Способ определения момента сопротивлениячастот двух последовательностейимпульсов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сева Севетсвна Сфцивенстюескнк Расвубеа(22)Заявлено 05.01.78 (21) 2563734/18-21 Р 1)М Кл с присоединением заявки Й 9 а 01 В 23/02 Гоеудвретееввый коивтет СССР оо дедам .кзобретеняй в открытийДата апубликования описания 23. 04,81(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА СОВПАДЕНИЯ ЧАСТОТ ДВУХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ИМПУЛЬСОВИзобретение относится к электро- измерительной технике и автоматике и может быть использовано приконструировании прецизионных нуль- органов в динамических циФровых сис- ф темах автоматического измерения и управления, в которых используются частотно-импульсные сигналы.Известны устройства, реализующие способы определения момента совйаде ния сравниваееаюх частот при неремеве знака непрерывно определяемой разности частоты сравниваемых сигналов 11.Однако такие устройства харак теризуются низкой статической и динамической точностью и эффективностью использования толъко на высоких час" тотах.Наиболее близким к предлагаемому 26 является способ измерения момента совпадения частот. двух последовательностей импульсов, например такущей и заданной частот, основанный на измерении периода следования 25 импульсов заданной .частоты и заключающийся в том, что задерживают импульсы текущей частоты на время, равнбе периоду следования импульсов заданной частоты, и определяют момент 30 совпадения задержанных и незадержан. ных импульсов текущей частоты. Способ отличается более высокой точностью и быстродействием, так как сравнение входных частот производят в каждом периоде текущей частоты 12) Однако этот способ позволяет получать высокие метрологические показатели только для медленно н монотонно изменяющейся текущей частоты в диапазоне изменения частот, при котором приращение периода незначительно. Для учета динамики приходится расширять один из сравниваемых импульсов, чтобы не пропустить моменты, когда периоды ,сравняются. Это снижает точность способа. Особенно низка эффективность примене" ния способа для быстроизменяющегося текущего сигнала в нижней части диавазона изменения. Приращение периода для таких сигналов может быть настолько большим, что момент совпадения частот будет потерян и способ теряет работоспособность. Это ограничивает его область применения.Цель изобретения - увеличение точности и расширение области применения.Поставленная цель достигается тем,что в способе, основанном на определении момента совпадения незадержанных и задержанных на временной ин.тервал, кратный измеренному периодузаданной частоты, импульсов частоты,Функционально связанной с текущей,измеряют каждый период текущей частоты, Фиксируют значения и+1 (гдеи - порядок наивысшей производнойпо времени функции изменения текущейчастоты) предыдущих периодов теку-щей частоты и закончившегося перио-,да заданной частоты, Формируюти+1 последовательностей импульсовс частотами, обратно пропорциональ ными зафиксированным значениям пернодов с коэффициентом пропорциональности Е (к - любое положительное число больше 1),формируют последовательность импульсов текущей частоты,умноженной на коэффициент К,скорректированной в зависимости от величин приращения текущей частоты запредыдущий период и ее производных повремени,и определяемой подвыражениют (т. :к(т,(т тт+ у тт(В)м," тгде Гт (Т. ) и ь 1 т(т) - мгновенноезначение текущей частоты Всередине (-гопериода и ее)-го порядка1)=1 и)текущей частоты по временив конце -гопериода;1 с - коэффициент40пропорциональности;с и - моменты окон1+чания 1-го и(1+1)-го пе,риодов т и 45Т)+ текущейчистоты,а кратность деления периода заданйой,частоты выбирают равной М.Сущностью способа является кванто- Явание сравниваемых периодов, т.е.деление их на одинаковое количествочастей и сравнение по величине каждойчасти сравниваемюх периодов, Поскольку период заданнойчастоты меняетсяредко и в процессе сравнения остается неизменным, то его можно иоделить иа равное количвстао частей,например, образуя пропорциональный,периоду код путем квантования егочастотой, уменьшенной в М раз. при 40этом время задержки в М раз меиьеапериода заданной частоты. Период жетекущей частоты нельзя делить иаравные части, поскольку ои меняетсяво времени, поэтому меняются во врФ 65 мени и части ее периода. Для получения переменных во времени частей периода текущей частоты производят следующие операции. Измеряют каждый период текущей частоты 5 (с),например, путем квантования его ймпульсами образцовой частоты Г = , получая код Мтт (с)Т (с) Го, и Фиксируют в памяти и+1 предыдущих значений кодов периода, текущей частоты, где и - порядок наивысшей производной по времени текущей частоты. Затем формируют и+1 последовательностей импульсов с частотами следования, обратно пропорциональными зафиксированным кодам периодов текущей частоты с коэффициентом пропорциональности 1. Эту операцию производят, например, путем деления образцовой частоты Га = 1 Г на коэффициенты деления йт (с). При этом получают частоты( )-, (,- ( )(т)тт 1 тЕт(т): к. у(т.