Устройство для измерения периодического сигнала

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М, Кл. О 01 В 23/02 Гасударстееииый комитет СССР по аелам иэабретеиий н етирытий(53) УДК 621,317. .616 (088 8) Дата опубликования описания 300380(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОГО СИГНАЛА 1Изобретение относится к импульсной и измерительной технике и предназначено для измерения периодических сигналов с флуктуиру.ющим периодом на фоне шумов.Известны устройства, содержащие генератор,сумматор, аналого-цифровой преобразователь(АЦП), формирователь и блок индикации.Недостаток этих устройств - низкая точ.ность измерения,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее первый блок слеженияза периодом сигнала, измеритель временныхинтервалов, формирователь моментов выборок,АЦП, сумматор, блок измерения и оператив.ный запоминающий блок,Недостаток устройства - низкая точностьизмерения.Цель изобретения - повышение точностиизмерения.Эта цель достигается тем, что в устройство,.содержащее последовательно соединенные первый блок слежения за периодом сигнала, изме.ритель временных интервалов, формирователь моментов выборок, АЦП, сумматор и блок из меренйя, а также оперативный запоминающийблок, вход которого соединен с вторым выходом сумматора, а выход подключен к второму входу сумматора введены последователь.но соединенные блок задержки, и второй блокслежения за периодом сигнала, выход которогоподключен к второму входу формирователямоментов выборок, при этом вход блока задержки соединен свходом первого блока слежения за периодом сигнала, а выход блоказадержки подключен к входу аналого-цифрового преобразователя.На фиг. 1 представлена электрическая схемаустройства для измерения периодического сиг.нала; на фиг. 2 - графики напряжений, объ.ясняющие принцип его работы.Устройство содержит блок 1 задержки,АЦП 2, сумматор 3, блок 4 измерения, опера.тивный запоминающий блок 5, первый блок6 слежения за периодом сигнала, измеритель 7временных интервалов, формирователь 8 моментов выборок, второй блок 9 слежения запериодом сигнала.725037--- = й а Й Р М 40 3Устройство работает следующим образом,Измеряемый периодический сигнал О х(С)поступает на входы блока 1 и блока б, которые в начале каждого периода вырабатываюткороткий импульс, поступающий на вход измерителя 7 временных интервалов,Обозначим значение длительности текущегопериода сигнала, во время которого происхо.дит измерение дискретных значений сигйалачерез Т, а значение длительности предьщуще.го периода - через Т, . В известном устройстве моменты запуска АЦП 2 во втором периоде сигнала (см. фиг, 2 а) равны:1 . =,= 1, 2, , и ( 1)зап,где- текущий номер выборки сигнала;и - количество выборок за период сигнала,Число выборок в каждом периоде при лю.бой частоте сигнала постоянно и равно и, т.е,иисследуются гармоники сигнала с первои до -2Пусть максимальное значение флуктуацийсоседних периодов сигнала равно +01 Лт,Т - Т.-(2)6 - Т ТПогрешность определения моментов запускаАЦП 2 согласно (1)6, =- ,= 1, 2, , и,6 Динамическая погрешность измерения периодического сигналавх вх( ) / акопт.е. зависит от производной сигнала в моментызапуска и величины рДля устранения динамической погрешности,измерения необходимо, чтобы моменты запус.ка АЦП 2 были равныТ-- 1=1,2п, (3)Приэтом Б =ОиЬО =О,ЬхС этой цельюв предлагаемом устройствесигнал на АЦП 2 поступает через блок 1 за.держки, где задерживается на время, большеемаксимального значения периода сигнала(см фиг. 2 б). Одновременно сигнал поступает на блок б, выход которого соединен совходом измерителя 7 временных интервалов.В момент т, значение периода сигнала Тпоступает в буферный каскад формирователя 8моментов выборок. В момент т, блок 9 формирует короткий импульс, поступающий на второй вход формирователя 8 моментов выборок,который начинает вырабатьвать импульсы запуска АЦП 2, расстояние между которымиравноЬ (4)Эти импульсы поступают на вход запускаАБП 2, который обрабатывает сигнал, сдвинутый на время Т относительно входного. Та.Эоцким образом, в Момент времеа 1, начинаетобрабатываться (К - 1).й период сигнала, при из.меренном значении Т, чем устраняется дина.мическая погрешность йзмерения.При изменении периода сигнала изменяютсяи моменты появления стробов запуска АЦП 2,После каждого цикла измерения, равного одному периоду сигнала, накопленные за предыду. О щие периоды значения сигнала заносятся вблок 5. При новом цикле измерения значенияамплитуды сигнала, поступающие из АЦП 2и соответствующие ы. фазовым угламай.акоп2 я ), складываются со значениями, 5хранящимися в блоке 5 и соответствующими уг.лам и,;Количество точек усреднения за период сиг.нала выбирают согласго теореме Котельникова.20 о)Т 21где Е - максимальная частота спектра пери-тпаХодического сигнала. Количество усредняемых периодов М зави- сит от отношения сигнал/помеха на входе устройства. Так как сигнал когерентен, то мощность сигнала Р в процессе накопления возрас.32тает пропорционально М, а мощность некогерентного шума Рр - пропорционально й, поэтому отношение мощностей после накопления После М накопления периодов информация с35 выхода сумматора 3 подается на вход блока 4 Ф о р му л а и з о б р е т е н и я Устройстводля измерения периодическогосигнала, содержащее последовательно соединенные первый блок слежения эа периодом сигнала, измеритель временных интервалов, формирователь моментов выборок, аналого. цифровой 45преобразователь, сумматор и блок измерения,а также оперативный запоминающий блок,вход которого соединен с вторым выходомсумматора, а выход подключен к второму вхо" ду сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышенияточности измерения, 50в него введеныпоследовательно соединенныеблок задержки и второй блок слежения за периодом сигнала, выход которого подключен квторому входу формирователя моментов выборок, при этом вход блока задержки соединенс входом первого блока слежения за периодомсигнала, а выход блока задержки подключенк входу аналого-цифрового преобразователя,