RU1774280C - Method of checking two sine-wave signals for frequency difference - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть применимо дл  контрол  разности частот двух низкочастотных синусоидальных сигналов. Способ контрол  разности частот двух синусоидальных сигналов, основанный на одновременном измерении в начале и в конце эталонного интервала времени мгновенных значений двух пар синусоидальных сигналов, сдвинутых по фазе в каждой паре на угол л /2, отличаетс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  функциональных возможностей способа, из первого и второго исходных сигналов путем сдвига последних в произвольную сторону без изменени  амплитуд на установленные упы получают первый и второй сдвинутые сигналы, формируют первый и второй дополнительные сигналы как сумму и разность первых исходного и сдвинутого сигналов и третий и четвертый дополнительные сигналы, как сумму и разность вторых исходного и сдвинутого сигналов, фиксируют по два мгновенных значени  каждого из четырех дополнительных сигналов, разность частот определ ют согласно формуле (y-x)4rccos(x-y+/(T-x )), )-V Xi-tJn) («,V-UJi) УМ и-Ц -Ц -ии№ -Цм У чХзЧКХгФ где Un, Dai, Dai, IMi, Ui2, Uaa, U32, U42 - мгновенные значени  первого, второго, третьего, четвертого дополнительных сигналов в начале и конце эталонного интервала времени A t. Устройство дл  реализации способа содержит преобразователи 1, 2 напр жени , фазовращатели 3, 4, сумматоры 5, 7, вычитатели 6, 8, четыре аналого-цифровых преобразовател  9, управл емый генератор 10 импульсов, элемент 11 задержки, блок 12 пам ти, цифровой индикатор 13.3 ил. /г Ё VI 2 Ю 00 оThe invention relates to measuring technique and can be used to control the frequency difference of two low-frequency sinusoidal signals. The method of controlling the frequency difference of two sinusoidal signals, based on the simultaneous measurement at the beginning and at the end of the reference time interval of the instantaneous values of two pairs of sinusoidal signals, phase-shifted in each pair by an angle l / 2, is characterized in that, in order to improve accuracy and expand the functionality of the method, from the first and second source signals by shifting the latter to an arbitrary direction without changing the amplitudes by the set ups, the first and second shifted signals are obtained, the first the second and second additional signals as the sum and difference of the first initial and shifted signals and the third and fourth additional signals, as the sum and difference of the second initial and shifted signals, fix two instantaneous values of each of the four additional signals, the frequency difference is determined according to the formula (yx ) 4rccos (x-y + / (Tx)),) -V Xi-tJn) (", V-UJi) UM and-Ts-Ts-ui-Tsm U hZhZhKhgF where Un, Dai, Dai, IMi, Ui2, Uaa, U32, U42 - instantaneous values of the first, second, third, fourth additional signals at the beginning and end of the reference time interval and A t. The device for implementing the method comprises voltage converters 1, 2, phase shifters 3, 4, adders 5, 7, subtractors 6, 8, four analog-to-digital converters 9, a controlled pulse generator 10, a delay element 11, a memory unit 12, digital indicator 13.3 ill. / g VI VI 2 U 00 o

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к электрическим измерени м, и предназначено дл  контрол  разности частот двух низкочастотных синусоидальных сигналов,The invention relates to electrical engineering, namely to electrical measurements, and is intended to control the frequency difference of two low-frequency sinusoidal signals,

Известен способ контрол  разности частот двух синусоидальных сигналов (авт. св. СССР № 1345286, кл. Н 02 J 3/06, опублик. 1987), при котором фиксируют по три мгновенных значени  каждого из двух контроли- руемых напр жений через эталонные промежутки времени и по этим значени м определ ют модуль разности частот.A known method of controlling the frequency difference of two sinusoidal signals (ed. St. USSR No. 1345286, class H 02 J 3/06, published. 1987), in which three instantaneous values of each of the two controlled voltages are recorded at reference time intervals and the frequency difference modulus is determined from these values.

