Устройство для измерения периодического сигнала Советский патент 1979 года по МПК H04B3/46 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к импульсной и измерительной технике и может использоваться для измерения периодических сигНалов с флуктуирующим периодом на фоне шумов.

Известно устройство для измерения периодического сигнала, содержащее пасл - довательно соединенные формирователь коротких сигналов, формирователь сигнала «Запуск. и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выход которого подключен к одному из входов сумматора, выход которого подключен к входу индикатора, другие вход и выход сумматора соединены с Выходом и входом соответственно блока оперативной памяти, и блок управления 1. Однако известное устройство не обладает достаточной точностью измерения.

Цель изобретения - повышение точности.

Для этого в устройство для измерения периодического сигнала, содержащее последовательно соединенные формирователь коротких сигналов, формирователь сигнала «Запуск и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выход которого подключен к одному из входов сумматора, выход которого подключен ко входу индикатора, другие вход и выход сумматора соединены с выходом и входом соответственно блока оперативной памяти, и блок управления, введены пороговый элемент, элемент совпадения,

переключатель и узкополосный фильтр, при этом выход узкополосного фильтра подключен к входу формирователя коротких сигналов и через первое положение переключателя - к другому входу аналого-цифрового

переключателя, третий выход сумматора подключен через пороговый элемент к одному из входов элемента совпадения, другой вход которого соединен с выходом формирователя сигнала «Запуск, а через второе положение переключателя управляемого сигналом с выхода порогового элемента второй вход аналого-цифрового переключателя подключен к входу узкополосного фильтра, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, вход последнего соединен с выходом элемента совпадения.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство для измерения периодического сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь 1, сумматор 2, индикатор 3, блок 4 оперативной памяти, формирователь 5 коротких, сигналов, формирователь 6 сигнала «Запуск, пороговый элемент 7, элемент совпадения 8, блок 9 управления; узкополосный фильтр 10 и переключатель П. Устройство работает следующим образом. Для увеличения отношения сигнал/помеха применен узкополосный фильтр 10 с регулируемой средней частотой. Сигнал с выхода узкополосного фильтра 10 поступает на входы АЦП 1 и формирователя 5, который формирует короткие импульсы в моменты одноименных экстремумов сигнала на выходе узкополосного фильтра 10. ИнтерёаЛ ЁрёмеНй йежду импульсами равен периоду сигнала на выходе узкополосного фильтра 10. Эти Импульсы поступают на вход формирователя 6, который вырабатывает йа каждый период гармонического сигнала 2п-импульсов запуска АЦП 1.

Импульсы запуска с выхода формирователя 6 поступаютна вход запуска АЦП 1 и на второй вход элемента совпадения 8. С выхода АЦП Г измеренные значения сигнала поступают на сумматор 2, который суммирует результаты измерений, соответствующие одним и тем же моментам запуска АЦП 1 за период сигнала. После каждого

Дикла измерения, равного одному периоду сигнала, накопленные за предыдущие периоды значения сигнала заносятся в блок 4, при новом цикле измерения значения амплитуды сигнала, поступаюш,ие из АЦП 1 и соответствующие i-ым моментам запуска ,

froraawa ibTca cti значе нмя ш , Щи м ися в блоке 4 и соответствующими также i-ым моментам запуска АЦП 1. Если накопленный в течение m периодов сигнал на выходе сумматора 2 превышает пороговое значение, то.на выходе порогового элемента 7

ггоявляется разрешающий потенциал, который поступает на первый вход элемента совпадения 8 и на переключатель 11, врезультате чего узкополосный фильтр 10 переходит в режим слежения за частотой сигнала. Величина порогового значения зависит от величины щума на выходе узкополосного фильтра 10 и от количества периодов, в течение которых производится накопление сигнала. Изменениячастоты узкополосного сигнала на выходе узкополосного фильтра 10 обратно пропорциональны полосе пропускания.,

При флуктуации периода полезного сигнала изменяется и интервал между импульсами запуска АЦП 1, при этом значения этих интервалов через э.71емент совпадения 8 поступают на вход блока 9, с выхода которого управляющее напряжение поступает на управляющий вход узкополосного фильтра iO. При флуктуации периода полезного сигнала изменяется и интервал между импульсами запуска, при этом блок 9 изменяет центральную частоту узкополосного фильтра 10 таким образом, что она стремится стать равной частоте основной гармоники периодического сигнала и изменяется при изменении этой частоты.

При изменении периода сигнала меняются и моменты появления импульсов запуска АЦП,,но значения фазовых углов выборок сигнала не изменяются, поэтому сумматор 2 складывает значения сигнала, поступающие из АЦП 1 в моменты, соответствующие одному и тому же фазовому углу периода сигнала. Этим устраняется нестационарность процесса, обусловленная флуктуацией пёриода Сигнала за время измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения периодического сигнала, содержащее последовательно соединенные формирователь коротких сигналов, формирователь сигнала «Запуск и аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к одному из входов сумматора, выход которого подключен ко входу индикатора, другие вход и выход сумматора соединены с выходом и входом Соответственно блока оперативной памяти, и блок управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, введены пороговый элемент, элемент совпадения, переключатель и узкополосный фильтр, при этом выход узкополосного фильтра подключен ко входу формирователя коротких сигналов и через первое положение переключателя - к другому входу аналого-цифрового преобразователя, третий выход сумматора подключен через пороговый элемент к одному из входов элемента совпадения, другойВХОД которого соединен с выходом формирователя сигнала «Запуск, а через второе положение переключателя управляемого сигналом с выхода порогового элемента, второй вход аналогоцифрового переключателя подключен к входу узкополосного фильтра, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, вхОд последнего соединен с выходОм элемента совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство по заявке № 2417022/18-09, кл. Н 04 L11/08, 1976 (прототип)..,

;2 й5 ЦУГ гЧ --:Ч- я- -.