Измеритель частоты гармоническогоСигНАлА Советский патент 1981 года по МПК G01R23/00 

,.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах.

Известны устройства для измерения частоты, содержащие, блок дифференцирования сигн4 Ша tl .

Недостатком этих устройств является относительно малый диапазон рабочих частот.

Известно устройство для измерения частоты синусоидального напряжения, содержащее пороговое устройство, клю дифференцирующую и интегрирующую цепи, входы ко1:орых соединены со входом устройства, а к их выходам через детекторы подключены аналогоцифровой преобразователь и идцикатор фазосдвигаюцую цепь, вход которой соединен со входом устройства, причем к выходу детектора, подключенного на выходе фазосдвигакхцей цепи, подсоединено пороговое устройство, выход которого через ключ связан с разрешающим входом аналого-цифрового преобразователя t2J.

Однако в данном устройстве при увеличении частоты измеряемого сигнала уменьшается амплитуда сигнала на выходе интегрирующей цепи, что ilO3воляет измерять частоту только в диапазоне не более двух декад.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения частоты гармонического сигнала.

Поставленная цель достигается тем что в измеритель частоты гармонического сигнала, содержащий дифференциатор, пороговый блок и ключ, дополнительно введены усилитель с дискретной регулировкой коэффициента усиления, блок выделения модуля, дифференциатор, коммутатор, ключ, два диода, два элемента памяти, усилитель с плавной регулировкой коэффициента усиления, блок Сравнения, указатель диапазонов, при этом усилитель с дискретной регулировкой коэффициента усиления, блок вьщеления модуля, основной дифференциатор, пороговый блок и дополнительный дифференциатор соединены последовательно, выход первого элемента памяти соединен со входом коммутатора, выход которого подключен к управляющему входу усилителя с дискретной регулировкой коэффициента усиления и к первому входу. указателя диапазонов, выход допслни;тельного дифференциатора через диоды .соединен с управляющими-входами клю чей, выход блока выделения модуля соединен со входом основного ключа, выход которого подключен ко входу второго элемента памяти, выход основного дифференциатора соединен со входом дополнительного ключа, выход которого подключен ко входу пер1ВОГО элемента памяти, выход второго элемента памяти соединен со входом усилителя с плавной регулировкой коэффициента усиления, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, а второй вход блока сравн ния соединен с выходом первого- элемента памяти, выход блока сравнения соединен с управляющим входом усилителя с плавной регулировкой коэф4ици ента усиления и со вторым входом ука зателя диапазонов. На фиг. 1 показана структурная сх ма измерителя; на фиг. 2 - эпюры напряжений на выходах соответствукадих узлов. Измеритель содержит усилитель 1 с дискретной регулировкой коэффициента усиления, блок 2- выделения модуля, пороговый блок 3, дифференциаторы 4 и 5, коммутатор б, ключи.7 и 8, диоды 9 и 10 , элементы 11 и 12 памяти, усилитель 13 с плавной регулировкой коэффициента усиления, блок 14 срав нения, указатель 15 диапазонов, Благодаря блоку 2 измерение частоты про исходит два раза за период, что повы шает точность измерителя. Измеритель частоты гармонического сигнала работает следующим образом. Модуль входного сигнала дифференцируется на дифференциаторе 4, затем определяется знак продифференцирован ного сигнала на пороговом блоке 3. Полученный знакопеременный сигнал вновь дифференцируется на дифференциаторе 5. Отрицательные импульсы, соответствующие моменту набора максимального значения входного сигнала Am, открывают ключ 7, и это значение Am запоминается на элементе 11 памят Положительные импульсы, соответствукядие моменту набора максимального значения первой производной входного сигнала ), открывают ключ 8, и это значение Amt запоминается на эл менте 12 памяти.. Следящая система, собранная на усилителе 13 с плавной регулировкой коэффициента усиления блока 14 сравнения, обеспечивает вы полнение равенства. KniMlAmK J/ varO w 1 0,(-11-2 ( где KHJ, - коэффициентУсиления ус лителя 13 с плавной рег лировкой. Соответственно О Ки5м / а выход ное напряжение равно KfltJ. Так как следящая система состоит из мапоине ционных звеньев, за счет высокого коэффициента усиления усилителя 13 KQ можно добиться высокой достоверности выполнения равенства (1) при лежении в линейной зоне.. А это соответствует высокой точности и линейности измерения частоты гармонического сигнала. При превышении сигнаом с элемента 12 памяти пороса Са коммутатора 6 на усилитель 1 дискретной регулировкой коэффициента усиления подается команда на. переход на новое значение коэффициента у силения, большее предыдущего. Тем самым обеспечивается измерение частоты гармонического сигнала в широком диапазоне частот с поддержанием высокой точности измерения. Так как выходное напряжение измерителя одинаково в пределах диапазона измерений для всех Диапазонов, для отличия диапазонов друг от друга используется указатель 15 диапазонов. Предлагаемый измеритель частоты гармонического сигнала имеет преимущество по сравнению с известным устройством, так как он позволяет расщирить диапазон измерения частоты гармонического сигнала, повысить точность и линейность процесса измерения. .Формула изобретения Измеритель частоты гармонического сигнала, содержащий дифференциатор, пороговый блок и ключ, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения частоты гармонического сигнала, в него дополнительно введены усилитель с дискретной регулировкой коэффициента усиления, блок выделения модуля, дифференциатор, коммутатор, ключ, два диода, два элемента памяти, усилитель с плавной регулировкой коэффициента усиления, блок сравнения, указатель диапазонов, при этом усилитель с дискретной регулировкой коэффициента усиления, блок зьщеления модуля, основной дифференциатор, пороговый блок и дополнительный дифференциатор соединены послеяовате)1ьно, выход первого элемента памяти соединен со входом коммутатора, выход котрраго подключен к управляющему входу усилителя с дискретной регулировкой коэффициента усиления и к первому входу указателя диапазонов, выход дополнительного дифференциатора через диоды соединен с управляющими входами ключей, выход блока вьщеления модуля соединен со входом основного ключа, выход которого подключен ко входу второго элемента памяти, выход основного дифференциатора соединен со входом дополнительного ключа, выход которого подключен ко входу первого элемента памяти, выход второго элемента памяти соединен со входом усилителя с плавной регулировкой коэффициента усиления, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, а второй вход блока сравнения соединен с выходом первого элемента памяти, выход блока сравнения соединен с управляющим входом усилителя с плавной регулировкой коэффицйента усиления и со вторым входом указа,теля диапазонов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 433423, кл. G 01 R 23/06, 1972.

2,Авторское свидетельство СССР № 524138, кл. G 01 R 23/33, 1975.

О;

l fx - TitSincut

1/1

/2Х

С

W

.