Указанный способ обладает ограниченными функциональными возможност ми вследствие его неработоспособности в спу- чае, когда в момент фиксации второго мгновенного значени  один из контролируемых сигналов проходит через ноль.The specified method has limited functional capabilities due to its inoperability in a moment when, at the moment of fixing the second instantaneous value, one of the monitored signals passes through zero.

Наиболее близким к предлагаемому по сущности и достигаемому результату  вл етс  способ контрол  разности частот двух синусоидальных сигналов (авт. св. СССР № 1707560, кл. G 01 R 23/00, Н 02 Н 3/06, 26.07.88), при котором одновременно изме- р ют мгновенные значени  этих сигналов, формируют эталонные промежутки времени и фиксируют следующие через них мгно- венные значени  первого и второго контролируемых сигналов, дополнительно сдвигают каждый из сигналов на угол п /2, измер ют мгновенные значени  сдвинутых сигналов одновременно с измерением мгновенных значений контролируемых сигналов , фиксируют по два значени  каждого из упом нутых сигналов, следующих через эталонный промежуток времени, и по зафиксированным значени м контролируемых и сдвинутых сигналов определ ют модуль разности частот.Closest to the proposed in essence and the achieved result is a method of controlling the frequency difference of two sinusoidal signals (ed. St. USSR No. 1707560, CL G 01 R 23/00, H 02 H 3/06, 07.26.88), in which simultaneously measure the instantaneous values of these signals, form reference time intervals and record the instantaneous values of the first and second monitored signals following through them, additionally shift each of the signals by an angle n / 2, measure the instantaneous values of the shifted signals simultaneously with the measurement of instantaneous know values of the monitored signals, two values of each of the mentioned signals following a reference period of time are recorded, and the modulus of the frequency difference is determined from the recorded values of the monitored and shifted signals.

Основной недостаток данного способа заключаетс  в потере точности вычислени  модул  разности частот при отклонении частот контролируемых напр жений от расчетных значений, т.к. в этом случае создаваемые фазосдвигающими элементами фазовые сдвиги отличаютс  от заданных л /2. Кроме того, указанный способ не позвол ет определить энак разности частот, что ограничивает его функциональные воз- можности.The main disadvantage of this method is the loss of accuracy in calculating the modulus of the frequency difference when the frequencies of the controlled voltages deviate from the calculated values, because in this case, the phase shifts created by the phase-shifting elements differ from the predetermined l / 2. In addition, this method does not allow determining the anak of the frequency difference, which limits its functional capabilities.

Цель изобретени  - повышение точности и расширение функциональных возможностей способа.The purpose of the invention is to increase the accuracy and expand the functionality of the method.

На фиг.1 и 2 по сн етс  сущность способа; на фиг.З представлена структурна  схема аналого-цифрового устройства дл  реализации способа. Figures 1 and 2 explain the essence of the method; Fig. 3 is a structural diagram of an analog-digital device for implementing the method.

Способ контрол  разности частот двух синусоидальных сигналов основан на сдвиге каждого исходного сигнала в произвольную сторону без изменени  амплитуды на установленный угол, определ емый допустимой погрешностью и быстродействием измерени , формировании первых и вторых дополнительных сигналов соответственно как суммы и разности первых исходного и сдвинутого сигналов, третьего и четвертого дополнительных сигналов как суммы и разности вторых исходного и сдвинутого сигна- лов и фиксации в начале и в конце эталонного промежутка времени мгновенных значений каждого из четырех дополнительных сигналов.The method of controlling the frequency difference of two sinusoidal signals is based on the shift of each source signal in an arbitrary direction without changing the amplitude by a specified angle, determined by the permissible error and speed of measurement, the formation of the first and second additional signals, respectively, as the sum and difference of the first initial and shifted signals, the third and the fourth additional signals as the sum and difference of the second initial and shifted signals and fixation at the beginning and at the end of the reference time interval The instantaneous values of each of the four additional signals.

