Способ определения моментов перехода инфранизкочастотных сигналов через нуль

Союз Соеетскнх

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соннапнстнческнх

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.12.76 (21) 2435186/IS-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.04.78. Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 29.05.7S

/04

/00

Государстеенный комитет

Совета Мнннстрсз СССР но делам изобретений н открытий (72) Автор изобретения

В. T. Кондратов (71) Заявитель Ордена Ленина институт кибернетики AH Украинской ССР (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТОВ ПЕРЕХОДА

ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ ЧЕРЕЗ НУЛЬ

Изобретение относится к информационноп реобразсзательной и измеритель ной технике, мосжет быть использовано как по прямому назначению, так и при реализа.ции,высокоточной аппаратуры для измерения параметров инфранизкочастотных сигналов в широких динамическом и частотном диапазонах, Иззестны способы определения моментов перехода сигналов через нуль, основанные на преобразовании спектров исследуемых сигналов путем усиления и огра|ничения их по амплитуде с последующим дифференцированием (1).

Эти опосооы недостаточно точны.

Наиболее совершенен слособ определения моментов перехода инфраяизкочастотяых сигналов через нуль, оонованный на преобразовании спектров исследуемого инфранизкочастотного и вспомогательного чизкочастотного напряжений (2).

Однако этот способ не обеслечивает высокой чувствительности и точности определения моментов перехода инфранизкочастотных си"яалов через нуль из-за трудности взятия производны; из инфранизкочастотных сигналов.

Цель изобретения — повышение точности определения моментов перехода инфранизкочастотных сигналов через нуль.

Предлагаемый способ определения моменToВ перехода ". . -FôFIBFIFI3Ko ñ.cToTHblõ сигна 7ов через нуль, основанный на преобразовани:.I спектров исследуемого инфранизкочастотного и:вспомогательного напряжений, отлнчается тем, что вспомогательное напряжение преооразуют з прямоугольные напряжения, сдвинутые относительно друг друга на половину периода, одно из которых перемножают с н;следуемым инфранизкочастотным напрягкечием, а другое — со вспомогательным низко10 частотным напряжением,:результаты персмножения складывают, после усиления, ограничения по ампл;1туде и дифференцирования выделяют импульсы одной полярности., а о:момеяте перехода инфранизкочастотных сигналов через нуль судят по изменению частоты следования этих импульсов.

Сущность способа поясняется эпюрами напряжений, приведенными на чертеже.

Допустим, что необходимо определить моменты перехода через н ль синтсо71дальногo инфранизкочастотяого сигнала Ul (э77юра «3»).

В качестве вспомогательного низкочастотного напряжения Ug используют низкочастотное спнусондальное или треугольное напряжение

25 (эпюра «б»), частоту ос которого выбирают намного больше частоты 9:инфранизкочастотного c!IFF:à.7à. Так, например, для обеспечеотнос11те Ib:!Oll !IOF!peillFIQCTII 0.1реде.7ен:III моментов перехода ннфраннзкочастотного спгЗО нала через куль .р = — М|Т менее 0,03% состношение частот вспомогательного низкочастонного напряжения и исследуемого инфранизкочастотного сигнала должно быть 03p/9

) 3,6X10З. у — относительная погрешность определения момента перехода инфранизкочастотного сигнала через нуль;

Л1 — интервал, времени между моментами перехода инфраяизкочастотного и низкочастотного сигналов через И

НУль;

Т s — период инфранизкочастотного сигналаа.

Низкочастотное напряжение преобразуют в дза разнополярных (эпюры «в» H««I»);I.тн 15 однополярных (B этом случае иужно изменить полярность напря жения) прямоугольных,напряжения Ug и U4, сдвинутых относительно друг дру"3 на половину периода и имеющих амплитуду, равную единице. Затем одно нз преобразованных, низкочастотных напряжений, например U, (эпюра «в»), перемножают с исследуемыы инфранизкочастотным .напряже,ннем U,. В результате перемножения формируется напряжение Uq (эпюра «д»). Второе преобразован ное низкочастотное напряжение

U4 перемножают с низкочастотным напряженнем U.:. В результате формируется напряжение U, при.ввденное на эпюре «в». Далее нагнряжения Ug H Ug складывают. Это позволяет сформировать напряжение Uy сложной формы, которое после усиления и ограничения по амплитуде (эпюра «з») дифференцируют, а затем выделяют импульсы положительнои полярности (эпюра «и»). Если вспомогательное 35 низкочастотное на пряжение было преобразовано в два однополярных прямоугольных напряжения, выделяют импульсы отрицательной полярности.

О моментах перехода через нуль судят по изменению частоты следования этих импульсо|в в положительные или отрицательные полупериоды исследуемого инфранизкочастотного сигнала. Как видно из эпюры «и», частота 45 импульсов B:отрицательный полупериод в два раза выше частоты дифференциальных импульсов з положительный полупериод инфранизкочастотного сигнала. Скачок частоты соответствует монументу перехода исследуемого сигнала через нуль.

Таким образом, вышеизложенная последовательность операций позволяет преобразовывать моменты перехода инфранизкочастотных

",èãíàëîâ через нуль в изменение частоты следозания низкочасто нных импульсов.

Повышение точности предложен|ного способа достигается также за счет коррелятивной обработки исследуемого и вспомогательного напряжений (их перемножении с низкочастотными прямоугольными нап ряжениями), формирования напряжения специальной формы и выделения дифференциальных имлульсоз одной полярности.

Формула изобретения

Способ определения моментоз перехода инфра низкочастотных cHI HB„IoB через нуль, основанный на преобразовании спектров исследуемого инфранизкочастотного и вспомогательного низкочастотного напряжений, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения моментов перехода через нуль, зспомогательное низкочастот ное напряжение преобразуют,в прямоугольные напряжения, сдвинутые относительно друг друI a на половину пе риода, одно из которых перемножают с исследуемым инфранизкочастотным на,пряжением, а другое — со зспомогательныи низкочастотным напряжением, результаты перемножения складывают, после усиления, ограничения по амплитуде и дифференцирования выделяют импульсы одной полярности, а о моменте перехода инфранизкочастотных сигналов через нуль судят по изменению частоты следования этих импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Кушнир Ф. В. и др. Электроизмерения.

«Э нергия», Л. 1975. с. 312.

2. Авторское свидетельство СССР № 155 230, С 0 1R 29/00, 19б7.

61И 624

Составитель В. Бананов

Техред А. Камышиикова

Редактор Б. Федотов

Корректор И. Симкииа

Заказ 175/344 Изд. № 138 Тираж 1122

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4/5

Подп исиое

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»