Способ измерения периода непрерывного незашумленного аналогового сигнала, не имеющего постоянной составляющей

 

Изобретение используется в электроизмерительной технике для измерения периода непрерывного незашумленного аналогового сигнала без постоянной составляющей . Сущность изобретения: подсчитывают число тактовых импульсов от момента превышения входным аналоговым незашумленным сигналом без постоянной составляющей ненулевого порогового уровня , от которого интегрируют входной сигнал для получения вспомог тельного сигнала, в момент второго пересечения вспомогательным сигналом нулевого уровня фиксируют число тактовых импульсов, пропорциональное периоду входного сигнала. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС ГИЧЕСКИХ

РЕспуБлик

ni)s G 01 R 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4788938/21 (22) 05;02.90 (46) 1-5,09.92. Бюл. ¹ 34 (71) Киевский институт инженеров гражданской авиации им.60-летия СССР (72) В.А.Игнатов, Ф,И.Яновский, B.Â.ÁåëêèH, А, Г.Тараненко и В.И.Карпец (56) Авторское свидетельство СССР № 1359749, кл, G 01 R 23/00, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 568902, кл. G 01 8 23/00. 1977. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРИОДА НЕПРЕРЫВНОГО НЕЗАШУМЛЕННОГО АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА, НЕ ИМЕЮЩЕГО

ПОСТОЯННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ

Изобретение относится к области электрических измерений и может быть использовано для измерения периода непрерывного. незашумленного аналогово- го сигнала, не имеющего постоянной составляющей, Целью изобретения является повышение точности.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующее способ измерения периода; на фиг, 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие операции способа измерения периода.

Техническая сущность способа измере.ния периода непрерывного незашумленного аналогового сигнала заключается в том, что подсчитывают число тактовых импульсов от момента превышения входным аналоговым незашумленным сигналом без постоянной составляющей ненулевого по Ы 1762255 А1 (57) Изобретение используется в электроизмерительной технике для измерения периода непрерывного незашумленного аналогового сигнала без постоянной составляющей.. Сущность изобретения: подсчитывают число тактовых импульсов от момента превышения входным аналоговым незашумленным сигналом без постоянной составляющей ненулевого порогового уровня, от которого интегрируют входной сигнал для получения вспомогательного сигнала, в момент второго пересечения вспомогательным сигналом нулевого уровня фиксируют число тактовых импульсов, пропорциональное периоду входного сигнала. 2 ил. рогового уровня, от которого входной сигнал интегрируют для получения вспомога- в тельного сигнала, а момент второго пересечения вспомогательным сигналом О нулевого уровня фиксируют число тактовых импульсов, пропорциональное периоду входного сигнала.

Устройство. реализующее способ измерения периода (фиг, 1) содержит интегратор CB

1, генератор 2 тактовых импульсов, счетчик

3, блок 4 индикации, детектор 5, дифференцирующую цепь 6, фильтр 7, ключи 8, 9, компараторы 10, 11, триггеры 12, 13, задатчик порога 14.

Входная шина соединена с входами фильтра 7 и ключа 8, выход которого через интегратор 1 соединен с входом детектора

5, выход которого через дифференцирующую цепь 6 соединен со входами сброса интегратора 1, счетчика 3, триггеров 12, 13, 1762255 выход фильтра 7 соединен со входамл компаратора 10 и ключа 9, выход которого соединен со входом компаратора 9, выход которого соединен с первым входом триггера 13, выход которого соеди",åí со входом управления ключа 8 и входом запуска генератора 2 тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика 3, выход которого соединен со входом блока 4 индикации, выход компаратора 10 соединен с первым входом триггера 12, выход которого соединен со входом управления ключа 9, шина сброса соединена со входами сброса интегратора 1, счетчика 3, триггеров 12, 13.

Устройство работает следующим образом.

Сигналом по шине сброса устанавливаются в исходнсе состояние интегратора 1, счетчик 3, триггеры 12,13, при этом ключи 8, 9 закрыты, а на интеграторе 1 установлены начальные условия, при которых его выходное напряжение равно порогу Vz (фиг. 2а) компаратора 11, что необходимо для предотвращения преждевременного срабатывания детектора 5 пересечения нулевого уровня.

Фильтр 7 является полосовым фильтром с полосой пропусканил, равной диапазону изменения часготы входного сигнала (диапазону измерения), и частично сглаживает шумовые пульсации сигнала. что повышает помехоустойчивость первого 10 и второго 11 компараторов.