Разность частот определ ют согласно математическому выражениюThe frequency difference is determined according to the mathematical expression

, Af Slgn(lJ-X);4rccos(x-y + y (i-x2)(1-y2},, Af Slgn (lJ-X); 4rccos (x-y + y (i-x2) (1-y2},

где jfJWiUwhere jfJWiU

,ХЧ) , Hc)

у at

ЧХгЧКХгОCHhhhhhhgo

Uц, U21, Dai, U41 -мгновенныезначени  соответственно первого, второго, третьего, четвертого дополнительных сигналов в начале эталонного интервала времени;Ut, U21, Dai, U41 are the instantaneous values of the first, second, third, fourth additional signals, respectively, at the beginning of the reference time interval;

Ui2, U22, Us2, U42 мгновенные значени  соответственно первого, второго, третьего, четвертого дополнительных сигналов в конце эталонного интервала времени;Ui2, U22, Us2, U42 instantaneous values of the first, second, third, fourth additional signals, respectively, at the end of the reference time interval;

At - эталонный интервал времени.At is the reference time interval.

Сущность способа определени  разности частот двух синусоидальных сигналов состоит в следующем.The essence of the method for determining the frequency difference of two sinusoidal signals is as follows.

Предположим, что первый исходный синусоидальный сигнал Uexi сдвигают на уста- новленный дл  заданного значени  частоты угол а (фиг. 1 а):Suppose that the first initial sinusoidal signal Uexi is shifted by the angle a set for a given frequency value (Fig. 1 a):

UC1 UBxi eUC1 UBxi e

j«OOj “OO

(2)(2)

Операцию сдвига выполн ют таким образом , ЧТОбы аМПЛИТуДЫ ИСХОДНОГО 11вх1.максThe shift operation is performed in such a way that the amplitudes of the original 11in1 max

и сдвинутого иС1,макс сигналов на всех частотах были равны 11вх1,макс иС1,макс. Установленное значение угла а выбирают по двум критери м: допустимой погрешности и быстродействию измерени . Минимальна  погрешность измерени  обеспечиваетс  при угле а, близком к л /2, дл  заданной частоты,  вл ющейс  средним значением диапазона измерени  за счет выравнивани  амплитуд дополнительных сигналов.and shifted С1, max signals at all frequencies were equal to 11in1, max С1, max. The set value of the angle a is chosen according to two criteria: the permissible error and the measurement speed. The minimum measurement error is provided at an angle a close to l / 2 for a given frequency, which is the average value of the measuring range by equalizing the amplitudes of the additional signals.

Максимальное быстродействие измерени  достигаетс  при угле 7, близком к 0. Поэтому оптимальный угол 7 находитс  в диапазоне от 0 до л /2, а его установленное значение выбираетс  в зависимости оттого, какой из критериев  вл етс  определ ющим .The maximum measurement performance is achieved at an angle 7 close to 0. Therefore, the optimum angle 7 is in the range from 0 to l / 2, and its set value is selected depending on which of the criteria is decisive.

Первый дополнительный сигнал Ui и второй дополнительный сигнал Оаформиру- ют из первого исходного Овх1 и сдвинутого по отношению к нему без изменени  амплитуды на установленный угол «сигнала Ос1 по соотношени мThe first additional signal Ui and the second additional signal O are formed from the first initial Ovx1 and shifted relative to it without changing the amplitude by the set angle сигнала of the signal Ос1 according to the relations

U1 Uc1 + Овх1 ;U1 Uc1 + Ovx1;

(3)(3)

U2 Ud - UBx1.U2 Ud - UBx1.

Поскольку амплитуды сигналов Uaxi и Ud равны на всех частотах, дополнительные сигналы Ui и U2 всегда  вл ютс  диагонал ми ромба, образованного векторами йвх1 и Ud, в св зи с чем угол между векторами Ui и U2 составл ет л:/2 и не зависит от фазового сдвига а между 0Вх1 и Ос1, з следовательно , и от частоты исходного сигнала. Сдвига  второй исходный сигнал 0Вх2 на установленный угол /9 и рассужда  аналогично , получают из второго сдвинутого сигSince the amplitudes of the signals Uaxi and Ud are equal at all frequencies, the additional signals Ui and U2 are always the diagonals of the rhombus formed by vectors jo1 and Ud, and therefore the angle between the vectors Ui and U2 is l / 2 and does not depend on phase shift a between 0Bx1 and Oc1, h, and therefore the frequency of the original signal. The shift of the second 0Vx2 source signal by the set angle / 9 and the reasoning similarly are obtained from the second shifted signal

j/3(flfc) нала Uc2 . UBx2 eтретий 11з иj / 3 (flfc) of Uc2. UBx2 third 11h and

четвертый IJ4 дополнительные сигналы (фиг. 16):fourth IJ4 additional signals (Fig. 16):

