Измерение частоты следования импульсов электрических сигналов методом совпадения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.16, кандидат наук Лаптев, Дмитрий Владимирович

• Лаптев, Дмитрий Владимирович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Лаптев, Дмитрий Владимирович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1 Аналоговые и цифровые способы измерния частоты

1.1 Аналоговые способы измерения частоты

1.2 Цифровые способы измерения частоты

1.2.1 Измерение частоты за целое число периодов образцовой частоты

1.2.2 Измерение частоты за целое число периодов измеряемой частоты

1.3 Методы уменьшения погрешности дискретизации при измерении частоты цифровыми способами

1.3.1 Определение частоты на основе мгновенных значений сигнала

1.3.2 Уточнение с помощью текущего усреднения результата измерения

1.3.3 Умножители частоты

1.3.4 Метод синхронизации начала измерительного и образцового интервала

1.3.5 Растягивание остаточного интервала времени

1.3.6 Метод поразрядной оценки

1.3.7 Нониусный метод

1.3.8 Метод задержанных совпадений

1.3.9 Метод измерения частоты с помощью цепных дробей

1.3.10 Метод совпадения

1.4 Выводы

2 Статистическое моделирование измерния частоты методом совпадения

2.1 Описание модели статистических испытаний измерения частоты методом совпадения

2.2 Описание статистического моделирования измерения частоты методом совпадения

2.2.1 Влияние объема выборки на результаты моделирования

2.2.2 Влияние разрядности случайных чисел на результаты моделирования

2.3 Оценка времени измерения частоты методом совпадения на основе результатов статистического моделирования

2.3.1 Влияние точности формирования скважности импульсов на погрешность и время измерения частоты

2.4 Сравнение по быстродействию методов прямого счета с методом совпадения на основе результатов статистического моделирования

2.4.1 Влияние отношения измеряемой и образцовой частот на быстродействие измерения частоты

2.4.2 Влияние частоты образцового генератора на время измерения частоты методом совпадения

2.5 Выводы

3 Вероятностная модель измерения частоты методом совпадения

3.1 Описание вероятностной модели измерения частоты методом совпадения

3.2 Вероятностная оценка времени измерения частоты методом совпадения

3.3 Сравнение по быстродействию методов прямого счета с методом совпадения на основе вероятностных оценок

3.3.1 Аналитическое выражение значения оптимальной скважности

3.4 Сравнение результатов статистического моделирования и вероятностной оценки

3.5 Выводы

4 Макетирование частотомеров

4.1 Частотомер с автоматическим выбором режима прямого счета

4.2 Частотомер, реализующий измерение частоты методом совпадения

4.3 Частотомер, осуществляющий измерение частоты методом совпадения и методами прямого счета

4.4 Выводы

Заключение

Список литературы

Приложение А. Результаты статистического моделирования

Приложение Б. Результаты вероятностного моделирования

Приложение В. Акты внедрения результатов научной работы

Приложение Г. Патенты

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Измерение частоты следования импульсов электрических сигналов методом совпадения»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы.

Измерение частоты широко используется в радиотехнике, связи, навигации, телекоммуникации и т.д. Измерение частоты это одно из наиболее точных измерений на данный момент, т.к. существуют высокоточные стандарты частоты (нестабильность частоты 10"9-10"13) [104, с. 325]. Частотные сигналы обладают хорошей помехозащищенностью и измерения выполняются с получением результата в дискретной форме [41, с. 197]. Это способствует широкому применению частотных сигналов и цифровых частотомеров. Задача быстрого и точного измерения частоты особенно актуальна при построении информационно-измерительных систем на основе датчиков с частотными выходами [85, с. 40, 92, с. 12], при использовании унифицированных преобразователей аналоговых величин в частоту [71, 104, с. 499], а также в приборостроительном производстве, например, приборов учета энергоресурсов и расходомеров [15, 24]. Основной задачей решаемой информационно измерительными системами является автоматизация процесса сбора и обработки измерительной информации, а в случае управляющих систем, также выдача управляющего воздействия на объект регулирования [87, 98].

При построении современных частотомеров наибольшее распространение получили методы измерения частоты прямого счета. Существует два режима работы таких частотомеров: в первом режиме за целое число периодов образцовой частоты подсчитывают число периодов измеряемой частоты; во втором режиме за целое число периодов измеряемой частоты подсчитывают число периодов образцовой частоты. Абсолютная максимальная методическая погрешность дискретизации по модулю в первом случае равна периоду измеряемой частоты, во втором случае периоду образцовой частоты.

С целью уменьшения абсолютной и относительной максимальной методической погрешности дискретизации разработано множество методов и

приемов. Например, метод синхронизации начала образцового интервала времени с началом первого периода измеряемой частоты; однократная либо многократная растяжка интервала времени, который определяется разницей моментов начала и конца периодов образцовой и измеряемой частот; нониусный метод; метод задержанных совпадений, и другие. Однако к недостаткам подобных методов и приемов можно отнести следующее: увеличение время измерения частоты; выполнение дополнительных аналоговых частей схемы; использование элементов схем с относительно не высокой стабильностью (например, генераторов ударного возбуждения) и др.

В настоящее время также продолжаются разработки методов измерения частоты, которые позволяют более точно и за меньшее время измерять частоту. После широкого распространения микропроцессорной техники и быстродействующих АЦП были разработан ряд способов измерения частоты основанный на быстром преобразовании Фурье [76], вычисление частоты на основе мгновенных отсчетов измеряемых сигналов [77,79], уточнение с помощью текущего усреднения [1, 2, 3], уточнение путем применения весовой функции [7, 81, 83, 84,100] и др. Однако предложенные сложны в реализации.

Еще одним из методов уменьшения погрешности дискретизации при использовании методов прямого счета является метод совпадения, разработка данного метода выполнялось как зарубежными специалистами (П.И. Ричарде, К.С. Миллер, Х.Д. Фрейдман и др.), так и отечественными (A.A. Осьминин [73], В.Е. Тырса [4-6, 25, 28, 93-95], В.В. Дюшняев [5,7], А.Д. Зеня [28], О.Ю. Сергиенко [88] и др.). Суть метода состоит в том, что формируют импульсы измеряемой и образцовой частоты с заданной длительностью, подсчитывают периоды измеряемой и образцовой частоты за интервал времени между моментами совпадения импульсов измеряемой и образцовой частот. При измерении частоты методом совпадения абсолютная максимальная методическая погрешность дискретизации по модулю равна суммарной длительности импульсов измеряемой и образцовой частот. Однако, до настоящего времени измерение частоты методом совпадения не получило широкого распространения в

практике измерения частот, так как было выполнено исследование его работы только в качестве метода поверки генераторов образцовых частот.

Целью диссертационной работы является расширение диапазона измеряемых частот методом совпадения при заданном уровне относительной максимальной методической погрешности дискретизации.

