Способ определения частоты синусоидального сигнала

,8016261 О 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН пения час еделения сигнала з рмированп взаимноиз входног ортогональ мгновенных сигналов ч времени, и третьего и из взаимно тогональных сигнал ием первого мгно" угого. Приведена пределения частоты сигописано устройство для особаФормирование опальных сигналов и их бработка позволили поть определения частоты змерен ния др совпад енного зн рормула длянала, а такж реа ации взаимно ортог последующая о ить точно емя, меньшее длителупериода. 1 ил. азав его по си ости вместно они образуют систему взаимноортогональных синусоидальных сигналов. Последовательно во времени через фиксированный эталонный интервал времени производят измерения трех мгновенных значений входного сину соидального сигнала и трех мгновенных значений дополнительного сину соидального сигнала, причем измерение третьего мгновенного значения входного синусоидального сигнала про изводят одновременно с измерением первого мгновенного значения пополнительного синусоидального сигналаИзобретение относитсяиоизмерениям и может и элек льзоватьм шение точности. Сущность спос тоты синусоидаль чается в следующ Из входного с ла формируют доп соидальный сигнаения час а заклюба опред ого сигн гнаальног ну ьныи син ющийся о те оявл вениювходном т.е. со м по от инусоидальному си ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 1(71) Всесоюзный государственный проектно-изыскательский н научноисследовательскии институт энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект и Рижский политехническии институт им. А,11.Пельше(56) Авторское свидетельство СССР Ь 1471145, кл, 0 О 1 К 23/00, 989(54) СПОСОБ ОПР 1:П,"ПЕ 1 ИЯ ЧАСТОТЫ СИ 1 УСОИДАЛЬ 110 О СИГЧ 1 А 1 А(57) Изобретение касается электрорадиоизмеренийЦелью изобретения является повышение точности опредедля определения частоты за время,ьшее длительности полупериодаЦелью изобретения является ловыоты, Сущность способ опчастоты синусоидального ключается в фоо сигнал двухных, в измерении трех значений каждого из этих ерез эталонные интервалы рнчем момент измерения гновеного значения одногЧастоту сигнала определяют согласноматематическому выражению1 13 13 з - Бз 131= -- агссов - , -- -т -- Т47 А 2 Жг 132. 13 Э 13 )где Ь - значение эталонного интервала времени;13 (, 13,13 з и 13,11 13 - мгновенные значения соотг 1ветственно входного и дополнительного синусоидальныхсигналовСправедливость математического выражения (1) может быть доказана следующим образом,Пусть Ч , Ч амплитуды вэаимноортогональйых синусоидальных сигналов, тогда результаты измерений ихмгновенных значений выражаются в виде13 = Ч соя(Я - 2 ЯЬ),д13 = Часов(Я -ЯЫ,131 = ЧА совЯ С,Используя дополнительные отсчеты 13, и13, удаленные от Ц на 2 Щ, можнополучить11 . 13 13 - 13313вгп 463 = ------2 ЧалаИз двух последних выражений1вдп 4 Я 11 Ш 139 - 13 з Ь7вгп 2 Яц 13 г 13 г 13313откуда13 Б 3 13 у 13,сов 2 Яви при й =43/2 И1 13 Ц э -агссов -- , -- , - "-т 4(н 11 2(ьг 13 - 01 ) Таким образом, результат определения частоты принципиально не зависит5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 от амплитуд вэаимноортогональныхсинусоидальных сигналов, соотношениемежду которыми может быть произвольным, что является преимуществомспособа перед известным,На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующегопредлагаемый способ,Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, генератор2 тактовых импульсов, цифровые фильтры 3 и 4 первого и второго видов,регистры 5-О памяти, блоки 11-13умножения, блоки 14 15 вычитания,блок 6 деления, цифроаналоговый преобразователь 17 и функциональныйпреобразователь 18Выход генератора 2 соединен с управляющими входами цифровых фильтров3 и 4 и аналого-цифрового преобразователя 1, выход которого объединен свходами цифровых фильтров 3 и 4Выход цифрового фильтра 3 через последовательно соединенные регистры 5-7памяти, и блок 13 умножения подключен к объединенным первым входам блоков 14 и 15 вычитания, а выход цифро"вого фильтра 4 через последовательносоединенные регистры 810 памяти иблок 11 умножения подключен к второмувходу блока 14 вычитанияВыходы регистров 5 и 8 памяти подключены соответственно к вторым входам блоков 11и 13 умножения. Выходы регистров 6 и9 памяти соединены с входами блока12 умножения, выход которого подключен к второму входу блока 15 вычитания, Выходы блоков 14 и 15 вычитаниясоединены с входами блока 16 деления,выход которого через последовательновключенные цифроаналоговый преобразователь 17 и функциональный преобразователь 18 соединены с выходом устройства,Устройство работает следующим образом,Крнтролируемое напряжение поступает на аналоговый вход аналого-цифрового преобразователя 1, которыйсовместно с.