г- g-

U3 Ос2 + Овх2 } 04 Ос2 - 0Рх2.U3 Oc2 + Ovx2} 04 Oc2 - 0Px2.

U12 - Umi Sin( «М t l fMAtVU12 - Umi Sin ("M t l fMAtV

U22 Um2 COS( Wl t f Ml At);U22 Um2 COS (Wl t f Ml At);

U32 Um3 S m( dfi t + ( A t):U32 Um3 S m (dfi t + (A t):

. Um4 COS( (11} t 4 ( A t).. Um4 COS ((11} t 4 (A t).

Выражени  (5), (6) образуют систему из восьми уравнений, в которых неизвестными ЯВЛЯЮТСЯ ОЛ, Ш2 Umi, Um2, Um3, Um4.Expressions (5), (6) form a system of eight equations in which the unknowns are OL, Ш2 Umi, Um2, Um3, Um4.

a) iAt, адАт. Решение этой системы относительно ш и 0)2 выполн ют в следующей последовательности .a) iAt, adat. The solution of this system with respect to w and 0) 2 is carried out in the following sequence.

В выражени х (6) замен ют Umi sin (t) t,In expressions (6), replace Umi sin (t) t,

Um2 COS ftJl t, Um3 Sin 0)2 t, COS 0)2 t ИХUm2 COS ftJl t, Um3 Sin 0) 2 t, COS 0) 2 t THEM

значени ми из уравнений (5) Uк Un cos toi At + -U, Um1 sin 0)1 A t;values from equations (5) Uк Un costoi At + -U, Um1 sin 0) 1 A t;

Um2Um2

U22 U2i cos At - -UV.Um2 sin wi A t;U22 U2i cos At - -UV.Um2 sin wi A t;

Um1Um1

U32 U31 COS 0)2 At + , Sin (JD2 A t;U32 U31 COS 0) 2 At +, Sin (JD2 A t;

Um4Um4

20 25 3020 25 30

U42 U41 COS UJ2 AtU42 U41 COS UJ2 At

U3-iy slnftuAt.U3-iy slnftuAt.

Um3Um3

(7)(7)

Из первого и третьего уравнений (7) определ ют sin ал At и sjn 0)2 At и подставл ют соответственно во второе и четвертое уравнени . После несложных преобразований получаютFrom the first and third equations (7), sin al At and sjn 0) 2 At are determined and substituted into the second and fourth equations, respectively. After simple transformations get

U22 U21 COS O)1 AtU22 U21 COS O) 1 At

UllUm2 UllUm2

(Ui2 - Un cosroi A t);(Ui2 - Un cosroi A t);

U42 U41 cos ад At (4)U42 U41 cos hell At (4)

U31 Um4 U41 U31 Um4 U41

(U32 - U31 COS At). (8)(U32 - U31 COS At). (8)

Дл  произвольного момента времени t, соответствующего началу эталонного интервала At, мгновенные значени  дополни- тельных сигналов Ui, U2, Оз и U4 определ ютс  какFor an arbitrary instant of time t corresponding to the beginning of the reference interval At, the instantaneous values of the additional signals Ui, U2, Oz, and U4 are determined as

Un Urni sin аи t; Uzi Um2 cos m t:Un Urni sin ai t; Uzi Um2 cos m t:

U31 Um3 Sin 0)2 t; U41 Um4 COS 0)2 t,U31 Um3 Sin 0) 2 t; U41 Um4 COS 0) 2 t,

где Umi, Um2, Um3, Um4 - амплитуды соответ- ственно первого, второго, третьего, четвертого дополнительных сигналов;where Umi, Um2, Um3, Um4 are the amplitudes of the first, second, third, fourth additional signals, respectively;

W1 и од - угловые частоты первого и второго сигналов.W1 and od are the angular frequencies of the first and second signals.