Для достижения цели в работе необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ существующих методов измерения частоты и методов уменьшения относительной максимальной методической погрешности дискретизации.

2.Разработать модель статистических испытаний и вероятностную модель измерения частоты методом совпадения, на основе которых выполнить моделирование измерения частоты в широком диапазоне частот.

3.Провести анализ влияния заданного уровня относительной максимальной методической погрешности дискретизации, скважности импульсов, отношения значений измеряемой и образцовой частот на время измерения частоты методом совпадения.

4. Выполнить сравнительный анализ времени измерения методом совпадения и методами прямого счета на основе результатов полученных при моделировании.

5. Разработать лабораторный образец, реализующих метод совпадения. Выполнить экспериментальные исследования измерения частоты методом совпадения.

Методы исследования. В работе использованы положения теории измерений, теории информационно-измерительных систем, теории вероятностей и математической статистики, методы вычислительной математики. Имитационное моделирование, расчеты и обработка результатов выполнены с помощью ПО МаМаЬ 6.5. Натурный эксперимент проводился путем создания лабораторного образца.

Достоверность полученных результатов подтверждается корректной постановкой задач, адекватностью применения математического аппарата, а также результатами имитационного моделирования и натурного эксперимента.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Обоснование работы метода совпадения в широком диапазоне частот.

2. Модель статистических испытаний и вероятностная модель измерения частоты методом совпадения, а также результаты, полученные по данным моделям.

3. Аналитическая зависимость времени измерения частоты методом совпадения от заданного уровня относительной максимальной методической погрешности дискретизации, отношения значений измеряемой и образцовой частот, скважности импульсов.

4. Аналитическая зависимость оптимальных значений скважности от заданного уровня относительной максимальной методической погрешности дискретизации, отношения значений измеряемой и образцовой частот.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем: 1. Проанализирована возможность измерения частоты методом совпадения в широком диапазоне частот.

2.Определены границы диапазона измеряемых частот, в котором при заданном уровне относительной максимальной методической погрешности дискретизации измерение частоты методом совпадения выполняется быстрее, чем методами прямого счета.

3.Получена аналитическая зависимость времени измерения частоты методом совпадения от отношения значений измеряемой и образцовой частот, заданного уровня относительной максимальной методической погрешности дискретизации и скважности импульсов.

4. Установлено, что существуют оптимальные значения скважности импульсов, при которых достигается наименьшее время измерения частоты методом совпадения. Получена аналитическая зависимость оптимальных значений скважности.

Практическая ценность. В ходе выполнения работы разработаны рекомендации по проектированию частотомеров, основанных на методе совпадения. Результаты работы использованы при создании поверочного

технологического стенда электросчетчиков, используемого на предприятии ЗАО «Радио и микроэлектроника» (г. Новосибирск), имеется акт внедрения.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Отраженные в диссертации научные положения соответствуют областям исследования по специальности 05.11.16 - «Информационно-измерительные и 1 управляющие системы» в части пункта 6 паспорта специальности, а именно: Исследование возможностей и путей совершенствования существующих и создания новых элементов, частей, образцов информационно-измерительных и управляющих систем, улучшение их технических, эксплуатационных, экономических и эргономических характеристик, разработка новых принципов построения и технических решений.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 10 международных и всероссийский научно-технических конференциях: всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» (Новосибирск, 2009, 2011, 2012); международной конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» (Новосибирск, 2010, 2014); международной научно-практическая конференции «Измерения в современном мире» (Санкт-Петербург, 2011, 2013); международной научно-технической конференции «Измерение, контроль, информатизация» (Барнаул, 2012); Летняя школа по информационно-коммуникационным технологиям (Германия, Хемниц, 2013).

Научные публикации. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в числе которых - 3 в изданиях рекомендованных ВАК, 2 патента, 10 — в сборниках трудов международных и всероссийских конференций.

Личный вклад автора. Автор лично разработал модель статистических испытаний и вероятностную модель, выполнил моделирование и анализ результатов, принял участие в разработке и изготовлении лабораторного образца, а также в его экспериментальной апробации.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и трех приложений. Основное

содержание работы составляет 134 страницы, включая 42 рисунка, 7 таблиц. Список литературы содержит 106 наименований.

В первой главе рассмотрены аналоговые и цифровые методы и приборы измерения частоты, а также методов уменьшения абсолютной и относительной максимальной методической погрешности дискретизации при измерении частоты. Выполнен анализ литературы по исследованию метода совпадения, который показал, что раннее было проведено исследование измерения частоты методом совпадения только в качестве способа сличения частот. Сформулирована цель и поставлены задачи исследования.

Во второй главе рассмотрена модель статистических испытаний, на основе которой проведено статистическое моделирование измерения частоты методом совпадения в широком диапазоне частот с заданными уровнями относительной максимальной методической погрешности дискретизации, скважности (длительности) импульсов.

Для сравнения времени измерения частоты методом совпадения и методами прямого счета используется понятие выигрыш по быстродействию, который определяется как отношение времени измерения частоты методом совпадения к времени измерения частоты методами прямого счета при одинаковой относительной максимальная методическая погрешность дискретизации.

Для оценки диапазона частот, в котором метод совпадения имеет преимущество, используется понятие эффективности. Под эффективностью понимается отношение количества измерений частот методом совпадения выигрыш по быстродействию, которых составляет больше единицы к общему количеству измеряемых частот на интервале группировки.

По результатам статистического моделирования получены зависимости времени измерения частоты, выигрыша по быстродействию, эффективности, диапазона частот, в котором наблюдается выигрыш по быстродействию, от заданного уровня относительной максимальная методическая погрешность дискретизации, скважности импульсов, отношения значений измеряемой и образцовой частот.

Выявлено, что существуют оптимальные значения скважности импульсов, при которых достигается наименьшее время измерения частоты методом совпадения.

В третьей главе рассматривается вероятностная модель измерения частоты методом совпадения.

Получено аналитическое выражение, которое описывают зависимости времени измерения от заданного уровня относительной максимальная методическая погрешность дискретизации, скважности импульсов и отношения значений измеряемой и образцовой частот.

Получено аналитическое выражение, которое описывают зависимости оптимальной скважности от заданного уровня относительной максимальная методическая погрешность дискретизации и отношения значений измеряемой и образцовой частот.

В четвертой главе разработаны функциональные и принципиальные схемы цифровых частотомеров:

• с автоматическим выбором режима измерения частоты за целое число периодов измеряемой или образцовой частоты;

• реализующего метод совпадения;

• с автоматическим выбором режима измерения частоты методами прямого счета либо методом совпадения.

В заключении сформулированы основные результаты исследования. В приложениях приведены данные полученные при моделировании измерения частоты по модели статистических испытаний и вероятностной модели, акты внедрения результатов исследования в производство и в учебных процесс, патенты, полученные в ходе выполнения работы.