генератором 2 тактовыхимпульсов производит преобразованиемгновенных значений контролируемогонапряжения в цифровой код, Этот кодпоступает на объединенные входы цифровых фильтров 3 и 4, которые осу"ществляют совместно с генератором 2цифровую фильтрацию, уменьшая влияние высших гармонических составляю 1( ) 1щцхПри этом ца выходдх цц 1 ро,)х фильтров 3 и 4 имен)т место послдо вательцостц кодов вздцмцоорто Гоцальных (коси)усоида 2)ьцых и сццусоцлдльных) сигналов в соотцетствиц с цр)1- веденныки выражениямВ группе послецонательцо соед- ненных регистров 5-1 памяти р,м)ц,)- ется информация о Т 1)ех последовдтеиных мгновешых значениях косццусоидальцой составляющей входцого сиги;1- ла Ь, а во второй группе регистров 8-10 памяти размещается иформдця о трех последовательных мгцоцццых значениях сицусоиддльцой соствлян)- ,(щей входного сигшлд Б , При этом значения косицусоиддльцой сос гв)яюШей Б(, Г 2, Б сдвинуты 2 о нре)ени на 211 по отцощению к с)цусоддл),цымсоставляющим Г)1, Г 2, 1. соотвтственноБлок 11 умноже)ия осущстшшет умножение в 1;ифроцом коде сигцдлов ПЕРВОГО МГИОВеЦИОГО ЗВДчШЯ кОсинусоидальцой состав 2 яюе) Г ( и тре" тьего мгновенного значеця синусоидально"1 составляющее) Б коцтро лируемого напряженияВ б.)оке 2 умножения производится оцердция п- ремцожеция вторых мгцоцеццых зцдчен 1)й косинусоидальноц 11 и сицусое 2дальной 1 составляющих контролируе 2мого напряженияВ блоке 13 умножения производится операция перемножения третьего мгновенного значения косинусоиддльцой составляющей Г) и первого мгновенного значения синусоидальной составляющей П, контролируемого напряженияБлоком 14 осуществляется вычитание иэ результата на выходе блока 11 умножения результата на выходе блока 13 умноженияБлоком 15 осуществляется вычитание из результата на выходе блока 12 результата на выходе блока 13В блоке 16 деления осуществляется деление результата на выходе блока 14 вычитания на удвоенный результат на выходе блока 15 вычитанияРезультат де" ления с выхода блока 16 поступает иа)ИфР(ДДЛО) ОЦЫ) КОТОРЫП) Р(.р, ) дд)ОГ 023 ь)й сц)ца ть)идтся функ)о т лемЯ ,дго) с) яТ ЭКИМ Ор ) ГОЦаЛЬЦЫХ СЦГЦ;)Л у) )1), )1 1 05 1 и ) )) )( д3 б ) )ф цд )Ю) р )р,Ов;)" )фом)1)13 )12 ОРто ) Х )Г 1 РДП Г)(;1 13 СИ)ЦД)1 Д ЗД ЦР 3:1, М)Ь Е ) ТЬЦРСи) ГО ПОЛУЕР) ДДФ о р м у л и и 3 0рт е ц ц я 15 Способ опрЛцецич частоты синуСОЦДДЛЬЦО) 0 С) ) ЦДЛД, ОСНОиДЦ)ИИ) ЦД последовдтепьцом цо премц) изни р)11 Д 1)УХ М 1210 2 .111 И 1 Х 31)Д Ч .)И )1) Ц Х ОД)о+ 20го сицусои 21;)л)цо о сигид)1)3 и двух мгцове)шых эдчци) Сфор)п) родц)Ого ДО ПОЛ)И)ТЕЛЬЦОГО СУ СО)12)11 ЛОГО СИГ цдлд, взятых в Обох случ;)ях через 25этдлоццый интерцдл ирен)и, 0 т л и- Ч Д Ю Щ И Ии ТМ) 1 ТО С ЦЕЬЮ иоиыще)шя точности ) д и л)ител ьц),)2) сицусоиддльцыц сиг)дл фириру)от ор тогоцдльцы) Ло от)Ощецию к 23 ходцому сццусоиддльцому си) идя удополшт(лы 10 иэм 1)5101 роты) .)1".10 ец)ыезцдчеция входного ц дослцитлы)огосшусоиддльци)х сцг)алов т)21,)н чер зэталонный интервал време)и), причем,момент измереш)я третьего мгцовеццо 35 го значения входного сииусоидальцогосигцдла совпадает с измерением пер"вого мгновенного значения дополнительного сицусоиддльцого сигцдлд, ачастоту Г определяют согласно математическому выражению=агссоз4 где45 значения эталоццого интервала времеш;(1.2 и 1.1(,2 3 мгновенные значения соответственно входного и допопштельцого сицусоиддльных 50 сигналовсоотв тстииц с мат и:)тс) )131)р,"1 О )ием ( 1) )о.105) 5) О)1 С 11 Г)э О(ЛОСТ 2 ОПРДЕЛЦИЯ 1 СТОГ С 1)УС 0)121;3:ЦО)01626174 Составитель НфеТехред М. Дидык Корректор АОсауленк Редак тор ИГорна при ГКНТ СС роизводгтвенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,га Заказ 275 ТиражВНИИПИ Государственного комитета113035, Москва, Ж о изобретениям 35, Раушская н 11 одпи си о открытияд. 4/5