Устройство для измерения частоты гармонического сигнала Советский патент 1992 года по МПК G01R23/00 

№./

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения частоты гармонического сиг нала за время, сравнимое с периодом измеряемого сигнала, при воздействии на сигнал аддитивной гармонической помехи о

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при наличии аддитивной гармонической помехи.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для измерения частоты гармонического сигнала; на фиг.2 - блок деления.

Устройство для измерения частоты гармонического сигнала содержит ана- лого-цифровой преобразователь (АЦН) регистры 2-5 сдвига, генератор 6 импульсов, блоки 1 и 8 умножения на два, сумматоры 9 и 10, блок 11 деления, блок 12 преобразования функционального.

Выход АЦП 1, информационный вход которого является входом устройства, через последовательно соединенные регистры 2-5 сдвига соединен с первым входом сумматора 10, выход регистра 3 сдвига через блок 7 умножения соединен с третьим входом сумматора 10, выход АЦП 1 подключен ко второму входу сумматора 1(1, выход которого соединен с первым входом блока 11 деления, выходы регистра 2 сдвига и регистра 4 сдвига соединены с первым и вторым входами сумматора 9, выход которого через блок 8 умножения подключен ко второму входу блока 11 деления, выход которого соединен со входом блока 12 преобразования, выход которого является выходом устройства,, Выход генератора 6 импульсов подключен к управляющим входам АЩ1 1 и регистров 2-5 сдвига.

Устройство для измерения частоты гармонического сигнала работает следующим образом.

Частота опроса устанавливается равной , где f„ ODn/ /7 - известная частота гармонической помехи. Входной сигнал U(t) поступает на вход АЦП 1, который производит с периодом Т0, преобразование мгновенных значений напряжения входного сигнала U(t«)U в параллельный цифровой код. Делается это таким образом.

Предположим, что на входе устройства действует ад; ,:дивная смесь сигнала S(t) и помехи V(t) .

u(t) s(t) + f(t),

где S(t) AesinU3t+Cfe), Ј(t) A.sinWjt+q) . Пусть параметры полезного сигнала S(t) и сигнала помехи не изменяются. АЦП с частотой опроса f берет выборки Uj, соответствующие мгновенным значениям смеси сигнала и помехи в моменты времени t« . Эти выборки затем подставляются в алгоритм работы устройства

n

5

0

0

5

1

y +glb+Uf

д

(D

f , arccos ,,,,, , ч

/л:0 2(.)

который можно записать в виде

i

f ISi+XS.+Ss-i-ifi+x f.+ tsт - -- - о -W - -. -. -- JC, -- - - J:

f- arccos ,(VSNW,()

где ,А-« s in(COnt5-2Wn i 0+q),

sin((jJnt3-WnT0+l0,

sin((0nt,+lf),

s in(GJnt,+Cj)nTe + Ц),

sintont, + ;.G}BT0+lp) . Таким образом, в установившемся режиме в регистре 5 сдвига находится код U, , в регистре 4 сдвига - код , в регистре 3 сдвига - код V,.., в регистре 2 сдвига - код Uq. и на выходе АЦП 1 - код 1)5, где }t ,11, 1, 1, U коды, соответствующее мгновенным значениям входного напряжения U(t) в моменты времени t,t.,t,t.,tg. соответственно. Содержимое регистра 3 сдвига после умножения на два в блоке 7 и код Uj с выхода АЦП 1 суммируются в сумматоре 10, и результирующей код поступает на первый вход блока 11 деления. Содержимое регистра 2 сдвига и содержимое регистра 4 сдвига суммируются в сумматоре 9, результат после умножения на два в блоке 8 поступает на второй вход блока 11 деления. Код, соответствующий результату деления, поступает на блок 12 преобразования, на выходе которого появляется код значения частоты полезного сигнала, определяемой в соответствии с выражением

1 и +х ;ч-н;5:

f й-- arccos .

Так как в качестве блока 11 деления используется делитель на постоянном запоминающем устройстве (фиг.2) и значения выходного сигнала блока 11 деления для любого сочетания входных каналов X и Y записываются в такой делитель заранее, то значению входного сигнала X и ставится в соответствие выходной сигнал Х/Ј,

517(15.755

где Ј - некоторая малая величина, отличная от нуля. Мтим устраняется деление на ноль.

Диапазон изменения измеряемой частоты f определяется соотношением

п

0.f t.f

В устройстве для измерения частоты гармонического сигнала сигнал помехи на результат измерения частоты полезного сигнала влияния не оказывает. Это связано с тем, что слагаемые, обусловленные помеховым сигналом, в числителе и знаменателе известного выражения взаимно компенсируются, что повышает помехоустойчивость.

Формула изобретения

Устройство для измерения частоты гармонического сигнала, содержащее последовательно соединенные аналоге- цифровой преобразователь, первый, второй, третий и четвертый регистры сдвига и первый сумматор, последовательно соединенные блок деления и блок преобразования, функциональног последовательно соединенные второй сумматор и первый блок умножения на

5

0

5

два, генератор импульсов и второй блок умножения нл два, второй вход первого сумматора соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, управляюпрш вход которого соединен с управляющими входами первого, второго, третьего и четвертого регистров сдвига и с выходом генератора импульсов, выход второго регистра сдвига соединен с входом второго блока умножения на два, выходы первого и третьего регистров сдвига подключены соответственно к первому и второму входам второго сумматора, выход которого соединен с входом первого блока умножения на два, его выход является выходом устройства, а информационный вход аналого-цифрового преобразователя является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при наличии аддитивной гармонической помехи, выход второго блока умножения на два соединен с третьим входом первого сумматора, а первый и второй входы блока деления подключены соответственно к выходам первого сумматора и первого блока умножения на два„

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения частоты гармонического сигнала за время, сравнимое с периодом измеряемого сигнала, при воздействии на сигнал аддитивной гармонической помехи. Цель изобретения - повьшение помехоустойчивости при наличии аддитивной гармонической помехи. Сигнал входного напряжения U(t) поступает на аналого-цифровой преобразовательI и преобразуется в момент времени Ц в параллельный цифровой код„В регистрах 2,3,4 и 5 сдвига содержатся коды, соответствующие мгновенным значениям U(t) в моменты времени tj, t, t, t соответственно. Содержимое регистра 3 сдвига после умножения на два в блоке 7 и код с выхода аналого-цифрового преобразователя 1 суммируются в сумматоре 10 и результирующий код поступает на первый вход блока 11 деления. Содержимое регистра 2 сдвига и содержимое регистра 4 сдвига суммируются в сумматоре 9, результат после умножения на два в блоке 8 поступает на второй вход блока 11 деления. Код, соответствующий результату деления, поступает на блок 12 преобразования, на выходе которого появляется код значения частоты полезного сигнала. Темп работы устройства для измерения частоты гармонического сигнала задается с помощью генератора 6 импульсов. 2 ил. § ел х| о ел ч| ел ел

Фиг