Мгновенные значени  дополнительных сигналов дл  момента времени (t + A t), соответствующего концу эталонного интервала , определ ютс  какThe instantaneous values of additional signals for a point in time (t + A t) corresponding to the end of the reference interval are defined as

Уравнени  (5), (6) разрешают относительно Umi2, Um22, Urn32 Um42:Equations (5), (6) resolve with respect to Umi2, Um22, Urn32 Um42:

40 40

4545

. . 2 U21 U§2 U22 Um1 - - . . 2 U21 U§2 U22 Um1 - -

50fifty

- U3i - U3i

ii 2 u3i u22-u2i ii 2 u3i u22-u2i

U22 - U21U22 - U21

2 uSi - uli u§22 uSi - uli u§2

Um3Um3

- U3i - U3i

(9)(9)

5555

,, 2 uii -u§2-u§i ,, 2 uii -u§2-u§i

Um4 -Um4 -

- uSi - uSi

В уравнении (8) Umi2, Um22, Um32, Um42 замен ют их значени ми из выражений (9) и разрешают относительно cos At и cos ад At:In equation (8), Umi2, Um22, Um32, Um42 are replaced by their values from expressions (9) and resolved with respect to cos At and cos hell At:

fx cos w At:fx cos w At:

, ,

))

y-cosftJuAt ,y-cosftJuAt,

ЧХХН ХгО Учитыва , что ш- 2 тс 1 и од 2   f2, модуль разнос ти 4acTOT|Af| |fi -f2J определ етс  согласно выражениюЧХХН ХгО Considering that w- 2 tf 1 and od 2 f2, the difference module is 4acTOT | Af | | fi -f2J is defined according to the expression

1М--2 Т|( 1M - 2 T | (

(arccosx arccosy). (arccosx arccosy).

Использу  далее известную формулу преобразовани  разности двух обратных тригонометрических функцийUsing the well-known formula for transforming the difference of two inverse trigonometric functions

arccosx - arccosy ± arccos(x у +arccosx - arccosy ± arccos (x y +

+ ,|(1-x2J(),+, | (1-x2J (),

где беретс  при х у, а знак - - при х у, получают окончательную формулу (1) дл  вычислен -л  разности частот Д f двух синусоидальн jx сигналов.where it is taken at x y, and the sign - at x y, the final formula (1) is obtained for calculating the frequency difference Δ f of two sinusoidal jx signals.

К непосредственно используемым параметрам при вычислении разности частот по формуле (1) относ тс  мгновенные значени  четырех дополнительных сигналов, измеренные однс временно в начале и в конце эталонного интервала времени.The directly used parameters in calculating the frequency difference according to the formula (1) include the instantaneous values of four additional signals measured simultaneously at the beginning and at the end of the reference time interval.

Гибридное аналого-цифровое устройство дл  реализации предложенного способа (фиг.З) содержит преобразователи 1, 2 напр жени , на в оды которых подаютс  соответственно входные напр жени  UBxi и UBx2, фазовращатели 3, 4, сумматоры 5, 7, вычитатели 6, 8, четыре аналого-цифровых преобразоватеа  9, управл емый генератор 10 импульсов, элемент 11 задержки, блок 12 пам ти, состо щий из восьми регистров G1 - G8 пам ти, и бюк 13 цифровой индикации, включающий восемь элементов, каждый из которых представл ет собой последовательно соединэнные дешифратор и цифровой индикаторThe hybrid analog-to-digital device for implementing the proposed method (Fig. H) contains voltage converters 1, 2, to the odes of which the input voltages UBxi and UBx2, phase shifters 3, 4, adders 5, 7, subtractors 6, 8, respectively are supplied four analog-to-digital converters 9, a controlled pulse generator 10, a delay element 11, a memory unit 12, consisting of eight memory registers G1 - G8, and a digital display unit 13, which includes eight elements, each of which is a series connected decoder and digital in announcer

