Патент на изобретение №2169927
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СИНУСОИДАЛЬНОГО СИГНАЛА
(57) Реферат: Предполагаемое изобретение относится к измерению частоты синусоидального сигнала, преимущественно к измерению частоты тока сетевого напряжения. Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка, то есть снижение усреднения (счета) при сохранении точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения частоты синусоидального сигнала, содержащего последовательно соединенные генератор импульсов, распределитель импульсов, регистр и цифровые индикаторы, а также входной формирователь импульсов, введены выпрямитель, на вход которого подается входной сигнал, n входных формирователей импульсов, первые входы которых объединены и соединены с выходом выпрямителя, (n+1) выходных формирователей импульсов, первые входы которых объединены и соединены с выходом генератора импульсов, вторые входы – с выходами соответствующих входных формирователей импульсов, источник (n+1) опорных напряжений, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами формирователей импульсов, (n+1)-входовая схема ИЛИ, входы которой соединены с выходами выходных формирователей импульсов, а выход схемы ИЛИ – со счетным входом счетчика, где n – количество ступеней квантования входного сигнала. 2 ил. Предполагаемое изобретение относится к области измерения частоты входного синусоидального сигнала, преимущественно к измерению частоты тока сетевого напряжения. Известно устройство для измерения частоты входного синусоидального сигнала, выполненное на базе измерительного прибора Э8036 ТУ25-7504.133-97. Указанный измерительный прибор является электромеханическим устройством со стрелочным индикатором, работающим в диапазоне 45-55 Гц и обеспечивающим точность измерения по классу 4 при соблюдении правил считывания отображаемой информации – аналог. Недостатками данного устройства являются, во-первых, узкий диапазон измеряемых частот, и, во-вторых, низкая точность измерения. Известно устройство, позволяющее измерить частоту входного синусоидального сигнала – цифровой измеритель частоты, например, Ч3-54 ЕЯ2.721.039ТУ. Указанный измеритель частоты содержит в своем составе формирователь импульсов, генератор импульсов, распределитель импульсов, счетчик импульсов, регистр и цифровые индикаторы – прототип. Принцип работы измерителя частоты заключается в подсчете счетчиком числа пересечений нуля входным напряжением за фиксированный интервал времени, задаваемый генератором импульсов и распределителем импульсов с последующей индикацией этого числа цифровыми индикаторами. В первым приближении, без учета нестабильности генератора, точность измерения частоты ![]() ![]() ![]() ![]() 1. Генератор 1. Схема генератора выполнена по схеме, приведенной в (5) стр.42. 2. Распределитель импульсов 2. Схема распределителя импульсов выполнена по схеме, приведенной в (3) стр.149, рис.4.52. 3. Счетчик импульсов 3. Схема счетчика импульсов выполнена по схеме, приведенной в (1) стр.63, рис.2.34. 4. Регистр 4 и индикаторы 5. Схема регистра и индикатора выполнена по схеме, приведенной в (1) стр.263, рис. 10.9. 5. Входной формирователь импульсов 6. Схема входного формирователя импульсов выполнена по схеме, приведенной в (3) стр.82, рис.2.33. 6. Выпрямитель 7. Схема выпрямителя выполнена по схеме, приведенной в (2) стр.127, рис.6.3. 7. Входной формирователь импульсов 8. Схема входного формирователя импульсов выполнена по схеме, приведенной в (4) стр.138, рис. 11.5. 8. Выходной формирователь импульсов 9. Схема выходного формирователя импульсов выполнена по схеме, приведенной в (1) стр.254, рис.9.13. 9. Источник опорных напряжений 10. Схема источника опорных напряжений выполнена по схеме, приведенной в (4) стр.53, рис.2.1. 10. Схема ИЛИ 11. Схема ИЛИ выполнена по схеме, приведенной в (1) стр. 35, рис.2.1. Устройство работает следующим образом. Входной синусоидальный сигнал, поступающий на первый вход входного формирователя импульсов 6, с учетом того, что на второй вход входного формирователя импульсов 6 поступает опорное напряжение Un+1 с выхода источника опорных напряжений 10, равное нулю, преобразуется им в меандр, то есть в импульсный сигнал, частота которого равна входному синусоидальному сигналу, а скважность Q = 2. Параллельно входной синусоидальный сигнал выпрямляется выпрямителем 7 и поступает на первые входы входных формирователей импульсов 8-1 – 8-n. С учетом того, что на вторые входы входных формирователей импульсов 8-1 – 8-n поступают опорные напряжения с выхода источника опорных напряжений 10 U1-Un, определяемые как U0ni = [Umaxsin(180o/{2n+1})]i, где Umax – амплитудное значение входного синусоидального сигнала, n – количество ступеней квантования входного синусоидального сигнала по уровню, i – номер ступени квантования входного синусоидального сигнала по уровню, на выходах входных формирователей импульсов 8-1 – 8-n имеем импульсные сигналы, по частоте равные частоте входного синусоидального сигнала, но различающиеся по скважности, причем с разнесенными равномерно по шкале времени положительными и отрицательными фронтами. Относительно разнесенных по времени положительных и отрицательных фронтов импульсов, поступающих с выхода входных формирователей 8-1 – 8-n выходные формирователи импульсов 9-1 – 9-(n+1) формируют короткие импульсы, поступающие на (n+1) входы схемы ИЛИ и далее, для суммирования – на счетный вход счетчика 3. Время счета (время усреднения) определяют генератор 1 и распределитель импульсов 2. По окончании времени счета импульс с распределителя импульсов 2 производит запись числа, равного частоте входного сигнала, умноженного на k, определяемого как k = 2 ![]() в регистр 4, с выхода которого значение полученной частоты поступает на цифровые индикаторы 5. Таким образом, при времени усреднения (счета) предлагаемого устройства, равном времени усреднения прототипа, точность измерения частоты входного синусоидального сигнала увеличивается в k раз. На предприятии изготовлен опытный образец указанного устройства, проведены его испытания и получены положительные результаты. Экономический эффект от внедрения может быть определен после принятия решения по объему выпуска устройства. Источники информации: 1. А.Л. Ланцов, Л.Н. Зворыкин, И.Ф. Осипов “Цифровые устройства на комплементарных МДП интегральных микросхемах”, М., Радио и связь, 1983 г. 2. В.М. Харченко “Основы электроники”, М., Энергоиздат, 1982 г. 3. В. А. Батушев и др. “Микросхемы и их применение”, М., Радио и связь, 1985 г. 4. Б.И. Горошков “Элементы радиоэлектронных устройств”, М., Радио и связь, 1988 г. 5. Журнал “Радио” N 9 1992 г., стр.42. Формула изобретения
РИСУНКИ
PD4A – Изменение наименования обладателя патента Российской Федерации на изобретение
Номер и год публикации бюллетеня: 15-2002
(73) Новое наименование патентообладателя:
Извещение опубликовано: 27.05.2002
|
||||||||||||||||||||||||||