Устройство для измерения средней частоты импульсов нестационарного случайного потока Советский патент 1982 года по МПК G01R23/02 

1 .

Изобретение относится к импульсной технике и электроизмерениям, в частно- , сти к устройствам измерения средней частоты импульсов нестационарного случайного потока.

По основному авт. св. № 673933 известно устройство, содержащее два разностных счетных блока, делитель частоты, пороговый элемент, входы которого соединены с выходами первого разностного счетного блока, первый и второй коммутаторы, последовательно соединенные блок управления и блок перезаписи, второй и третий входы которого связаны с выходами второго разностного счетнаго блока, а два выхода блока пере- . записи, соединены с первым и вторым входами первого разностного счетного блока, причем третий и четвертый входы последнего связаны с выходами первого коммутатора, первый вход которого связан с вторым выходом блока управления, второй вход - с входом устройства, третий вход с - третьим выходом первого

разностного счетного блока и первым входом второго коммутатора, а четвертый вход подключен к входу делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора, своими выходами связанного с входами второго разностного счетного блока, и генератор импульсов, перезаписи, включенный между выходом порогового элемента, третьим выходом блока управления и входом делителя частоты, а также блок регулировки коэффициента деления, первый вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, второй вход подключен к выходу второго разностного счетного блока, а выход соединен с утравляющим входом делителя частоты Ll.

Данное устройство предназначено для измерения средней частоты импульсов нестационарного случайного потока. Однако точность измерения невысока, так как оно является фильтром первого пс рядка. В случае, если нестационарность входного потока начинает проявляться за время такта, то даже при линейно нарастающей средней частоте динамичес кая ошибка будет значительной. - Цель изобретения - повышение точности измерения средней частоты нестационарного случайного потока. Цель достигается тем, что в устройство введен блок оценки приращения суе ней частоты,. знаковый и Iинформационны выходы которого подключены. к третьему и четвертому входам второго коммутатора, первый вход блока оценки приращения средней частоты -соединен с пяты выходом блока управления, второй вход подключен к выходу генератора импульсов перезаписи, а третий вход соединен с третьим выходом первого разност. ного счетного блока. На фиг.: 1 изображена структурная схемаустройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, работы устройства. Устройство содержит блок 1 ущза ления, блок 2 перезаписи, первый коммутатор 3, генератор 4 импульсов перезаписи, блок 5 регулировки коэффициента деления, блок 6 оценки 1риращения средней частоты, второй коммутатор 7, первый разностный счетный блок 8, делитель 9 частоты, пороговый элемент 10 и второй разностный счетный блок 11. В установ1Шшемся режиме перед началом нового такта в блоке 6 оценки приращения средней частоты хранится код оценки приращения средней частоты . за один такт, во втором разностном счет ном блоке 11 - код оценки средней частоты для начинающегося такта, гфедставляющнй собой -сумму кодов оценки приращ ния средней частоты с оценкой средней частоты. Этот же код, но с отрицательным знаком записан в первом разностном счетном блоке 8. С началом нового так та входной импульсный поток первый коммутатор 3, открываемый сигналом блока 1 управления (фиг. 2а), подается на вход сложения первого разностного счетного блока 8.. Таким образом, после окошания Интервала времени Т,л в первом разностном счетном блоке 8 форМ1фуется разность между предсказанной оценкой, средней частоты,- сформированной В конце предьздущего тракта, и результатом измерения в данном- такте. Затем на время Т, (фиг. 26) J OHCXOдит сложение числа, хранившегося до на.чала такта в блоке 6 оценки щэир.ащения средней частоты, с оценкой средней частоты, хранящейся во втором разностном счетном блоке 11, Сложение осуществляется последовательным число-импульсным кодом, который через коммутатор 7 поступает на положительный или отрицательный вход блока 11 в зависимости от знака числа, хранящегося в блоке 6. Причем значение кода оценки тфиращения средней частоты в блоке 6 после окончания операции сложения со; аняется. После этого число, записанное в разностном счетном блоке 8, щзе- ; образуется за время Тг (фиг. 2с) в последовательный число-импульсный код, который делится делителем 9 частоты и складывается с ксщом, ранящимся во втором разностном сЧетном блоке 11. Это происходит следующим образом По сигналу блока 1 управления включается генератор 4 импульсов перезаписи и его импульсы через делитель 9 частоты и второй коммутатор 7 поступают на вход сложения или вычитания второго разностного счетного блсжа 11 в зависимости от того, положительное или отрицательное число было записано в первом разностном счетном блоке 8. Импульсы генератчра 4 поступают также через первый коммутатор 3 на вход первого разностного счетного блока 8. Если в нем записан положительный код, то импульсы поступают за вход вычитания, если отрицательный, то на вход сложения. При этом код первого разностного счетного блока 8 списывается до нуля, фиксируемого пороговым элементом 10, который вьшлючает генератор 4 импульсов перезаписи. Таким образом, генератор 4 вырабатывает число импульсов, равное абсрлнэтному значению кода первого разностного счетного блока 8. В результате сложения кода первого разностного счетного блока 8 с кодом второго разностного счетного блока 11 в последнем формируется код, пропорциональный средней частоте входного импульсного потока, экстраполирован ный для следующего такта. Импульсы с выхода генератора 4 поступают также на вход блока 6 оценки пркрашеивя срец,ней частоты. Так как число импульсов с генератора 4 есть разность между оценкой средней частоты, полученной за емя равное одному такту , точнее аа время Тп и оценкой, экстрапотфобанной для данного такта и полученной с учетом всей 1федыстории на основании данных блока првратеняя оредней частоты 6, то она (разность) do