Выходы преобразователей 1 и 2 напр жени  подключены соответственно к входам фазовращателей 3 и 4, причем выход фазовращател  3 соединен с первыми входами сумматс р j 5 и вычитател  6, на вторые входы которьх подаетс  входное напр жение UBxi, а фазовращател  4 соединен с первыми входами сумматора 7 и вычитател  8, на вторые входы которых подаетс  входное напр жение UBx2. Выходы сумматора 5, вычитател  6, сумматора 7 и вычитател  8 чзл ютс  входами соответственно первоа , второго, тре)ьего и четвертого аналого-цифровых преобразователей 9, управл ющие входы которых соединены с выходом управл емого генератора 10 импульсов , а выходы присоединены соответственно к информационным входам первого G1, третьего G3, п того G5, седьмого G7 регистров пам ти блока 12 пам ти. Управл ющие входы упом нутых регистров через элемент 11 задержки подключены к выходуThe outputs of the voltage converters 1 and 2 are connected respectively to the inputs of the phase shifters 3 and 4, and the output of the phase shifter 3 is connected to the first inputs of the sum total p j 5 and subtractor 6, to the second inputs of which the input voltage UBxi is supplied, and the phase shifter 4 is connected to the first inputs of the adder 7 and subtractor 8, to the second inputs of which the input voltage UBx2 is applied. The outputs of adder 5, subtractor 6, adder 7 and subtractor 8 are inputs of the first, second, third and fourth analog-to-digital converters 9, respectively, the control inputs of which are connected to the output of the controlled pulse generator 10, and the outputs are connected respectively to the information the inputs of the first G1, third G3, fifth G5, seventh G7 memory registers of the memory unit 12. The control inputs of these registers are connected to the output via a delay element 11

управл емого генератора 10 импульсов, а их выходы - к информационным входам второго G2, четвертого G4, шестого G6, восьмого G8 регистров пам ти блока 12 пам ти. Управл ющие входы этих регистров присоединены к выходу управл емого генератора 10 импульсов, выходы первого G1, второго G2, третьего G3, четвертого G4, п того G5, шестого G6, седьмого G7, восьмого G8 регистров пам ти блока 12 пам ти подключены кa controlled generator of 10 pulses, and their outputs to the information inputs of the second G2, fourth G4, sixth G6, eighth G8 memory registers of the memory unit 12. The control inputs of these registers are connected to the output of a controlled pulse generator 10, the outputs of the first G1, second G2, third G3, fourth G4, fifth G5, sixth G6, seventh G7, eighth G8 memory registers of memory unit 12 are connected to

соответствукщим входам блока 13 цифровой индикации.corresponding inputs of the block 13 digital display.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Переменные напр жени  UBxi и UBx2,Voltage variables UBxi and UBx2,

частоты которых fi и f2, поступают соответственно на входы преобразователей 1 и 2 напр жени , выполн ющих также функцию гальванического разделител  цепей контролируемых напр жений и цепей устройства, и преобразуютс  в пропорциональные напр жени  с заданными амплитудными значени ми. Выходное напр жение преобразовател  1 подаетс  на вход фазовращател  3 и вторые входы сумматора 5 -и вычитател  6. На выходе фазовращател  3 получаетс  напр жение Ud такой же амплитуды , как и входное, но сдвинутое по отношению к нему на установленный угол,the frequencies of which fi and f2 are respectively supplied to the inputs of voltage converters 1 and 2, which also perform the function of a galvanic separator of the circuits of controlled voltages and circuits of the device, and are converted to proportional voltages with specified amplitude values. The output voltage of the converter 1 is supplied to the input of the phase shifter 3 and the second inputs of the adder 5 and subtractor 6. At the output of the phase shifter 3, a voltage Ud of the same amplitude as the input, but shifted relative to it by the set angle, is obtained.