1 АНАЛОГОВЫЕ И ЦИФРОВЫЕ СПОСОБЫ ИЗМЕРНИЯ

ЧАСТОТЫ

1.1 Аналоговые способы измерения частоты

Электромеханические частотомеры используют измерительный механизм электромагнитной, электродинамической и ферродинамической систем. Для таких приборов характерно, стрелочная индикация с линейной шкалой, размеченной в Гц [32, с. 345]. Чаще всего такие частотомеры имеют диапазон измеряемых частот 20-2500 Гц, также возможно переключение диапазонов измерения, при этом потребляют значительную мощность и подвержены вибрациям [11, с. 144]. В приборах такого типа существенную долю погрешности имеет составляющая, связанная с не точностью изготовления механических частей частотомера и температурной нестабильностью материалов [53].

Резонансные методы измерения частоты основаны на явление механического или электрического резонанса. Одними из распространенных реализаций данного метода являются язычковый (механический) и конденсаторный частотомер. Механический частотомер представляет собой несколько металлических полосок с общим основанием, которое колеблется с измеряемой частотой посредством электромагнита. При этом резонансные частоты металлических полосок различны. Наибольшая амплитуда отклонения будет у того язычка, резонансная частота, которого наиболее близка к измеряемой частоте. Погрешность таких частотомеров составляет порядка 0,2-2,5% [103, с. 137, 104, с. 326]. Конденсаторный частотомер - напряжение с измеряемой частотой подается через катушку связи в колебательный контур, который состоит из прецизионной катушки и настраиваемого конденсатора, а также индикатора резонанса. Изменяют параметры колебательного контура с помощью переменного конденсатора до наступления резонанса, который определяют по максимальному отклонению индикатора. Также для расширения диапазона измеряемых частот

меняют катушку в колебательном контуре. Значение измеряемой частоты считывают непосредственно со шкалы нанесенной на настраиваемый конденсатор [39, с. 180, 59, с. 276].

Частотомеры, использующие метод заряда и разряда конденсатора, состоят из конденсатора, источника напряжения, нескольких нагрузочных резисторов, 1 индикатора (миллиамперметра), ключа, который переключает конденсатор с частотой измеряемого сигнала к источнику напряжения и индикатору. Если ' постоянные времени цепи заряда и разряда меньше половины периоды измеряемого сигнала, то среднее значение тока разряда конденсатора, протекающего через индикатор, прямо пропорционально частоте измеряемого сигнала. Другими словами необходимо, чтобы конденсатор в течение времени заряда успевал зарядиться до определенного постоянного значения напряжения, а в течение времени разряда успевал разрядиться практически до нуля [11, с. 145, 31, с. 374, 60, с. 209].

При использовании способа определения частоты неизвестного сигнала при помощи фигур Лиссажу, должна быть возможность «плавно» менять частоту эталонного генератора. Способ заключается в том, что при изменении частоты неизвестного сигнала частоту эталонного генератора изменяют до тех пор, пока на экране не возникнет одна из не изменяющихся фигур Лиссажу, желательно наиболее простой формы. В этом случае частоты эталонного и неизвестного генератора будут кратными [11, с. 149, 32, с. 344, 29, с. 317]. Как разновидность данного метода существует нулевой метод [63, с. 150]. Если частоты равны, то на экране осциллографа появится эллипс, однако наибольшая точность достигается в случае, если амплитуды напряжения образцового и измеряемого генераторов равны и находятся в фазе или противофазе. Тогда на экране осциллографа появиться прямая линия, наклоненная к оси под углом 45° или 135°, соответственно. '

Определение интервалов времени с использованием калиброванной развертки осциллографа. На экране осциллографа получают форму сигнала, определяют интервал времени (период, длительность импульса) в долях

калиброванной сетки, затем вычисляют в соответствии с частотой эталонного генератора. Недостатком данного метода является не высокая точность измерения частоты [17, с. 141, 59, с. 275].

Метод круговой развертки, возможно, использовать при условии, что измеряемая частота Fx больше образцовой F0. Для измерения методом круговой ■ развертки необходимо к входам X и У осциллографа подключить гармонический сигнал образцовой частоты F0 сдвинутых по фазе друг относительно друга на 90°. На вход Z модуляции яркости осциллографа подается гармонический сигнал с неизвестной частотой Fx. Необходимо регулировать образцовую частоту F0 до тех пор, пока на экране не возникнет неподвижная картина ярких дуг. Измерение

осциллографическими методами дает довольно грубую оценку значение

1

измеряемой частоты (относительная погрешность измерений порядка [11, с. 150].

Для сличения двух частот применяются компараторы частоты [10, с. 149, 22, с. 221]. Существует несколько общеизвестных схем построения компараторов. Например, на входе устройства устанавливают умножитель частоты (обычно с умножением на 10 в целой степени), затем фазовый детектор и смеситель, после которого устанавливают смеситель и индикатор. В случае если неизвестная частота намного отличается от образцовой частоты, то используют измерительные генераторы частоты. Изменяют частоту генератора до тех пор, пока не возникнут биения, которые определяют с помощью индикатора [17, с. 78].

Также известен способ измерения частоты с помощью мостов переменного тока. Наибольшее распространение получили четырехплечие мосты, однако в некоторых случаях также используются трех- и шестиплечие мосты. В плечи четырехплечевого моста включают: в первое плечо - сопротивление, второе — сопротивление, третье - конденсатор параллельно с сопротивлением и четвертое - конденсатор последовательно с сопротивлением. Сопротивления, включенные в плечи с конденсаторами, изготавливают в одном корпусе регулируемыми, так что они равны между собой. Соответственно шкалу регулируемых сопротивлений градуируют в Герцах. Также выбирают равные емкости конденсаторов. Между

точками соединения первого-второго и третьего-четвертого плечей подают напряжение с неизвестной частотой, а между точками соединения первого-четвертого и второго-третьего плечей включают индикатор. Затем регулируемым сопротивлением устанавливают индикатор в нулевое значение и считывают значение неизвестной частоты со шкалы регулируемого сопротивления [57, с. 159, 104, с. 284]. В качестве индикаторов в зависимости от измеряемых частот используют гальванометры, наушники, измерительные усилители, лампы и др. [97, с. 247].

1.2 Цифровые способы измерения частоты

Современные частотомеры основаны на цифровых методах измерения (последовательного или прямого счета). К преимуществам данных методов относятся высокая точность, широкий диапазон измеряемых частот, быстродействие, надежность, получение отчетов в дискретном виде, возможность дальнейшей обработки результатов измерения с помощью вычислительных устройств, включая автоматизированные измерительные и управляющие системы и комплексы, в том числе с преобразователями неэлектрических величин в частоту. Цифровые частотомеры получили широкое распространение в задачах юстировки и поверки мер частоты, поверки и градуировки аналоговых частотомеров [8, с.98, 71, с.321].