Б момент 11 гревышени: слгналом с выхода фильтра 7 порога Vl первого компаратора 10 (фиг, 2а) последний срабатывает,,первый триггер 12 переключается (фиг, 2б, в), второй ключ 9 открывается и сигнал с выхода фильтра 7 поступает на вход второго компаратора 11. Б момент tz повторного срабатывания первого компаратора 10, второй кл|оч 9 остается огкрытым, т.K. сигнал сброса на соответствующий вход первого триггера 12 не поступает.

Б момент tq превышения сигналом с выхода фильтра 7 порога Vz второго компаратора 11 последнил срабатывае, второй триггер 13 переключается (фиг, 2 г), в результате открывается первый ключ 8 и сигнал с входа устройства поступает на вход интегратора 1.

Выходной сигнал второго триггера 13 также служит сигналом пуска генератора 2 импульсов. Счет числа импульсов генератора 2 выполняют с помогцью счетчика 3. При вторичном срабатывании второго компаратора 11(e момент t < t5) второй триггер 13 аналогично триггеру 12 сохраняет свое состояние.

Выходное напряжение ин1егратора 1 пропорционально площадл под кривой, соответствующей на временной диаграмме входному сигналу в заданном временном интервале, Т.к. на интервале (ta t4) измеряемыи сигнал знакопеременный, в момент t4 равенства "отрицательной" и "положительной" площадей напряжение на выходе интегратора 1 равно нулю (фиг. 2 д), в

»0

55 результате срабатывает детектор 5(фиг. 2 е).

Б момент ty второго пересечения выходным сигналом интегратора 1 нулевого уровня детектор 5 срабатывает вторично. Отрицательный перепад выходного сигнала детектора 5 с помощью дифференцирующей цепи 6 преобразуют в импульс сброса, поступающий на входы сброса триггеров 12 и 13 и счетчика 3 (одновременно число импульсов генератора 2, накопленное в счетчике и пропорциональное периоду (фиг. 2ж) переписывается в блок 4 индикации), а так>ке на установочный вход интегратора 1, Время установки интегратора 1 не должно превышать периода следования импульсов генератора 2), Если окончание одного цикла счета происходит в момент t < tg когда первый компаратор 10 во включенном состоянии первый триггер 12 после сброса переключается снова и процесс измерения повторяется аналогично изложенному выше. При окончании цикла счета в момент t > св (на фиг. 2, t = 17) на установочном входе первого триггера 12 сигнал отсутствует, второй ключ 9 закрыт и следующий цикл измерения выполняется через одлн период входного сигнала. Таким образом, первый компаратор 10, первый триггер 12 и второй ключ 9 исключают измерение периода в случае, когда в момент to запуска устройства и в начале последующих циклов измерения входной сигнал уже превышает порог Vz второго компаратора 11.

Условие(Vz t < I V> t обеспечивает устойчивое формирование сигнала пуска генератора 2 импульсов с помощью второго компаратора

11 и второго триггера 13.

Конкретное значение порога Vz выбирают с учетом априорно известных данных о статическом характере погрешностей так, чтобы порог Vz был не меньше максимального оазмаха помехи на выходе фильтра 7, то обеспечивает однократное срабатывание второго компаратора 11, Период т повторения импульсов генератора 2 выбирают из условия т >то, что обеспечивает методлческую достоверность выполнения зависил остей (1).

Положительный эффект достигается снижением погрешности измерения момента второго пересечения вспомогательным сигналом Hyneeoro уровня (моменты оконча1762255

Составитель В.Котов

Техред M.Mîðãåíòàë

Редактор

Корректор М.Мэксимишинец

Заказ 3257 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 ния счета). Показатель эффективности выбран как отношение коэффициентов вариации измеренных значений периода О /Тп, D где D и 0 — соответственно дисперсии измерения периода для прототипа и предлагаемого способа, Для сравнения использовались следующие формулы

1/04 =А Л = 2Nh где Ои — среднеквэдратическая погрешность измерения;

h —; n — число промежуточных результатов измерения (число уровней квантования) в способе-прототипе, Т

N = — — число счетных импульсов в г предлагаемом способе. определяемое по приближенной оценке интеграла

5 где y(t) измеряемый сигнал.

При n = N, h = 3 получаем

W=2 OR=3.46, Формула изобретения

Способ измерения периода непрерывного незашумленного аналогового сигнала, не имеющего постоянной составляющей, включающий счет числа тактовых импульсов от момента превышения входным сигналом . порога ненулевого уровня, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения точности измерения, интегрируют сигнал от момента превышения порога ненулевого уровня для получения вспомогательного сигнала, фиксируют в момент второго пересечения вспомогательным сигналом порога нулевого уровня число тактовых импульсов, пропорциональное периоду входного сигнала.