский патент 1991 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения частоты гармонического сигнала за время, еньшее периода измеряемого сигнала

Целью изобретения является повышение точности определения частоты гармонического сигнала.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для определения частоты гармонического сигнала

Устройство содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 1, регистры 2 3 и 4 памяти, а также сумматор 5, делитель 6, блок 7 запрета, цифроаналоговый преобразователь 8 функциональный преобразователь 9 и последовательно соединенные генератор 10 импульсов и первый и второй блоки 11 и 12 задержки, блоки 13, 14, 15 определения абсолютной величины, блок 16 выбора максимального значения, масштабный усилитель

17и блок 18 сравнения двух чисел, выход которого соединен со вторим входом блока 7 запрета, при этом выход генератора 10 импульсов соединен с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя 1 и тоетьего регистра 4, выходы первого и второго блоков 11 и 12 задержки соединены соответственно с управляющими входами регистров 3 v 2, выходы первого и третьего блоков 13 и 15 определения абсолютных величин соединены с входами блока 16 выбора максимального значения, а выход вто- рого блока 14 определения абсолютной величины соединен со вторым входом блока

18сравнения двух чисел, первый вход которого соединен через масштабный усипитель 17с выходом блока 16 выбора максимального значения, при этом выход первого регистра 2 памяти соединен со входом первого блока 13 определения абсолютной величио ю

VJ о ел

ны и первым входом сумматора 5, выход которого через последовательно соединенные делитель 6, блок 7 запрета, цифроаналоговый преобразователь 8 и функциональный преобразователь 9 соединен с выходом устройства, выход второго регистра 3 памяти соединен со вторым входом делителя 6 и входом второго блока 14 определения абсолютной величины, а выход третьего регистра 4 памяти - со вторым входом сумматора 5 и входом третьего блока 15 определения абсолютной величины.

Блоки 13,14,15 определения абсолютной величины могут быть выполнены в виде N-разрядных повторителей, в которых в выходном сигнале отсутствует знаковый разряд, блоки 5,6,9,17 могут быть выполнены на ПЗУ, блок 18 - на микросхеме типа 530СПТ, блок 7 - на D-триггерах, а блок 16 - на 530КП1.

Устройство для определения частоты гармонического сигнала работает следующим образом.

На аналоговый вход аналого-цифрового преобразователя 1 поступает контролируемый сигнал. Преобразователь 1 производит преобразование мгновенных значений амплитуды контролируемого сигнала в цифровой код в моменты прихода импульсов с генератора 10. Генератор 10 вырабатывает импульсы с периодом повторения, равным т. Регистры 2,3 и 4 памяти образуют трехразрядный регистр сдвига, в который записываются цифровые коды трех мгновенных значений амплитуды контролируемого сигнала, следующих через эталонные интерва- лы времени г . Для правильного перемещения информации в указанном регистре сдвига используются блоки 11 и 12 задержки.

Сумматор 5 осуществляет суммир за- ние чисел, записанных в регистры 2 и 4, з делитель 6 делит эту сумму на число, записанное в регистр 3.

Блоки 13 и 15 определяют абсолютные величины чисел, записанных в регистры 2 и 4, а блок 16 выбирает максимальное значение им из этих абсолютных величин. Масштабный усилитель 17 формирует на своем

выходе число -гт UM , где д - относи2л: Атт

тельная погрешность измерения амплитуды с помощью преобразователя 1, Af - требуемая абсолютная погрешность определения частоты гармонического сигнала. Величины б, Af и т являются постоянными и заданными. Блок 18 сравнивает сформированное усилителем 17 число с абсолютной величиной числа, записанного в

д

Т Ггим- шна

регистр 3. Если LJ21

выходе блока 18 формируется потенциал, закрывающий блок 7 запрета, т.е. сигнал с

выхода делителя 6 не проходит на вход циф- роаналогового преобразователя 8, а на выходе блока 7 запоминается цифровой код, полученный на выходе делителя 6 при предыдущем процессе измерения часто™. В

0 этом случае блок 7 запрета откроется при поступлении с генератора 10 на управляющий вход преобразователя I следующего импульса, когда в регистры 4.3 и 2 будут записаны цифровые коды второго, третьего

5 и четвертого фиксированных мгновенных значений амплитуды контролируемого сигнала.

В случае открытого блока 7 запрета цифровой код результата, полученного на выхо0 де делителя 6, преобразуется с помощью преобразователя в аналоговый сигнал, который обрабатывается функциональным преобразователем 9 по законуarccos/

5 (х/2).

Таким образом, на выходе функционального преобразователя 9 формируется сигнал, амплитуда которого равна значению частоты входного гармонического сигнала.

0 Блоки 5-9 и 13-18 представляют собой вычислитель.

Формула изобретения Устройство для определения частоты гармонического сигнала, содержащее по5 следовательно соединенные генератор импульсов, первый и второй блоки задержки, последовательно соединенные аналого- цифровой преобразователь, первый, второй, третий регистры памяти, сумматоо,

первый вход которого соединен с выходом первого регистра памяти, второй вход - с выходом третьего регистра памяти, а выход - с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом второго регист5 ра памяти, и поспедовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и функциональный преобразователь, причем выход генератора импульсов соединен с управляющими входами аналого-цифрового

0 преобразователя и третьего регистра памяти, а выходы первого и второго блокоЕ. задержки соединены с управляющими входами второго и первого регистров памяти соответственно, отличающееся тем

5 что, с целью повышения точности определения частоты, в него введены блок B tftopa максимального значения, масштабный усилитель, блок сравнения двух чисел, блок запрета и первый, второй и третий бЬзк опредепения абсолютной ПРЛИЧИНЬ,, входы

которых соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего регистров памяти, входы блока выбора максимального значения соединены с выходами первого и третьего блоков определения абсолютной величины, информационный вход блока запрета соединен с выходом делителя, а выход - с входом цифроаналогового

преобразователя, при этом выход второго блока определения абсолютной величины соединен со вторым входом блока сравнения двух чисел, первый вход которого соединен через масштабный усилитель с выходом блока выбора максимального значения, а выход - со вторым входом блока запрета.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения частоты гармонического сигнала за время, меньшее периода измеряемого сигнала. Цель изобретения - повышение точности определения частоты гармонического сигнала Достигается за счет введения в устройство блока 16 выбора максимального значения, масштабного усилитепя 17, блока 18 сравнения двух чисел, блока 7 запрета, блоков 13,14,15 определения абсолютной величины и образования новых функциональных связей. Устройство, кроме того, содержит аналого-цифровой преобразователь 1, регистры 2,3,4 памяти, сумматор 5, деятель 6, цифроаналоговый преобразователь 8, функциональный преобразователь 9, генератор 10 импульсов и блоки 11 12 задер жки 1 ил.

Г