Диапазон измеряемых частот цифровых частотомеров ограничен снизу конечным числом разрядов счетчиков, а сверху — конечным быстродействием используемых элементов и схемных решений. Верхний предел измерения частоты расширяют способом гетеродинного преобразования (переноса) измеряемой частоты в область более низких частот [59, с.278, 38, с. 98, 99, с.78].

Для выделения периодов измеряемой частоты используют формирователи импульсов. На вход устройства подается аналоговый сигнал (чаще всего синусоидальный), в простейшем случае импульсы формируются при смене знака сигнала в определенном направлении. Однако, учитывая наличия шума в сигнале, либо формы сигнала отличной от синусоидальной требуются формирователи с

более сложной структурой. Например, в [13] описывается нелинейный фильтр, с помощью которого можно выделить полезную составляющую синусоидального сигнала из сильно зашумленного сигнала, в [82] рассмотрено применение вейвлет-преобразования для выделения полезного сигнала из сильно зашумленных сигналов.

Принято, что относительная методическая погрешность измерения должна быть в пять или более раз меньше чем относительная нестабильность частоты образцового генератора [41, с. 254].

1.2.1 Измерение частоты за целое число периодов образцовой частоты

Измерение частоты методом последовательного (прямого) счета за целое число периодов образцовой частоты, основано на подсчете количества периодов (Агхкр) измеряемой частоты (7^) прошедших за образцовый интервал времени,

который формируется из целого числа (А^ Р) периодов образцовой частоты

[27, с. 5, 60, с. 195, 102, с.65]. На рисунке 1.1 приведена функциональная схема устройства, работа которого осуществляется по методу измерения частоты за целое число периодов образцовой частоты.

гоч дч

т* 1 1 1

N ■Т iч{¡k,F ■'о

ф к

т * X счетчик

Рисунок 1.1- Функциональная схема устройства, осуществляющего измерение частоты за целое число периодов образцовой частоты

Временная диаграмма работы устройства с рисунка 1.1 приведена на рисунке 1.2.

16

(о=Т0ч\

ч

"За

А/,

гр

Рисунок 1.2 — Временная диаграмма работы устройства, осуществляющего измерение частоты за целое число периодов образцовой частоты

Принятые обозначения:

Т0 - период образцовой частоты;

Тх - период измеряемой частоты;

Иокр - число периодов образцовой частоты, из которых формируется

образцовый интервал времени;

Мхкр - число подсчитанных периодов измеряемой частоты за образцовый

интервал времени;

^кР и /2~ абсолютные погрешности дискретизации начала и конца

образцового интервала времени, которые возникают вследствие того, что начало и конец интервала времени, который формируется из целого числа (NxkF) периодов

Тх, не совпадают с началом и концом образцового интервала времени.

По классификации погрешность дискретизации в настоящем случае является методической (присуща данному методу измерения), аддитивной (не зависит от значения измеряемой величины) и основной (возникает при нормальных условиях эксплуатации) [9].

Уравнение преобразования метода измерения частоты за целое число периодов образцовой частоты задается выражением:

^окр'то=НхкР-Тх+^кР-11кР. (1.1)

При измерении частоты методом последовательного счета за целое число периодов образцовой частоты абсолютная максимальная погрешность дискретизации по модулю не превышает длительности периода измеряемой частоты. Т.к. импульсы образцовой частоты не синхронизированы с импульсами измеряемой частоты, то каждая из абсолютных погрешностей может принимать значение по модулю от нуля до длительности периода измеряемой частоты и в общем случае являются случайными и распределены по равномерному закону. Вследствие того, что эти погрешности не зависят друг от друга, то общая погрешность дискретизации распределяется по треугольному закону (закону Симпсона) [59, с.283, 69, с.47] и определяется выражением

Ит|(^-^)|->7;. (1.2)

Учитывая (1.2) из (1.1) можно получить

М0кР-Т0=^кг-Тх-(\±-±~). (1.3)

кхкр

Из (1.3) можно выразить измеряемую частоту

1

р -хкР--(14)

АТ Т АГ

Из (1.4) модуль относительной максимальной методической погрешности дискретизации (ММП) метода измерения частоты за целое число периодов образцовой частоты равен:

Пг= тт^—■ (1.5)

Таким образом, чем выше измеряемая частоты, тем меньше погрешность дискретизации [36, с. 269].

Из (1.5) можно получить количество импульсов необходимое для обеспечения заданного уровня ММП

(1.6)

Время измерения частоты с использованием метода последовательного (прямого) счета за целое число периодов образцовой частоты определяется исходя из заданного уровня ММП, длительности периода измеряемой частоты и имеет вид

1.2.2 Измерение частоты за целое число периодов измеряемой частоты

Измерение частоты методом последовательного счета за целое число периодов измеряемой частоты, осуществляется следующим образом, подсчитывают количество периодов (N0kT) образцовой частоты (F0) за

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лаптев, Дмитрий Владимирович, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. A.c. 1293664 СССР, МКИ G01R23/02. Цифровой частотомер / Патюков В.Г. - ' 3907035. заявл. 07.06.1985, опубл. 28.02.1987, Бюл. №8. - 6с.: ил.

2. A.c. 1366962 СССР, МКИ G01R23/10. Цифровой измеритель периода / Патюков В.Г. - 4096932. заявл. 25.07.1986, опубл. 15.01.1988, Бюл. №2. - 5с.: ил.

3. A.c. 1448295 СССР, МКИ G01R23/00. Цифровой частотомер / Патюков В.Г. -4168093. заявл. 26.12.1986, опубл. 30.12.1988, Бюл. №48. -4с.: ил.

4. A.c. 350167 СССР, МКИ Н03М1/60, G01R23/06. Цифровой частотомер / Романова А.Г., Тырса В.Е. - 1615757. заявл. 25.07.1970, опубл. 01.01.1972, Бюл. №26. - 2с.: ил.

5. A.c. 482693 СССР, МКИ G01R23/10, H03D13/00. Способ сличения частот / Дюшняев В.В., Тырса В.Е. - 1882014. заявл. 29.01.1973, опубл. 30.08.1975, Бюл. №32. - 1с.

6. A.c. 606140 СССР, МКИ G01R23/02. Цифровой частотомер / Дюшняев В.В., Тырса В.Е. - 2046125. заявл. 12.07.1974, опубл. 05.05.1978, Бюл. №17. - Зс.: ил.

7. A.c. 789852 СССР, МКИ G01R23/00. Цифровой измеритель частоты / Чмых М.К., Чепурных C.B. - 2495674. заявл. 13.06.1977, опубл. 23.12.1980, Бюл. №47. - 5с.: ил.

8. Алиев, Т.М. Измерительная техника [Текст]: Учеб. пособие для техн. вузов / , Т.М. Алиев, A.A. Тер-Хачатуров. - М.: Высш.шк., 1991. - 384 с. с ил.

