Способ определения моментов перехода инфранизкочастотных сигналов через нуль

Союз Соеетскнх ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН И Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ/О с присоединением зая осударстеенный комитет Приоритет -Совета Мнннст обретений 43) Опубликовано 05.04 45) Дата опубликования 8, Бюллетег описания 29 де крытин(72) Авторизобретен В, Т, Кондратовнина институт кибернетики АН Украинской СС(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТОВ ПЕРЕХОДА ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ ЧЕРЕЗ НУЛЬ Изобретене относится к информационноиреобразэзательной и изхерительной технике,моокет быть использовано как по прямому назначению, так и при реализации,высокоточной аппаратуры для измерения параметравинфранизкочастотных сигналов в широких днаиическом и частотном диапазонахИззестны способы определения моментовперехода сигналов через нуль, основанные напреобразовании спектров исследуемых сигналов путем усиления и ограничения их по ампл лтуде с последующим дифференцированием (1.Эти опособы недостаточно точны.Наиболее совершенен способ определениямоментов перехода инфраяизкочастотяых сигналов через нуль, оонаванный на преобразовании спектров исследуемого инфранизкочастотного и вспомогательного чизкочастотногогапряже ий 21.Однако этот способ не обеспечивает высокой чувствительности и точности определениямоментов перехода лнфранлзкочастотных сигалов через нуль из-за трудности взятия производных из инфранизкочастотных сигналов.Цель изобретения - повышение точностиопределения моментов перехода инфранизкочастотных сигналов через нуль,Предлагаемый способ определения моментов перехода ".1 -фракзкочастотных сигналов через нуль, основанный на преобразовани:. спектров исследуемого инфранизкочастотного и,всгомогателького напряжений, отлнчается тем, что вспомогательное напряжение преоо разуют з прямоугольные напряжения, сдвинутые относительно друг друга на половину периода, одно из которых перемножают с исследуемым инфранизкочастотным напряженем, а другое - со вспомогательным низко частотнькм напряжением, результаты персмножения складывают, после усиления, ограничения по амплтуде и дифференцирования выделяют импульсы одной полярности, а о моееяте перехода инфранизкочастотных сигна лов через нуль судят по изменению частотыследования этих импульсов.Сущность способа поясняется эпюрами напряжези, приведенными на чертеже.Допустим, что необходимо определить мо менты перехода через нуль синусоидальногоинфранизкочастотяого сигнала . (эпюра а).В качестве вспомогательного нлзкочастотного напряжения У, используют низкочастотное синусондальное или треугольное напряжение 25 (эпюра б), частоту соо которого выбираютнамного больше частоты Й инфранизкочастотного сигнала. Так, например, для обеспечеотностельной погрешностн определен:ямоментов перехода ннфраннзкочастотного спг нала через куль р = - М 1 Т менее 0,03% состношение частот вспомогательного низкочастот 1 ного напряжения и исследуемого инфранизкочастотного сигнала должно быпгь оэо/О .ъ) 3,6 Х 10 з,у - относительная погрешность определения момента перехода инфранизкочасуотного сигнала через нуль;Л 1 -интервал, времени между моментамиперехода инфрапизкочастотного инизкочастотного сигналов через 1 Онуль;Т- период инфранизкочастотного сцгнала.Низкочастотное напряжение преобразуютв дза разнополярных (эпюры в и г) и.тн 5однополярных (в этом случае иужно изменитьполярность напряжения) прямоугольных,напряжения У, и У 4, сдвинутых относительнодруг друга на половину периода и немеющихамплитуду, равную единице. Затем одно нзпреобразованных,низкочастотных напряжений,например СУ, (эпюра в), перемножают с исследуемым инфранизкочастотным напряжен,немм Е/,. В результате перемножения формируется напряжение У (эпюра д). Второепреобразованное низкочастотное напряжениеУ 4 перемножают с низкочастотным напряженнем У:, В результате формируется напряжение У 6, приведенное на эпюре в. Далее напряжения С/5 и Уг, складывают. Это позволяет ЗОсформировать напряжение У, сложной формы, которое после усиления и ограничения поамплитуде (эпюра з) дифференцируют, азатем выделяют импульсы положительноц полярности (эпюра и). Если вспомогательное 35низкочастотное напряжение было преобразовано в два однополярных прямоугольных напряжения, выделяют импульсы отрицательнойполярности.40О моментах перехода через нуль судят по изменению частоты следования этих импульсов в положительные или отрицательные полупериоды исследуемого инфранизкочастотного сигнала. Как видно из эпвры и, частота 45 импульсов в,отрицательный полупериод в два раза выше частоты дифференциальных импульсов з положительный полупериод инфра- низкочастотного сигнала. Скачок частоты соответствует монументу перехода исследуемого сигнала через нуль.Таким образом, вышеизложенная последовательность операций позволяет преобразовывать моменты перехода инфранизкочастотных сигналов через нуль в изменение частоты следозания низкочасто нных импульсов.Повышение точности предложенного способа достигается также за счет коррелятивной обработки исследуемого и вспомогательного напряжений (их перемножении с низкочастотными прямоугольными напряжениями), формирования напряжения специальной формы и выделения дифференциальных имлульсоз одной полярности.Формул а изобретенияСпособ определения моментоз перехода инфранизкочастотных сигналоз через нуль, основанный на преобразовании спектров исследуемого инфранизкочастотного и вспомогательного низкочастотного напряжений, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения моментов перехода через нуль, зспомогательное низкочастотное напряжение преобразуют,в прямоугольные напряжения, сдвинутые относительно друг друга на половину периода, одно из которых перемножают с исследуемым инфранизкочастотным на,пряжением, а другое - со зспомогательныи низкочастотным напряжением, результаты перемножения складывают, после усиления, ограничения по амплитуде и дифференцирования выделяют импульсы одной полярности, а о моменте перехода инфранизкочастотных сигналов через нуль судят по изменению частоты следования этих импульсов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Кушнир Ф. В. и др, Электроизмерения. Энергия, Л. 1975, с. 312,2. Авторское свидетельство СССР155230, С 01 К 29/00, 19 б 7,аказ 175/344 38 Тираж 1122 комитета Совета Министр зобретений и открытий35, Раушская наб., д. 4/5 Изд.О Государственног по делам Москва, Я(