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 сигнала за время меньшее периода измеряемого сигнала.

Целью изобретения является повышение точности измерения частоты гармонического сигнала.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения частоты гармонического сигнала.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1 (АЦП), первый - третий регистры 2, 3, 4 сдвига, сумматор 5, умножитель 6 на два, блок 7 определения модуля числа, блок 8 сравнения, первый и второй блоки 9,10 запрета, пераый и второй блоки 11,12 деления, функциональный блок 13, блок 14 памяти, генератор 15 импульсов, первый и второй блоки 16, 17 задержки.

Выход АЦП 1 соединен со входом первого регистра 2 сдвига, выход которого соединен со входом второго регистра 3 сдвига,

выход которого соединен с первым входом сумматора 5, второй вход которого соединен с выходом первого регистра 2 сдвига, а выход соединен через последовательно соединенные первый блок 16 задержки и блок 9 запрета с первым входом первого блока 11 деления, второй вход которого соединен с выходом второго регистра 3 сдвига через последовательно соединенные умножитель 6 на два. второй блок 17 задержки и блок 10 запрета, при этом выход второго регистра 3 сдвига соединен со входом блока 7 определения модуля числа, выход которого соединен со входом блока 8 сравнения, выход которого соединен с управляющими входами блоков 9, 10 запрета, а выход блока 11 деления соединен с входом функционального блока 13, выход которого соединен спер- вым входом второго блока 12 деления, второй вход которого соединен с выходом блока 14 памяти, причем выход генератора импульсов соединен с управляющим входом АЦП 1 и дополнительными входами регистров 2,3,4 сдвига

Ј

V|

О Ю N0 СП J

Устройство работает следующим образом. Контролируемое напряжение U поступает на аналоговый вход АЦП 1, который производит с периодом То преобразование мгновенных значений контролируемого напряжения в цифровой код. Этот код поступает и последовательно заполняет регистры 2, 3, 4 сдвига. Таким образом, в установившемся режиме в регистре 4 сдвига находится код Ui, в регистре 3 сдвига - код U и в регистре 2 сдвига - код Уз, где Ui, U, Уз - мгновенные значения контролируемого напряжения в моменты времени ti, t2, тз соответственно. Содержимое первого регистра 2 сдвига Из и третьего регистра 4 сдвига Ui суммируется в сумматоре 5 и результат через первый блок 16 задержки и блок 9 запрета поступает на первый вход первого блока 11 деления. Содержимое второго регистра 3 сдвига U после умножения на два в умножителе 6 поступает через второй блок 17 задержки и блок 10 запрета на второй вход первого блока 11 деления. Одновременно с этим сигнал U2 поступает в блок 7 определения модуля числа и после него в блок 8 сравнения, где I Da I ср авнива- ется с.порогом (например, h - 0,1 lUal, U2 - нормированное значение сигнала).

Если lU2i h. то блок 8 сравнения выдает низкий потенциал и закрывает блоки 9, 10 запрета. В этом случае на выходах блоков 9. 10 запрета сохраняются коды предыдущих выборок, а на выходе устройства - код предыдущего результата. При U2 S h блоки 9. 10 запрета пропускают коды Ui + Us и 2U2 на входы блока 11 деления. Результат деления поступает в функциональный блок 13. где производится вычисление функции

Ui +U3 D . к ,„ arccos -ом- Втором блок 12 деления

осуществляет операцию деления сигнала, поступившего с выхода функционального блока 13 на значение сигнала 2л То. записанного в блок 14 памяти. На выходе второго блока 12 деления получается значение

, 1Ui+Ua

частоты, равное т - тт-r-arccos- гп

)2

Таким образом, за счет введе 1ия дополнительной цепи, включенной параллельно цепи прохождения сигнала U2 и содержащей блок определения модуля числа, блок сравнения и два блока запрета, достигается возможность принудительного прерывания поступления сигналов, приводящих к боль- шим погрешностям измерения, на входы блока деления, что в конечном итоге приводит к повышению точности измерения частоты гармонического сигнала,

Ф о р м ул а и зо б per e н и я

Устройство для измерения частоты гармонического сигнала, содержащее аналого- цифровой преобразователь, выход которого через последовательно соединенные первый, второй и третий регистры соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого регистра, а также блок определения модуля числа, первый и второй блоки задержки, блок сравнения, выход которого соединен с управляющим входом первого блока запрета, первый блок деления, функциональный блок, причем выход генератора импульсов соединен с дополнительным входом первого регистра и управляющим входом аналого-цифровогопреобразователя, информационный вход которого является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены умножитель на два, второй блок запрета, второй блок деления и блок памяти, выход которого соединен с вторым входом второго блока деления, первый вход которого через функциональный

преобразователь соединен с выходом первого блока деления, выход генератора импульсов соединен с дополнительными входами второго и третьего регистров, выход второго регистра соединен с входами

умножителя на два и блока определения модуля числа, выход которого через блок сравнения соединен с управляющим входом второго блока запрета, выход блока умножения на два через последовательно соеди5 ненные второй блок задержки и второй блок запрета соединен с вторым входом первого блока деления, первый вход которого через последовательно соединенные первый блок запрета и первый блок задержки соединен

0 с выходом сумматора.

Изобретение может быть использовано для измерения частоты гармонического сигнала за время, меньшее периода измеряемого сигнала Целью изобретения является повышение точности измерения частоты гармонического сигнала Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1. первый - третий регистры 2, 3, 4, сумматор 5, блок 7 определения модуля числа, блок 8 сравнения, первый блок 9 запрета, первый блок 11 деления, функциональный блок 13, генератор 15 импульсов, первый и второй блоки 16, 17 задержки, введение блока 6 умножителя на два. второго блока 10 запрета и блока 14 памяти позволяет повысить точность измерения. 1 ил,