Устройство для измерения частоты синусоидальных сигналов

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ етения, ения, ко- высокой приведенных в оа также от коэторые могут бытточностью и не писании изобр ффициента усил ь получены с зависят от а нала и стабил ли измеряемого си ос источника пос2 ил,ного напряжения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОткРытий К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР В 855520, кл. 6 01 К 23/00, 1981.Авторское свидетельство СССР В 1190286, кл. С 01 Н 23/10, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к электро- измерениям и может быть использовано в цифровых частотомерах синусоидальных сигналов. Целью изобретения является повышение точности измерений.Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, формирователь3, блок 4 сравнения, генератор 9 импульсов, счетчики 10 и 11, вычислитель 13. Для достижения поставленнойцели в устройство дополнительно введены усилитель 2, блок 5 сравнения,задатчик 6 временных интервалов, ключи 7 и 8 и счетчик 12. Результат измерения частоты зависит лишь от интервалов времени С, и , определяемых из математических соотношений,Изобретение относится к электроизмерениям и может использоваться вцифровых частотомерах синусоидальныхсигналов.Цель изобретения - повышение точности измерения.На фиг.1 приведена структурнаясхема устройства; на Фиг.2 - временные диаграммы работы.Устройство состоит из источника 1 10постоянного напряжения, усилителя 2,формирователя 3, блоков сравнения 4и 5, задатчика 6 временных интервалов, ключей 7 и 8, генератора 9 импульсов, счетчиков 10 - 12 и вычислителя 13. Входы усилителя 2 и Формирователя 3 и первый вход блока 4 сравнения соединены с входом устройства.,Вьгход источника 1 постоянного напряжения соединен с вторыми входами блоков сравнения 4 и 5, а первый входпоследнего соединен с выходом усилителя 2. Выходы блоков сравнения 4 и5 соединены с первыми входами ключей257 и 8 соответственно, вторые входыкоторых, а также второй вход задатчика 6 временных интервалов и второйвход счетчика 12 соединены с выходомформирователя 3. Выходы ключей 7 и 8соединены с вторыми входами счетчиков10 и 11, первые входы которых, а также первый вход задатчика 6 временныхинтервалов соединены с выходом генератора 9 импульсов. Выход задатчика6 временных интервалов соединен с пер вым входом счетчика 12. Выходы счетчиков 1 О - 12 соединены со входамивычислителя 13.. Устройство для измерения частотыработает следующим образом,Измеряемое напряжение П, котороеопределяется соотношениемБ=П, з 1 пиг.,где П - амплитудное значение сигнала;угловая частота;45время,поступает на вход формирователя 3 иблока 4 сравнения. В момент времени,соответствующий переходу сигнала через нулевой уровень, на выходе формирователя 3 появляется импульс (Фиг,2 б),открывающий ключами 7 и 8 доступ импульсов от генератора 9 импульсов всчетчики 10 и 11. По этому же импульсу запускается задатчик 6 временныхинтервалов и сбрасывается счетчик 12,Усиленный входной сигнал (Фиг.2 а) свыхопа усилителя 2 поступает на вход(3) Кз 1 тнзс, =з 1 пыг Решая зто.уравнение относительно ц 1, например, разложением функции згп в ряд Тейлора и ограничиваясь, например, двумя членами ряда, получаем гзз гз гз зК(у --- -) =ыС66Откуда за гзК(г. --- )=6Преобразовав это выражение, полу- чаем Гб(к, -г.1 7: з(4) Уравнение (3) может быть решенопюбым другим методом.Преобразовав временные интервалыС 1 и Гв числоимпульсные коды, можнозаписать блока 5 сравнения, на выходе которого в момент С, равенства этого сигнала с постоянным напряжением Б от источника 1 постоянного напряжения Формируется импульс (фиг,2 в), который закрывает ключ 8 и запрещает доступ импульсов от генератора 9 импульсов в счетчик 11, В момент времени с при достижении равенства измеряемого сигнала с постоянным напряжением П ото источника 1 постоянного напряжения на выходе блока 4 сравнения формируется импульс (фиг.2 г), закрывающий ключ 7 и запрещающий доступ импульсов в счетчик 10. Через определенное времяформируемое задатчиком 6 временных интервалов, прекращается доступ импульсов от генератора 9 импульсов в счетчик 12.После этого цикл измерения повторяется.Таким образом, в счетчиках 10 и 11 накапливается количество импульсов, пропорциональнве, соответственно, интервалам времени от момента перехода Измеряемого сигнала через нулевой уровень до С и С В момент временисправедливо соотношениеП =КП з 1 пыг. (1) где К - коэффициент усиления усилителя 2.1 з 1 з1 Я дэ дзо о е И. ло,некоторое постоянное чопределяющее дискретноизмерения,о о оф- частота генератора 9 им г 15 сов. - числа импульсов пропорциональные г., и симпульсов И записано в счетч иМ Числ е 12.Частотения определяется из соотно Н 6(КИ 1-11 а)д 1 12 гр Кяз яз1 ть определения амплиует из формулы (2) сигнала сл Решение этого уравнения осуществг 5 ляется в вычислителе 13 по заложенной программе. Значение коэффициента К заранее вводится в вычислитель.Результат измерения частоты зависит лишь от интервалов времении, а также коэффициента усиления К, которые могут быть получены с высокой точностью и не зависят от амплитуды измеряемого сигнала и стабильности источника 1 постоянного напряжения,Возможнос тудыФормула изобретения Устройство для измерения частоты .синусоидальных сигналов, содержащее источник постоянного напряжения, блок сравнения, первый и второй счетчики, первые входы которых соединены с выходом генератора импульсов, а выходы - соответственно с первым и вторым входами вычислителя, первый вход блока сравнения и вход формирователя объединены и являются входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности в него введе ны первый ключ, последовательно соеди ненные усилитель, второй блок сравнения, второй ключ, выход которого подключен к второму входу второго счетчика, последовательно соединенные заоих бло ов сравнения, а вход усилинен с входом устройства,д первого ключа подключенервого блока сравнения, авторому входу первого счет теля соед первый вх к выходувыход -чика. датчик временных интервалов и третийсчетчик, выход которого подключен ктретьему входу вычислителя, причемпервый вход задатчика временных интервалов соединен с выходом генератораимпульсов, а второй вход - с выходомформирователя, с вторыми входами первого ключа, второго ключа и третьегосчетчика, выход источника постоянногонапряжения подключен к вторым входам1287030 Составитель Н Техред М.Хода ед Подписноа СССР ВНИИПИ Го оми ытииаб., д. 4 и о а по д 113035, М