9. Анцыферов, С.С. Общая теория измерений [Текст]: Учебное пособие / С.С. Анцыферов, Б.И. Голубь, под ред. академика РАН H.H. Евтихиева. - М.: Горячие линия-Телеком, 2007. - 176 с.

10. Аппаратура для частных и временных измерений [Текст] / Под ред. А.П. Горшкова. - М.: Советское радио, 1971. - 336 с.

И. Атамалян, Э.Г. Приборы и методы измерения электрических величин. [Текст] / Э.Г. Атамалян. - М.: Высшая школа, 1989. - 383 с. с ил.

12. Баскаков, С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. [Текст] / С.И. Баскаков. — М.: Высшая школа, 1988. -448 с. ,

13. Бобцов, A.A. Повышение точности оценки частоты синусоидального сигнала с использованием нелинейного фильтра [Текст] / A.A. Бобцов, A.B. Крылов,

A.A. Пыркин // Известия вузов приборостроение. - 2011. - №6. — с. 7-12.

14. Боровков, A.A. Математическая статистика [Текст] / A.A. Боровков. — М.: Наука, 1984.-472 с.

15. Бриндли, К. Измерительные преобразователи: Справочное пособие: Пер. с англ. [Текст] / К. Бриндли. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 144 с. с ил.

16. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей [Текст] / Е.С. Вентцель. - 4-е изд., стер. - М.: Наука, 1969. - 576 с. с ил.

17. Винокуров, В.И. Электрорадиоизмерения [Текст]: Учеб. пособие для радиотехн. спец. вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / В. И. Винокуров, С.И. Каплин, И.Г. Петелин, под ред. В.И. Винокурова. -М.: Высш. шк., 1986. -351 с.

18. Волков, B.J1. Моделирование процессов и систем в приборостроении. Учеб. пособие [Текст] / B.JT. Волков. - Арзамас, АПИ НГТУ, 2008. - 143 с.

19. Воросколевский, В.И. Преобразователи напряжения в частоту и их применение в технике измерений и управления [Текст] /

B.И. Воросколевский, Н.Я. Пинигин. — М.: Энергоатомиздат, 1994. — 96 с. с : ил.

20. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика [Текст]: Учеб. Пособие для вузов / В.Е. Гмурман. - 9-е изд., стер. - М.: Высш. шк., 2003. - 479с. с ил.

21. Гусев, В.Г. Электроника [Текст]: Учеб. пособие для приборостроит. спец. вузов. 2-е изд. перераб. и доп. / В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев. - М.: Высш. шк., 1991.-622 с. сил.

22. Гутников, B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах — 2-е изд., перераб. и доп. [Текст] / B.C. Гутников. - JI.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988. - 304 с. с ил.

23. Денбновецкий, C.B. Цифровой измеритель временных интервалов [Текст] / C.B. Денбновецкий, С.М. Кокошкин, А.Н. Шкуро // Приборы и техника эксперимента. - 1979. - №4. - с. 127-134.

24. Джексон, Р.Г. Новейшие датчики [Текст] / Р.Г. Джексон. - М.: Техносфера, 2007.-384 с.

25. Дюшняшев, В.В. О погрешности измерения частоты на принципе совпадения импульсов [Текст] / В.В. Дюшняшев, В.Е. Тырса // Измерительная техника. — 1981.-№4.-с. 42—44.

26. Емельянинков, В.И. Нониусное время-импульсное кодирование периодических сигналов [Текст] / В.И. Емельянинков, В.А. Липатов // Известия вузов приборостроение. — 1989. -№4. - с. 48-51.

27. Ермолов, P.C. Цифровые частотомеры [Текст] / P.C. Ермолов. - JT.: Энергия, 1973.- 152 с. сил.

28. Зеня, А.Д. Анализ погрешностей сличения частот по методу совпадения импульсов [Текст] / А.Д. Зеня, В.Е. Тырса // Измерительная техника. — 1983. - №7. - с. 49-51.

29. Ибрагим, К.Ф. Основы электронной техники: элементы, схемы, системы. Пер. с англ. [Текст] / К.Ф. Ибрагим. — Изд. второе. М.: Мир, 2001. - 398 с. с ил.

30. Иванов, В.В. Частотно-фазовые преобразователи повышенной чувствительности [Текст] / В.В. Иванов // Известия вузов приборостроение. -2005.-№9.-с. 13-16.

31. Измерения в электронике: Справочник [Текст] / В.А. Кузнецов, В.А. Долгов, В.М. Коневских и др.; Под ред. В.А. Кузнецова. - М.: Энергоатомиздат, 1987. -512 с.

32. Информационно-измерительная техника [Текст]: Учебник для студ. высш. учеб. заведений / Г.Г. Раннев, В.А. Сурогина, В.И. Калашников и др.; под ред. Г.Г. Раннева. - М.: Издательский центр "Академия", 2006. - 512 с.

33. Карпов, Н.Р. Измеритель временных интервалов [Текст] / Н.Р. Карпов, Ю.Д. Матюхин, H.H. Поваркин // Известия вузов приборостроение. - 1980. -№7. - с. 9-12.

34. Карпов, Н.Р. Нониусный измеритель временных интервалов [Текст] / Н.Р. Карпов, Ю.Д. Матюхин, H.H. Поваренкин // Измерительная техника. — 1980.-№9.-с. 44-46.

35. Келехсаев, Б.Г. Нелинейные преобразователи и их применение [Текст] / ■ Б.Г. Келехсаев. - М.: Солон-Р, 1999. - 303 с.

36. Клаассен, К. Основы измерений. Датчики и электронные приборы [Текст]: Учебное пособие. 3-е изд. / К. Клаассен. - Долгопрудный: Издательский Дом "Интеллект", 2008. - 352 с.

37. Колесников, A.A. Умножитель частоты прямого преобразования [Текст] / .

A.A. Колесников, Д.В. Лаптев, Ю.А. Пасынков // Материалы VIII международной конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения». Том 3. 22-24 сентября, 2010, Новосибирск, Россия. — 2010. -с. 154-157.

38. Кончаловский, В.Ю. Цифровые измерительные устройства [Текст]: Учеб. . пособие для вузов / В.Ю. Кончаловский. - М.: Энергоатомиздат, 1985. — 304 с. с ил.

39. Кукуш, В.Д. Электрорадиоизмерения [Текст]: Учебн. пособие для вузов /

B.Д. Кукуш. - М.: Радио и связь, 1985. - 368 с. с ил.

40. Куликовский, К.Л. Методы и средства измерений [Текст]: Учеб. Пособие для вузов / К.Л. Куликовский, В.Я. Купер. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 448 с. с ил.

41. Кушнир, Ф.В Измерения в технике связи [Текст] / Ф.В. Кушнир, В.Г. Савенко, С.М. Верник. - М.: Связь, 1976. - 432 с.

42. Кушнир, Ф.В. Электрорадиоизмерения [Текст]: Учебное пособие для вузов / • Ф.В. Кушнир. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1983. - 320 с.