держит информацию о том, насколько отличается оценка приращения средней частоты от истинного т щзашения средней частоты для рассматриваемого такта измерения. В блоке 6 происходи . весовое суммирование этой разности с учетом знака с предьщущим значейием кода щзиращения средней частоты. В результате получаем новое значение оценки прй5)ащения средней частоты.

Далее за время Т, (фиг. 2d) блок -.5 регулировки коэффициента деления изменяет коэффициент деления делителя 9 частоты в соответствии с оценкой средней частоты на данном такте, а блок 2 перезаписи переписывает код второго .разностного счетного блока 11 в первы разностный счетный Ьпок 8 с отрицательным знаком, подготавливая тем самым следующий такт измерения. На этом заканчивается один такт измерения.

Работа устройства в течение следующего такта не отличается от предыдущего.

Время такта равно

, Т., TTj ,. то на фиг. 2 и 3 так как Т « Т -, .Т2 тфинято, что Таким образом, во втором разностном счетном блоке 11 формируется оценка средней частоты, И в блоке 6 - оценка 1 кфащения средней частоты, т.е. оценка скорости изменения средней частоты. Если входной сигнал имеет постоянную частоту,, то флуктуации входного потока отсутствуют. При этом за время Тп в первый разностный счетный блок 8 всегд .записывается одно и то же число входных импульсов. Такое же число будет записано в установившемся режиме и во втсром разностном счетном блоке 11, так что ошибка измерения средней частоты на выходе первого разностного счетного блока 8 в установившемся режиме jpaa на нулю. На фиг. 3 приведены ременные

диаграммы установления оценки средней частоты Xt |Во втором разностном i счетном блоке 11 и оценки скоросчи н&менения средней частоты t блоке 6- оценки приращения средней частоты при скачкообразном воздействии на вход устройства импульсного потока с постоянной частотой Ло . В установившемся режиме оценка средней частоты А. Ло, а оценка скорости ее изменения равна нулю. При построении временных д 1аграмм переходного процесса были хфиняты нулевые начальные условия, т.е. в начале первого такта содержимое во втором разностном счетном.блоке 11 и блоке 6 оценки приращения средней частоты равно нулю. Построение диаграмм проведено в соответствии с описанием работы устройства. Пунктирные, линии соединяют оценочные точки.

Включение новых элементов в иреддагаемое устройство выгодно отличает его от известного, так как позволяет повысить точность измерения текущего значения средней частоты. Формула изобретения Устройство для измерения средней частоты импульсов нестационарного случайного потока по авт. св. № 673933, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введен блок оценки приращения средней частоты, знаковый и информационный выходы которого 1поцключены к третьему и четвертому входам второго коммутатора, гфи этом первый вход блока оценки приращения средней частоты соединен с пятым выходом блока управления, второй вход -подключен к выходу генератора импульсов перезаписи, а третий вход соединен с третьим выходом первого разностного счетного блока Я Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР № 673933, кл. G 01 R 23/02, 1978.

Фиг,2