Способ измерения отклонения частоты от номинального значения

Ссюз Советскид Социалистическик РеслубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 789862(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийОпубликовано 231 280 Бюллетень М 47 Дата опубликования описания 30.12. 80(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ ЧАСТОТЪ ОТ НОМИНАЛЪНОГО ЗНАЧЕНИЯ Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может использоваться при создании частотных дискриминаторов в широком диапа,зоне частот.5Известен способ двухканально о гетеродинирования, в котором колебания измеряемой частоты смешиваются с колебаниями опорного генератора в двух каналах преобразования, В одном из каналов преобразования колебания опорного генератора сдвигаются по фазе на 90 относительно колебаний другого канала, В обоих каналах выходные напрякения смесителей фильтруются, дифференцируются, возводятся в квадрат, затем сигналы обоих каналов суммируются и подвергаются извлечениюквадратного корня 1.Недостатком этого способа являет ся то, что кроме ошибок, возникающих вследствие динамических процессов, появляется значительная ошибка, обусловленная неидентичностью амплитудно- частотных и фаэочастотных характерис тик преобразовательных каналов. Поставленная цель достигаемся тем, что согласно способу измерения отклонения частоты от номинального значения, заключающемуся в преобразовании отклонений частоты от номинального значения в постоянное напрякение, электрические колебания преобразуют в последовательность импульсов частота повторения которых в целое число раз превышает частоту измеряемого напряжения, последовательность импульсов .модулируют по времени задержки по гармоническому закону измеряемым напрякением, а затем иэ последовательности модулированных импульсов вьделяют и измеряют гармонику астоть модуНаиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ измерения девиации частоты час"ЗО тотно-модулированного колебания ио нулям функции Бесселя (;.Однако невысокая точность определения индекса модуляции, а также необходимость использования двух генераторов (гетеродинов), нестабнльность частот колебаний которых увеличивает погрешность измерения, не позволяют обеспечить высокую точность измерения,Цель изобретения - повышение точности измерения отклонения частоты от номинального значения.ляции, ближайшую к одной из гармоникчастоты повторения,На фиг, 1 представлен спектр модулированной по времени задержки последонательности импульсов при отклонении частоты; на фиг, 2 - блоксхема одного из возможных вариантовустройства для реализации предлагаемого способа.Способ осуществляется следующимобразом.Иэ входного гармонического напряжения, изменения частоты которогоподлежат измерению, формируют последовательность прямоугольных импульсов, частота понторения которых равна измеряемой частоте. Иэ последовательности этих импульсов выделяютгармонику частоты повторения М(фиг. 1), которую преобразуют в последовательность прямоугольных импульсов, подвергаемых модуляции повремени задержки по закону измененияизмеряемого напряжения.При Ь = О в спектре модулиронацной по времени задержки последовательности импульсов фиг, 1 а) отсутствуют частотные компоненты нида(р М + л ) 1 к о, в то время как приО (фиг. 1 б) эти компоцецты спектра присутствуют и их изменения однозначно связаны с изменениями частотыотносительно номинального значенияИз последовательности промодулированных импульсов выделяют гармонику частоты измеряемого напряжения,ближайшую к одной иэ гармоник частоты повторения, т, е.(рй + 1)в,. расположенную в зоне нечувствительностик изменениям длительности импульсов,что обеспечивает уменьшение влияниянестабильности длительности импульсовна результаты измерения уровня этойгармоники. Повышение точности измерений достигается тем, что все частотные компоненты кратны частоте измеряемого напряжения, а измерения уровня гармоники с номером (рВ + 1) линейно зависят от изменений частоты дт относительно номинального значения и при вх ьх о, т. е. при д = О изменения остальных параметров импульсного процесса вследствие нестабильности не вызывают отклонения уровня гармоники (р Й1 ) относительно исходного нулевого значения.Блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа (фиг. 2) содержит формирователи 1 и 2 импульсов, преобразующие соответственно иэ 1 леряемое гармоническое и напряжение Ц-ой гармоники н последонательность прямоугольных импульсов, временной модулятор 3, осуществляющий преобразование измеряемого напряжения н последовательность импульсов, модулированных по времени задеркки, избирательную систему 4, ныделяющую из 5 10 15 20 25 30 35 45 50 55 бО 65 последовательности модулированныхимпульсов Гармонику частоты иэмеряе -мого напряжения с номером (рМ1)ближайшую к одной из гармоник частоты повтореция импульсов, запускающихвременной модулятор, расположенныхн зоне нечувствительности к изменениям длительности импульсов, точный выпрямитель 5, избирательный блок 6.Устройство работает следующим образом.При поступлении с выхода формирователя 1 импульсов прямоугольной .формы на вход избирательного блока б наего выходе появляется напрякение М -ой гармоники, которое формирователем2 преобразуется в последовательностьпрямоугольных импульсон, используемых для запуска нременцого модулятора 3, на управляющий вход которогоподается гармоническое напрякениеизмеряемой частоты, Модулированныепо нремени задержки импульсы при воздействии на избирательный блок б вызывают изменение уровня гармоникичастоты измеряемого напряжения с номером (рй + 1), точное выпрямлениекоторой создает выходное напряжение,изменения уровня которого однозначно обусловлены изменениями частотыизмеряемого напряжения,При необходимости измерений с получением информации о сторце отклонения от номинального значения точный выпрямитель должен быть замененфазочувствительным выпрямителем,Перед началом измерения отклонений частоты относительцономинального значения осуществляется калибровка устройства,заключающаяся в том, что при подачена вход формирователя 1 напряженияноминальной частоты (частота приэтом измеряется частотомером) производят настройку избирательного блокаб на требуемую гармонику частотыизмеряемого напряжения с номером рй +1 (где й - номер гармоники частотыповторения, расположенной в однойиз зон нечувствительности к изменениям длительности импульсов), а затем,изменением амплитуды измеряемого напряжения добиваются равенства нулювыходного напряжения точного выпрямителя 5, После этого изменяют частотуизмеряемого напряжения в требуемыхпределах, измеряют ее значения частотомером и однонременно измеряют уровень выходного напряжения точного выпрямителя. Таким образом, шкала измерительного прибора, измеряющегопостоянное напряжение на .выходе точного выпрямителя, может быть проградуирована в абсолютных значениях отклонения частоты дотносительно номинального значенияФормула изобретецияСпособ .измерения отклонения астоты от номинального зца цция, а и "789862 с Заказ 9031019 Подписн ВНИИП Тира Фиг Р ющийся в преобразовании отклонений частоты от номинального значения в постоянное напряжение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, электрические колебания преобразуют в последовательность импульсов, частота пов 5 торения которых в целое число раз превышает частоту измеряемого напряжения, последовательность импульсов модулируют ло времени задержки по гармоническому закону измеряемым напря жением, а затем иэ последовательности модулированных импульсов выделяют и измеряют гармонику частоты модуляции, ближайшую к одной иэ гармоник частоты повторения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Скрипник 0.4. Модуляционные измерения параметров сигналов и цепей. М., "Сов. радио", 1975, с, 34.2, "Измерительная техника", 190 Ф 8Филиал ПП "Патент",