43. Лаптев, Д.В. Алгоритм быстрого измерения частоты [Текст] / Д.В. Лаптев, Ю.А. Пасынков // Проблемы и перспективы развития финансово-

экономической системы республики Казахстан: Материалы международной научно-практической конференции (22 ноября 2013г.) Семей, 2013, с. 305312.

44. Лаптев, Д.В. Вероятностная оценка метода совпадения при измерении частоты [Текст] / Д.В. Лаптев, Ю.А. Пасынков // Наука. Технологии. Инновации. Материалы всероссийской научной конференции молодых • ученых. Часть 2. 29 ноября - 2 декабря, 2012, Новосибирск, Россия. - 2012. -

с. 26-27.

45. Лаптев, Д.В. Вероятностная оценка метода совпадения при измерении частоты [Текст] / Д.В. Лаптев, Ю.А. Пасынков // Ползуновский вестник. -2013.-№2.-с. 158-162.

46. Лаптев, Д.В. Влияние скважности импульсов на быстродействие метода совпадения при измерении частоты [Текст] / Д.В. Лаптев // Ползуновский вестник. -2013. - №2. - с. 162-165.

47. Лаптев, Д.В. Измерение частоты [Текст] / Д.В. Лаптев, Ю.А. Пасынков // Наука. Технологии. Инновации. Материалы всероссийской научной конференции молодых ученых. Часть 2. 4-5 декабря, 2009, Новосибирск, Россия. - 2009. - с. 30.

48. Лаптев, Д.В. Измерение частоты методом совпадения [Текст] / Д.В. Лаптев, Ю.А. Пасынков // Измерения в современном мире - 2011. Сборник научных трудов. Третьей междунар. науч.-практ. конф. 17-20 мая, 2011, Санкт-Петербург, Россия. -2011.-е. 50-51.

49. Лаптев, Д.В. Исследование метода совпадения при измерении частоты в широком диапазоне частот [Текст] / Д.В. Лаптев, Ю.А. Пасынков // Измерение, контроль, информатизация: Материалы тринадцатой международной научно-технической конференции. Том 1. 28-29 марта, 2012, Барнаул, Россия. - 2012. - с. 146-148.

50. Лаптев, Д.В. Реализация метода совпадения при измерении частоты (периода) [Текст] / Д.В. Лаптев, Ю.А. Пасынков // Наука. Технологии.

Инновации. Материалы всероссийской научной конференции молодых ученых. Часть 1. 2-4 декабря, 2011, Новосибирск, Россия. - 2011. - с. 8-11.

51. Лаптев, Д.В. Статистическое исследование измерения частоты методом совпадения [Текст] / Д.В. Лаптев, Ю.А. Пасынков // Доклады Томского Государственного Университета Систем Управления и Радиоэлектроники. — 2014.-№1(31).-с. 78-83.

52. Лаптев, Д.В. Устройство для измерения частоты [Текст] / Д.В. Лаптев // Измерения в современном мире - 2013: сборник научных трудов. 4-й междунар. науч.-практ. конф. 17-20 мая, 2013, Санкт-Петербург, Россия. — 2013.-с. 49-50.

53. Левшина, Е.С. Электрические измерения физических величин(измерительные преобразователи). Учеб. пособие для вузов [Текст] / Е.С. Левшина, П.В. Новицкий. - Л.: Энергоатомиздат, 1983. -320 с. с ил.

54. Леман, Э. Проверка статистических гипотез [Текст] / Э. Леман. - М.: Наука, 1979.-408 с.

55. Лисьев, В.П. Теория вероятностей и математическая статистика [Текст]: • Учебное пособие / В.П. Лисьев. - М.: Московский государственный университет экономики, статистики и информатики, 2006. - 199 с.

56. Математический анализ. Продолжение курса [Текст] / В.А. Ильин, В.А. Садовничий, Бл.Х. Сендов. Под ред. А.Н. Тихонова. - М.: Изд-во МГУ, 1987.-358 с.

57. Мейзда, Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений [Текст] / Ф. Мейзда. - М.: Мир, 1990. - 535 с.

58. Методы электрических измерений [Текст]: Учебное пособие для вузов / Под ред. Э.И. Цветкова. - Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 288 с. с ил.

59. Метрология и радиоизмерения [Текст]: Учебник для вузов / В.И. Нефежов, А.С. Сигов, В.К. Битюков и др.; Под ред. В.И. Нефедова. - 2-е изд., перераб. - М.: Высш. Шк., 2006. - 526 е.: ил.

60. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах. Учебное пособие [Текст] / Под общей редакцией Б.Н. Тихонова. - М.: Горячая линия-Телеком, 2007. - 374 с. с ил.

61. Минц, М.Я. О погрешности измерения временных интервалов метом счета импульсов [Текст] / М.Я. Минц, В.Н. Чинков // Измерительная техника. - ; 1980.-№7.-с. 30-32.

62. Мирский, Г.Я. Измерение временных интервалов [Текст] / Г.Я. Мирский. - , М.-Л.: Издательство "Энергия", 1964. - 72 с. с ил.

63. Мирский, Г.Я. Электронные измерения: 4-е изд., переаб. и доп. [Текст] / Г.Я. Мирский. - М.: Радио и связь, 1986. - 440 с. с ил.

64. Мортон, Д. Микроконтроллеры AVR. Вводный курс. Пер. с англ. [Текст] / , Д. Мортон. - М.: Издательский дом «Додэка XXI», 2006. - 272 с.

65. Музыченко, О.Н. Повышение точности измерения интервалов времени счетно-импульсным методом [Текст] / О.Н. Музыченко // Измерительная техника. - 1993. -№12. - с. 23-32.

66. Муханин, Л.Г. Схемотехника измерительных устройств [Текст]: Учебное пособие. / Л.Г. Муханин. - СПб.: Издательство «Лань», 2009. - 288 с. с ил.

67. Никитин, В.А. Методы и средства измерений, испытаний и контроля [Текст]: Учебное пособие. 2-е изд. перераб. и доп. / В.А. Никитин, C.B. Бойко. -Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004. - 462 с.

68. Никольский, С.М. Курс математического анализа [Текст]: Учебник для вузов. / С.М. Никольский. - 6-е изд., стереотип. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. - 592 с.

69. Новицкий, П.В. Оценка погрешностей результатов измерений - 2-е изд., • * перераб. и доп. [Текст] / П.В. Новицкий, И.А. Зограф. - Л.: Энергоатомиздат, 1991.-304 с. сил.

70. Новицкий, П.В. Цифровые приборы с частотными датчиками [Текст] / П.В. Новицкий, В.Г. Кнорринг, B.C. Гутников. - Л.: Энергия, 1970. - 424 с. с

»

рис.

71. Орнатский, П.П. Автоматические измерения и приборы (аналоговые и' цифровые) [Текст] / П.П. Орнатский. - К.: Вища шк., 1986. - 504 с.