которое поступает на первые входы сумматора 5 и вычитател  6. Аналогично выходное напр жение преобразовател  2 подаетс  на вход фазовращател  4 и вторые входы сумматора 7 и вычитател  8. На выходе фазовращател  4 получаетс  напр жение UC2, поступающее на первые входы сумматора 7 и вычитател  8 Выходные напр жени  сумматора 5 Ui, вычитател  6 U2. сумматора 7 U3, вычитател  8 U4 поступают на аналоговые входы соответственно первого, второго, третьего, четвертого аналого-цифровых преобразователей 9. После запуска управл емый генератор 10 импульсов с интервалом At вырабатывает два последовательных импульса, которые подаютс  на управл ющие входы аналого-цифровых преобразователей 9, управл ющие входы второго G2, четвертого G4, шестого G6, восьмого G8 регистров пам ти блока 12 пам ти,which goes to the first inputs of adder 5 and subtractor 6. Similarly, the output voltage of converter 2 is supplied to the input of phase shifter 4 and the second inputs of adder 7 and subtracter 8. At the output of phase shifter 4, voltage UC2 is supplied to the first inputs of adder 7 and subtractor 8. Output voltage of the adder 5 Ui, the subtractor 6 U2. Adder 7 U3, subtractor 8 U4 are fed to the analog inputs of the first, second, third, fourth analog-to-digital converters 9. After starting, the controlled pulse generator 10 with an interval At produces two consecutive pulses, which are fed to the control inputs of the analog-to-digital converters 9, the control inputs of the second G2, fourth G4, sixth G6, eighth G8 memory registers of the memory unit 12,

аггакже на вход элемента 11 задержки.also at the input of the delay element 11.

При поступлении очередного импульса единовременно запускаютс  все четыре аналого-цифровых преобразовател , а также производитс  запись содержимого первого G1, третьего G3, п того G5, седьмогоG7 регистров соответственно во второй G2, четвертый G4, шестой G6, восьмой G8 регистры блока 12 пам ти. После по влени  импульса на выходе элемента 11 задержки, к моменту которого заканчиваетс  процесс аналого-цифрового преобразовани , цифровые коды мгновенных значений напр жений Ui, Ua, 1)з, U4 с выходов первого, второго, третьего и четвертого аналого-цифровых преобразователей записываютс  соответственно в первый G1, третий G3, п тый G5 и седьмой G7 регистры пам ти.When the next pulse arrives, all four analog-to-digital converters are started at once, and the contents of the first G1, third G3, fifth G5, seventh G7 registers are respectively recorded in the second G2, fourth G4, sixth G6, eighth G8 registers of memory block 12. After the appearance of a pulse at the output of the delay element 11, at the time of which the analog-to-digital conversion process ends, the digital codes of the instantaneous voltage values Ui, Ua, 1) 3, U4 from the outputs of the first, second, third, and fourth analog-to-digital converters are recorded, respectively into the first G1, the third G3, the fifth G5 and the seventh G7 memory registers.

После поступлени  с интервалом At двух импульсов от управл емого генератора 10 импульсов в регистрах блока 12 пам ти оказываютс  записанными во втором G2, четвертом G4, шестом G6, восьмом G8 соответственно Lin, U21, 1)з1, U/и результаты первого измерени  мгновенных значений напр жений Ui, Ua, Us, Щ, а в первом G1, третьем G3, п том G5, седьмом G7 регистрах - соответственно Ui2, U22, Us2, U42 результаты второго измерени  мгновенных значений этих напр жений.After two pulses from the controlled oscillator 10 are received with an interval At, the registers of the memory unit 12 are recorded in the second G2, fourth G4, sixth G6, eighth G8, respectively Lin, U21, 1) 3, U / and the results of the first measurement of instantaneous voltages Ui, Ua, Us, U, and in the first G1, third G3, fifth G5, seventh G7 registers - respectively Ui2, U22, Us2, U42 are the results of the second measurement of instantaneous values of these voltages.

