Устройство для измерения относительной разности частот Советский патент 1979 года по МПК G01R23/06 

I

Изобретение относится к области алектроизмернтельной техники я может быть использовано непосредственно в ка- честве измерителя относительной разяооти частот или язмервияя относительной разности скоростей, например, вршоешш: различных механизмов, снабженных частотными датчиками, преобразукяаими скорость в пропорциональную частоту след($вання импульсов.

Известны устройства для ка лервуия относительной разности частот.

Одно иэ известных аналоговых уст.ройств содержит блок выделения и фо1 ирования юлпуаьсов разностной частоты, мост преоС азсюатеяя частоты следования импульсов в ток, блоки ввода импульсов входных частот, двухканальный блок поочередного; формщхюаиия импульсов входных частот, источник питания и вэмерите/ьный прибор i.

И естное устройство позволяет измерять относительную разность частот непосредственно и обладает высокой точностью измерения и хорошим быстродейстъяем при работе в узком интервале частот. Однако при расширении частотного диапазона пропорционально частоте увеличивается путевое запаздывание, выраженное в числе периодов измеряемой частоты. Последнее обусловлено тем, что фюпатры устройства, рассчитанные для сглаж{тания пульсаций на нижней частоте хшапазона, становятся избыточными при повышении частоты.

Наиболее близким техническим решенявм к данному изобретению является устройство для измерения относительной разности частот, содержащее делитель частоты, блок поочередного формирования импульсов двух частот, блок выделения импульсов разностной частоты, ключи, преобразователь частоты в напряжение, схемы разрешения и формирователи импульсов тока разностной частоты 2.

К недостатку этого устройства относится низкое &1стродействие при работе

в широком интервале изменения входных частот.

Цель изобретения - повьпиение быстродействия в широком диапазоне изменения входных частот.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения относительной разности частот, содержащее первый и второй делители частоты, формирователь длительности импульсов и блок индикации, дополнительно введены инвертирующий усилитель постоянного тока с параллельно соединенными интегрирующим конденсатором и цепочкой из последовательно соединенных резистора и ключа, а также измеритель абсолютной разности частот, входы которого подключены к выходам первого и второго делителей частоты, а выход измерителя абсолютной разности частот соединен со входом инвертируюшего усилителя постоянного тока, выход которого подключен к вхоцу блока йндякашга, а управляющий вход кгаоча через формирователь длительности импульсов соединен со входом первого делителя частоты.

На чертеже представлена структурная блок-сх а устройства для измерения относительной разности частот.

.Устройство для измерения относительной разности частот содержит делители частоты на два 1, 2, измеритель абсолютной разности частот 3, инвертирующий усилитель постоянного тока 4, интегрирующий конденсатор 5, резистор 6, ключ 7 формирователь длительности импульсов 8 и блок иццикашш 9.

Устройство для измерения относительной разности частот работает следующим образом. Импульсы одной из входных частот, например , поступают на вход делителя чсютоты 1, а импульсы второй входной частоты f jj - на входы делителя частоты 2 н формирователя длительности импульсов 8. Частоты, снимаемые с делителей 1 и 2, Др- и - поступают на входы измерителя абсолютной разности частот 3.

Выходной аналоговый сигнал измерителя абсолютной разности частот 3, пропорциональный I- (- - п ) и сод жаший пульсации частот f и f 2 поступает на вход инвертирующего усилителя постоянного тока 4.

Ключ 7 замыкается с частотой $2 отличающейся от частоты, поступающей на вход измерителя абсолютной разности частот 3 в Л раз, где И- коэффициент

деления делителей частоты 1 и 2 ( 2).

Замыкание ключа 7с более высокой частотой необходимо для устранения эффекта демодуляции пульсации входных частот, которая приводит к появлению пульсаций разностной частоты в выходном сигнале..

Ключ 7 замьпсается с частотой f на время -fc задаваемое формнровател« 1 длительности 8. При этом среднее значение сопротивления обратной связи равно

4 Т.

Г « ос

И М 2

где R - сопротивление резистора 6;

k длительность импульса формирователя 8}

Напряжение на выходе инвертирующего усилителя постоянного тока будет пропорционально относительной разности частот:

R ч

(2- 17г-:г

и « . к

И 2,

гД® вх выходной ток измерителя 3, равный К()

Постоянная времени инвертирующего усилителя постоянного тока 4 определяется сопротивлением f и «чкостью. С конденсатора 5 обратной связи и равна

К-С-(

.CHAV t

т iLi;j i I , М гтл -

г

{

м 2

Запаздывание всего устройства опр веляется постоянными времени н: 1{ерителя абсолютной разности частот 3 и ин&ертя руюшего усилителя 4 и будет обратно пропсфоибнально частоте:

а Zr ИЭМ «сил

Такое вьшолиение устройства позво- ляет существенно повысить етч 6btcipoдейсШие на высоких частотах при работе в широк( диапазона входных частот. Увелич0 ше быстродействия равно отвот molt

ЛЛЮИ-- .«ч.., f .

где

щению

wax

mnn. ,mtn

м Жсимальная и минимальная измеряемы частоты,

Вюпочение на выходе измерителя а солютной раэ1юсти частот 3 инвертирующего усилителя 4 с управляемой таким офаэом цепьюобратной связи обеспечв вает получение на выходе устройства напряжения, пропорционального относительной разности частот, при одновременном достижении поставленной цели - обесп&чении высокого; .быстродействия в щироко диапазоне входных, частот. Формула изобретения Устройство для измерения относительной разности частот, содержащее первый и второй делители частоты, формировател длительности импульсов и блок нндикашш, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия в широком диапазоне изменения входных частот, в него дополнительно введены инвертирующий усилитель постоянного тока с параллельно соединенными интегрирующим. конденсатором и цепочкой из последовательно соединенных резистора и ключа, а также измеритель абсолютной разности частот, входы которого подключены к выходам первого и второго дели606 телей частоты, а выход измерителя абсолютной разности частот соединен со входом инвертирующего усилителя постоянного тока, выход которого подключен к входу блока индикации, а управляющий вход ключа через формирователь длительности импульсов соединен со входом первого делителя частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 356580, кл. G 01 R 23/06, 18.01.71. 2.Авторское свидетельство СССР № 307981, кл. Q О1 R 23/06, 04.12.69.