72. Орнатский, П.П. Теоретические основы информационно измерительной техники [Текст] / П.П. Орнатский. - К.: Вища шк., 1983. - 455 с.

73. Осьминин, A.A. Преобразование частоты периодических сигналов при помощи схем временных совпадений [Текст] / A.A. Осьминин // '

■г

Измерительная техника. - 1968. - №2. - с. 38-40.

74. Пасынков, Ю.А. Системные измерительные преобразователи интегральных характеристик периодических сигналов: дис. ... докт. тех. наук: 05.11.16 [Текст] / Ю.А. Пасынков. - Новосибирск: Новосибирский электротехн. ин-т, 1992.-43 с.

75. Пат. 110499 РФ, МПК G01R23/02. Периодочастотомер / Лаптев Д.В. (RU), Пасынков Ю.А. (RU); заявитель и патентообладатель Новосибирский Государственный Технический Университет (RU); заявл. 30.03.2011; опубл. 20.11.2011. Бюл. №32.-2 с. : ил.

76. Пат. 2028627 РФ, МКП G01R23/00. Способ определения частоты / ' Кривошеее K.H.[UA], Михайлов B.A.[UA], Михайлов Н.А.[иА]заявитель: Военная инженерная радиотехническая академия противовоздушной, обороны им.Л.А.Говорова (UA), Патентообладатель(и): Кривошеев K.H.[UA], Михайлов B.A.[UA], Михайлов H.A.[UA], - 4950688/21. заявл. 27.06.1991, . опубл. 09.02.1995, Бюл. №24

77. Пат. 2090897 РФ, МКП G01R23/02. Способ определения частоты . синусоидального сигнала / Келехсаев Б.Г. (RU), заявитель и патентообладатель: Б.Г. Келехсаев. - 93057353/09. заявл. 24.12.1993, опубл. 20.09.1997, Бюл. №17

78. Пат. 2478213 РФ, МКП G01R23/00. Способ измерения частоты сигнала / Тутыгин B.C.(RU), заявитель и патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет" (ФГБОУ ВПО "СПбГПУ") (RU). -2011118449/28. заявл. 17.10.2011, опубл. 27.03.2013, Бюл. №9. -11с.: ил.

79. Пат. 2486529 РФ, МКП G01R23/00. Способ совместного измерения частоты, амплитуды, фазы и начальной фазы гармонического сигнала / • Вольфовский Б.Н. (RU), заявитель и патентообладатель: Федеральное , • государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU). - 2011136578/28. заявл. 31.08.2011, опубл. 27.06.2013, Бюл. №18. - 6с.: ил.

80. Пат. 2530445 РФ, МПК G01R 23/00. Способ измерения частоты / Лаптев Д.В. (RU), Пасынков Ю.А. (RU); заявитель и патентообладатель: ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный технический университет» (RU); заявл. 20.03.2013; опубл. 10.10.2014. Бюл. № 28. - 18 с.: ил.

81. Патюков, В.Г. Оптимальный алгоритм цифрового измерения частоты [Текст]

' t

/ В.Г. Патюков, М.К. Чмых // Известия вузов приборостроение. — 1976. - №3. -с. 21-24.

82. Патюков, В.Г. Помехоустойчивые измерители частотно-временных. параметров сигналов [Текст] / В.Г. Патюков // Измерительная техника. -2003.-№4.-с. 45-47.

83. Патюков, В.Г. Прецизионный цифровой частотомер [Текст] / В.Г. Патюков, С.В. Солдатов, М.К. Чмых // Приборы и техника эксперимента. — 1978. - №6. -с. 201

84. Прокофьев, О.В. Цифровые устройства измерения частоты с весовым усреднением: автореф. дис. ... канд. тех. наук: 05.11.05 [Текст] / О.В. Прокофьев. - Пенза: Пензенский политех, ин-т, 1992. - 21 с.

85. Раннев, Г.Г. Измерительные информационные системы [Текст]: Учебник для студ. высш. учеб. заведений / Г.Г. Раннев. - М.: Издательский центр "Академия", 2010. - 336 с.

86. Ратхор, Т.С. Цифровые измерения. Методы и схемотехника [Текст] / Т.С. Ратхор. - М.: Техносфера, 2004. - 376 с.

87. Рубичев, H.A. Измерительные информационные системы: учебное пособие

[Текст] / H.A. Рубичев. - М.: Дрофа, 2010. - 334 с. с ил.

88. Сергиенко, О.Ю. Метод измерения частоты для задач мехатроники [Текст] / О.Ю. Сергиенко // Вестник ХНАДУ. - 2011. - вып. 53. - с. 122-129.

89. Сташин, В.В. Проектирование цифровых устройств на однокритальных микроконтроллерах [Текст] / В.В. Сташин, A.B. Урусов, О.Ф. Мологонцева. -М.: Энергоатомиздат, 1990. - 224 с.

90. Тихонов, В. Измерение частоты и временных интервалов. Новые технологии компании Pendulum [Текст] / В. Тихонов // Электроника: Наука, Технологии, Бизнес. - 2002. - №4. - с. 30-33.

91. Тихонов, В.И. Статистическая радиотехника [Текст] / В.И. Тихонов. — М.: Радио и связь, 1982. - 624 с.

92. Топильский, В.Б. Схемотехника измерительных устройств [Текст] / В.Б. Топильский. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. - 232 с. с ил.

93. Тырса, В.Е. Повышение точности измерения периодических временных интервалов [Текст] / В.Е. Тырса // Измерительная техника. - 1984. - №9. - с. 51-53.

94. Тырса, В.Е. Предельные инструментальные погрешности сличения частот по методу совпадения импульсов [Текст] / В.Е. Тырса // Метрология. - 1987. -№7. - с. 32-38.

95. Тырса, В.Е. Снижение погрешностей преобразования аналоговых величин в кодированный временной интервал [Текст] / В.Е. Тырса // Измерительная техника. - 1975. - №3. - с. 26-27.

96. Универсальность нониусного способа измерения [Текст] / A.A. Бородицкий, Т.Н. Рыжевская, А.Г. Рыжевский, В.М. Шляндин // Метрология. - 1973. -№2. - с.29-39.

97. Харт, X. Введение в измерительную технику: Пер. с нем. [Текст] / X. Харт. -М.: Мир, 1999.-391 с.

98. Цапенко, М.П. Измерительные информационные системы [Текст] / М.П. Цапенко. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 357 с.

99. Цифровые измерительные приборы [Текст] / Под ред. В.М. Шляндина — М.: Энергия, 1972. - 400 с. с ил.

100. Чмых, М.К. Весовой метод повышения точности и помехоустойчивости цифровых измерителей частоты [Текст] / М.К. Чмых // Автометрия. — 1979. — №4.-с. 135-137.