Эти результаты с выходов всех регистров блока 12 пам ти поступают на соответствующие входы блока 13 цифровой индикации. По результатам цифровой индикации мгновенных значений Un, U21. U31, 1)41, Ui2, U22, U32, U42 напр жений с использованием выражени  (1) определ ют разность частот контролируемых напр жений.These results from the outputs of all the registers of the memory unit 12 are supplied to the corresponding inputs of the digital display unit 13. According to the results of digital indication of instantaneous values Un, U21. U31, 1) 41, Ui2, U22, U32, U42 of the voltages using the expression (1) determine the frequency difference of the monitored voltages.

Использование изобретени  позвол ет по сравнению с прототипом повысить точность определени  частот двух синусоидальных сигналов и расширить функциональные возможности способа. Изобретение может быть использовано дл  построени  быстродействующих измерительных органов разности частот устройств релейной защиты и автоматики энергосистем и реализовано с помощью известных решающих элементов, выполненных на базе микроэлектронной техники.The use of the invention allows, in comparison with the prototype, to increase the accuracy of determining the frequencies of two sinusoidal signals and to expand the functionality of the method. The invention can be used to build high-speed measuring organs of the frequency difference of relay protection devices and automation of power systems and is implemented using well-known critical elements based on microelectronic technology.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ контрол  разности частот двух синусоидальных сигналов, основанный на одновременном измерении в начале и в копце эталонного интервала времени мгновенных значений двух пар синусоидальных сигналов, сдвинутых по фазе в каждой паре на угол тг/2, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени SUMMARY OF THE INVENTION A method for controlling the frequency difference of two sinusoidal signals, based on the simultaneous measurement at the beginning and in the reference time interval of the instantaneous values of two pairs of sinusoidal signals, phase-shifted in each pair by an angle tg / 2, characterized in that, in order to improve accuracy and extensions функциональных возможностей способа, из первого и второго исходных сигналов путем сдвига последних в произвольную сторону без изменени  амплитуд на установленные углы, определ емые допустимой погрешностью и быстродействием измерени , получают соответственно первый и второй сдвинутые сигналы, формируют первый и второй дополнительные сигналы соответственно как сумму и разность первых исходного и сдвинутого сигналов, а также третий и четвертый дополнительные сигналы соответственно как сумму и разность вторых исходного и сдвинутого сигналов, фиксируют вз тые через эталонный интервал времениthe functional capabilities of the method, from the first and second source signals by shifting the latter in an arbitrary direction without changing the amplitudes by the set angles, determined by the permissible error and speed of measurement, respectively, the first and second shifted signals are obtained, the first and second additional signals are formed respectively as a sum and a difference the first initial and shifted signals, as well as the third and fourth additional signals, respectively, as the sum and difference of the second initial and shifted signals about signals, recorded at a reference time interval по два мгновенных значени  каждого из четырех дополнительных сигналов, а разность частот Л f on редел  ют согласно математическому выражению:two instantaneous values of each of the four additional signals, and the frequency difference Л f on is determined according to the mathematical expression: 30thirty Af Sign(y-X)-- jbrccos(x-y + TH-x)(l-y),Af Sign (y-X) - jbrccos (x-y + TH-x) (l-y), 2ЛД1 2LD1 где „ yty,where „yty, U2XrU,W,(U2VOU2XrU, W, (U2VO ty r i -wV-иД) ty r i -wV-ID) - -iZ/,,2- -iZ / ,, 2 2 г,,г2 g Wru3i)-WrWru3i) -Wr Un, U21. Usi, 1)41 -мгновенныезначени  соответственно первого, второго, третьего, четвертого дополнительных сигналов в начале эталонного интервала времени;Un, U21. Usi, 1) 41 instantaneous values of the first, second, third, fourth additional signals, respectively, at the beginning of the reference time interval; Ui2, U22, Ыз2, U42 мгновенные значени  соответственно первого, второго, третьего, четвертого дополнительных сигналов в конце эталонного интервала времени;Ui2, U22, L2, U42 instantaneous values of the first, second, third, fourth additional signals, respectively, at the end of the reference time interval; At - эталонный интервал времени.At is the reference time interval. At ;At; dd СWITH Фиг. IFIG. I Фиг. 2 FIG. 2