Р (Т, ):К Я (т.1 и 1 т 1 и) соответствующие увеличенным враз мгновенным значениям текущей частоты в середине, соответствующего периода, Затем из двух полученных частотных последовательностей импульсов Г (Т,)т и Г(Т), соответствующих увеличенным в М раз мгновенным значениям текущей частоты в двух предшествующих текущему периодах, формируют последовательность импульсов Ь;(т)(т)- ,.(т.,) К а,(т;) равную половине увеличенного в 1 раз приращения мгновенного значения текущей частоты за время предыдущего периода Т . Затем формируют и последовательностей импульсов, частоты которых пропорциональны всем производным по времени текущей частоты. Полученные последовательности импульсов непрерывно интегрируют на текущем периоде, причем кратность интегрирования выбирают равной порядкупроизводной, которой пропорциональнаинтегрируемая частота, т.е. частоту,пропорциональную производной -гопорядка, интегрируют ) раз. После этой операции получаются последовательности импульсов с частотами, равными текущим приращениям форми,руемой частоты и пропорциональнымивсем производным текущей частоты,изменяющимся в функции от времени.Затем производится суммированиесформированных импульсных последоваТЕльиостей по зависимости:Формированная частота Г (с) представляет собой мгновенное значение (в произвольный момент времени внутри временного интервала Т текущего периода) умноженной в Е раз влекущей частоты, скорректированное половиной ее приращения за прошед" яий (-период и текущими прираще- ниями, пропорциональными всем про)вводным.текущей частоты по времени, и характеризуется малыми динамическими погрешностями преобразования и близка по величине в каждый момент времени к модулирующей Функции Гт дПоследний член зависимости (1) ра- вен сумме корректирующих. сигналов, представляющих собой текущие приращения д Г, (с) формируемой частоты(Гт(г) и полученных соответствующим- кратным интегрированием всех производных, содержащихся в Функции изменения текущей частоты. Это выражение имеет следующий вид Ф.Сумма первого и третьего членов в ,выражении (1) представляет собой частный случай выражения ряда Тейло, ра для Функции одной переменной,непрерывной, имеющей и производных и переменное приращение аргумента в ви. ,де текущего времени с. Так как (о+1)-я производная равна нулю, то" остаточный член ряда Тейлора В=О.Процесс образования частоты Г.(Т;. ) с коэффициентом умножения М 3 йоясняется временными диаграммами на чертеже.Соответствующая ей последовательность импульсов показана на участке Э . На участке е показана последовательность импульсов с периодом слеТъдования - для двух значений задан 1 сной частоты Ги ГЗ На участке Юпоказана последовательность импульсов на выходе управляемой линии задержки. Как видно иа временных графиках, при сравнении на совпадение иеэадержанного импульса частоты Ет (с) с задержанным на величину тЪ (С к пропуска момента совпадения сравниваемых частот для всего диапазона изменения не происходит, причем ошибка 8 в определении момента совпадения аГ О по сравнению с ис" .тинным моментом совгадения ЬУщО существенно уменьшается по сравне" нию с известным способом. При увели-,чении коэффициента умноженияточность возрастает прспорциснально.Таким образом, сравнение уменьшенного в 1 с раз периода заданнойчастоты с периодом умноженной в М разтекущей частоты, скорректированнойпо значению приращения за преды-дущий период,и проиэводньл по времени.текущей частоты позволяет существенно увеличить точность способк 1, 1 О ,и расширить область применения дляфункций изменения текущей частотыпо произвольному закону, подчиняющемуся ограничениям для воэможностиразложения функции в ряд Тейлора.15формула изобретения Способ определения момента совпадения частот двум последовательностейимпульсов, например текущей и заданной, основанный на определениимомента совпадения незадержанных изадержанных на временной интервал,кратный измеренному периоду заданной частоты, импульсов частоты, функционально связанной с текущей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью увеличения точности н расширения области применения, измеряюткаждый период текущей частоты, фик.сируют значения и+1 (где п - порядокНаивысшей производной по временифункции изменения текущей частоты)предыдущих периодов текущей частотыи закончившегося периода заданнойчастоты, формируют и+1 последоваЗ 5 тельностей импульсов с частотами, обратно пропорциональными зафиксированным значениям периодов с коэффициентом пропорциональности М,(гделюбое положительное число больше 1),формируют последовательность импульсов текущей частоты, умноженной накоэффициент , скорректированной взависимости от величин приращениятекущей частоты за предыдущий периоди ее производных по времени, и опре деляемой согласно выражениюР )к)+ ДтРИк М) 11к 1 Ф.;,50где Гт (Т) и Д Г .(Т ) - мгновенноезначение теку"щей частоты всередине -гопериода и ее 55приращение;(3=1 п) текущей частоты 60 по временив конце -гопериода;коэффициентпропорциональ ности;824070 каз 2100/64 Тираж 732 Подписное НИИПИ Филиал ППП "Патентф, .г.ужгород, Ул,Проектная,й и й - моменты окон, чания 1-юо+.частоты,а кравность деления периода заданнойчастоты выбирают равной М,Ъ Источники информации,принятые во внимание прн экспертизе1.Авторское свидетельство СССР В 235414, кл, 6 06 й 7/02,11.12.672. Автооское свидетельство СССР 9 311212 кл. 0 01 В 23/02,24.02.69 (прототип).