Измеритель частоты

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЯО 1402 1 К 23/О(21) (22) (46) (71) ститу (72) еский иост содермнои вычисенияо преи 10браэо(53) (56) Линей СвязьАв У 128.Х.ив Мв в ре о ССС Я ввввв вв Фаей вишь ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ 412354824-2126.06.8615.06.88.Бюл, У 22Уральский политехничт им,С.М.КироваН.П.Никитин, В.И.ЛуДобряк и С.А.Худин621,317 (088.8)Маркел Дж.Д., Грэйное предсказание1980.торское свидетельст7028, кл, С 01 К 23(57) Изобретение предназначеноизмерения частоты гармоническонала за время, меньшее длительпериода колебаний. Измерительжит линии 1 и 6 задержки, пережитель 2, сумматор 3, блок 4ления отношения, блок 5 воэведв квадрат и блок 11 нелинейногобразования. Введение линий 8задержки, сумматоров 7 и 9 и ование новых функциональных связвышает быстродействие измерител1 ил.(4) Т=И +Мпри с2,Е = , 1111(-К ) + а, ц(КгОКс) + Цу (-2 - Кт) при С 7 Б д+ 22 50 на, (М, с) = - к=ос.,.Н (Е- -Ка С) 1,Ц (Е-К а Е)+Б,.(Е- Кд С)1О)ЯХ. Б(е- Г - Кд 1)КъОпР 1. К ля+2Между коэффициентом а и частотой входного сигнала ы имеется соот- ветствие Изобретение относится к электрорадиоизмерениям и предназначено дляизмерения частоты гармонического сигнала за время меньше длительностипериода колебания.Цель изобретения - повышение быстродействия путем уменьшения времениизмерения,На чертеже представлена структурная схема устройства,Устройство содержит последовательно соединенные линию 1 задержки (ЛЗ),вход которой является входом устройства, перемножитель 2, сумматор 3 иблок 4 вычисления отношения, а также блок 5 возведения в квадрат, ЛЗ 6,сумматор 7, ЛЗ 8, сумматор 9, ЛЗ 10,/и блок 11 нелинейного преобразования, выход которого является выходом 20устройства. Входы сумматора 7 соединены соответственно с входом ЛЗ 1 ивыходом ЛЗ 6, а выход - с вторымвходом перемножителя 2, выход которого соединен с вторым входом сумматора 3 через ЛЗ 8, выход ЛЗ 1 подключен к входу ЛЗ 6 и через блок 5 возведения в квадрат - к входу сумматора 9 ивходу ЛЗ 10, выход которойсоединен с вторым входом сумматора 309, причем второй вход блока 4 вычисления отношения подключен к выходусумматора 9, а выход - к входу блока11 нелинейного преобразования.Принцип работы измерителя частоты можно пояснить с позиций теориилинейного предсказания. Линейныйпредсказатель определяется как устройство, на выходе котороголмБ (С) = -а Ц(е-тпГ )1Ь 3 1при г. 7 Мгде Б 1 - входной сигнал;0,(г.) - предсказанное значениевходного сигнала;45а - коэффициент авторегрессии (предсказания ;М - порядок предсказателя;- время задержки,Основная задача анализа заключается в определении коэффициента аО по наблюдаемой и задержанным реализациями Б(1:). Наиболее распространенным критерием оценки а О, является критерий минимума кратковременной энергии погрешности предсказания (Е=ш 1 п).Погрешность предсказания е(й) определяется как где 3 - малый интервал времени,0(дик) ЭТО - интервал времени, в течение которого производитсяоценка коэффициента а, Величина И связана с интервалом вре-, мени ТО соотношением В частном случае, при М=2 (предсказатель второго порядка и а1 (это соответствует предсказанию входного сигнала в виде незатухающего гармонического колебания) имеем лЦ11 ( л) Ц ( 2 л ) В соответствии с выбранным критери 1 3 Еем полагаем= 0За,1 а,ы(И Т) = -- агссоз (- -- -) приДсИ г + 2 (6)2954 510 3 140Величинуможно выбрать, руководствуясь следующими рассуждениями, Минимальное значение интервала времени Т = 2 . Это соответствует тому случаю, когда оценка а, производится по трем значениям входного сигнала, сдвинутым друг относительно друга на время , при этом Н0 (выражение (4) в случае М = 2). Однако при такой оценке внешние помехи могут привести к ложной оценке величины а когда Б(Т- ) близко к нулю. Увеличение И ведет к повышению помехоустойчивости оценки и одновременно к возрастанию времени Т Поэтому при сравнительно слабых внешних по - мехах (например, когда уровень входного шума значительно меньше уровня входного сигнала) целесообразно выбирать И=1, тогда/ них помех. шения. Алгоритм оценки параметра а,(й) и частоты сд (выражения (Б), (7, реализуется с помощью предлагаемого устройства.20Устройство работает следующим образом.Входной гармонический сигнал задерживается в каждой из ЛЗ 1 и 6 на время , при этом напряжение на выходе перемножителя 2 выражается в ви- де 5 1 Ъ30 + Б(- 2 ) при т 1, 27 на выходе блока 5 возведения в квадрат 350(й) = Ц (- ) при й ,на выходе сумматора 30 (г.) Е. П(--К д т) 11 (г.-К дг.)+7 к-о 140+ 11, (-21 - Кс) при й 32 Я+ д,на выходе сумматора 91и= Ец, (е--ки)45при С з ,+ Д,на выходе блока 4 вычисления отно,шения 0(1) а (С) при72 + д й, 50 на выходе блока 11 нелинейного преобразования 11 (С) = Ы(с) при с 7 2 2+ б с. 551 ОВремя 7 измерения частоты состав- ляет 3 2 + дво всем диапазоне частот от сдмц до ь 3 м,цси не зависит от величины максl мцнф при этом 2( 1 ( Зс, а на выходе измерителя частоты отсутствуют выбросы напряжения при воздействии на него аддитивных внешФормула изобретенияИзмеритель частоты, содержащий последовательно соединенные линию задержки, вход которой является вхо-, дом устройства, перемножитель, сумматор и блок вычисления отношения, а также вторую линию задержки, блок возведения в квадрат, входы которых объединены с входом перемножителя, и блок нелинейного преобразования, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй и третий сумматоры, третья и четвертая линии задержки, причем входы второго сум" матора соединены соответственно с входом первой линии задержки и выходом второй линии задержки, а выход - с вторым входом перемножителя, выход которого через третью линию задержки подключен к второму входу первого сумматора, выход блока возведения в квадрат соединен с первым входом третьего сумматора и через четвертую линию задержки - с вторым входом третьего сумматора, выход которого подключен к второму входу блока вычисления отношения, а вход блока нелинейного преобразования соединен с выходом блока вычисления отно