101.Чураков, B.JI. Измерение временных интервалов с использованием обобщенного нониусного метода [Текст] / B.JI. Чураков // Известия вузов приборостроение. - 1987. -№12. - с. 6-10.

102. Шляндин, В.М. Цифровые измерительные устройства [Текст]: Учебник для вузов - 2-е изд., перераб. и доп. / В.М. Шляндин. - М.: Высш. Школа, 1981. - ' 335 с. с ил.

103. Электрические измерения [Текст]: Учебник для вузов. 5-е изд., перераб. и . доп. / Л.И. Байда, Н.С. Добротворский, Е.М. Душин и др.; Под ред. А.В. Фремке и Е.М. Душина. - Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980. - 392 с. с 4 ил.

104. Электрические измерения. Средства и методы измерений (общий курс). ' Учеб. пособие для вузов. [Текст] / под ред. Е.Г. Шрамкова. - М.: "Высш школа", 1972. - 520 с. с ил.

105. Laptev, D.V. A frequency meter [Text] / D.V. Laptev // International summer workshop "E-learning, Embedded Systems and International Cooperation", July 17-19, 2013, Chemnitz, Germany. -2013. - pp. 22-23. [Частотомер].

106. Laptev, D.V. Comparison of statistical and probabilistic model of the frequency measurement by method coincidence [Text] / D.V. Laptev, I. A. Pasynkov //2014 12th International conference on actual problems of electronic instrument engineering (APEIE) proceedings. Vol.1. October 2-4, 2014, Novosibirsk, Russia. - 2014, pp. 290-292. [Сравнение статистической и вероятностной модели измерения частоты методом совпадения].

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Результаты статистического моделирования

В приложении А представлены результаты статистического моделирования измерения частоты методом совпадения.

На рисунках А.1-А.4 представлены поверхности, иллюстрирующие требуемое количество периодов образцовой частоты при измерении частоты методом совпадения с нулевой и случайной начальной фазой, заданных уровнях относительной максимальной методической погрешности дискретизации: 0,1%; 0,01%; 0,001%; 0,0001%.

На рисунках А.5-А.12 представлены поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию метода совпадения по сравнению с методами прямого счета (за целое число периодов измеряемой или образцовой частоты) при измерении частоты с нулевой и случайной начальной фазой, заданных уровнях относительной максимальной методической погрешности дискретизации: 0,1%; 0,01%; 0,001%; 0,0001%.

На рисунках А.13-А.16 представлены графики эффективностей метода совпадения и выигрышей по быстродействию метода совпадения по сравнению с методами прямого счета (за целое число периодов измеряемой или образцовой частоты) при различных заданных значениях скважности и заданных уровнях относительной максимальной методической погрешности дискретизации: 0,1%; 0,01%; 0,001%; 0,0001%.

10

Ск»а**осТЪ

10"5

ю-5

10

Сква**ость

10

С*ва**осТЪ

ю-5

Сква**осТЬ

« , л4

н 10

■о

I 102 ^ 10"

10

асьа**оСТЪ

я 1 /ч4

Н ю

1102 ¿10°

10

Сква**осТЬ

10

Сква**оСГЪ

Ю° 10°

Рисунок А. 5 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов измеряемой частоты) при измерении частоты с нулевой начальной фазой и заданных уровнях ММП: а) 0,1%; б) 0,01%

Ю"4

Рисунок А.6 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов измеряемой частоты) при измерении частоты с нулевой начальной фазой и заданных уровнях ММП: а) 0,001%; б) 0,0001%

10

Ч

10"

Ч ю 10°

Рисунок А. 7 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов измеряемой частоты) при измерении частоты со случайной начальной фазой и заданных уровнях ММП: а) 0,1%; б) 0,01%

ю-2

Сква**ость

Рисунок А. 8 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов измеряемой частоты) при измерении частоты со случайной начальной фазой и заданных уровнях ММП: а) 0,001%; б) 0,0001%

10

ю-4

Рисунок А.9 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов образцовой частоты) при измерении частоты с нулевой начальной фазой

и заданных уровнях ММП: а) 0,1%; б) 0,01%

ю-4

Рисунок А. 10 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов образцовой частоты) при измерении частоты с нулевой начальной фазой и заданных уровнях ММП: а) 0,001%; б) 0,0001%

10

V 10 102 3

Ч, 10.4

10" 10

* 10 2 Ч> 10 3

X 1° а

Ч,. ю4

ю° 10°

Сква^осТЬ

Рисунок А. 11 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию

метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов образцовой частоты) при измерении частоты со случайной начальной фазой и заданных уровнях ММП: а) 0,1%; б) 0,01%

V Ю2 з 10 .4

10

Сква**оСТЬ

V Ю3

10 ю'

Рисунок А. 12 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию

метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов образцовой частоты) при измерении частоты со случайной начальной фазой и заданных уровнях ММП: а) 0,001%; б) 0,0001%

100

g 80

0

1 60

1 40 •е-

% 20

10"7 10"6 10"5 10"4 10"3 lo"2 lo'1 10° lo1 102 lo3 lo4 105 103

a10*

i"10

2

10"6 10"5 10A 10"3 lo"2 lo'1 10° ío1 io2 io3 104 105

Нормированная частота

Рисунок А. 13 - Графики эффективностей метода совпадения и выигрышей по быстродействию метода совпадения при заданном уровне ММП 0,1% и

скважностях: 50%; 10%; 1%; 0,25%

100

ё 80 о

£ 60

В 40 •е-

О 20

ю"7 ю"6 ю"5 ю"4 ю'3 10"2 ю"1 10° ю1 ю2 ю3 104 ю5 ю3

а ю2

fio1 2

10ю-7 ю"6 ю'5 10"4 ю"3 ю"2 10'1 10° ю1 ю2 ю3 ю4 ю5

Нормированная частота

..........rj=50% .... г|=10% : —- т|=1% ! — т|=0.25% 11 * _ . • у- У Г V - \\-

/ / х - ч \ \ : - - / / \ Ч V J .......' ........1 ........1 .......* • ■ -«"-I .................. ........<•■.....■ ■ ■ .TJ-----1----

......т|=10% : Г|=5% : — Ti=o.5% — л=о.1% г 'ч* V X

.......' ........1 ........1 '.....* ........1 ........1 ........1 ........1 ...'!.<*..........X;-

100

ё 80

о

и 60 к

S 40 •в«

О 20

ю'7 ю"6 ю"5 ю"4 ю"3 ю'2 10*1 10° ю1 ю2 ю3 ю4 ю5 ю3 д102 &101

1010"7 10"6 ю-5 ю"4 ю"3 ю"2 10*1 10° ю1 ю2 103 ю4 ю5

Нормированная частота

Рисунок А. 15 - Графики эффективностей метода совпадения и выигрышей по быстродействию метода совпадения при заданном уровне ММП 0,001% и

скважностях: 5%; 1%; 0,1%; 0,025%

100

g 80 о

§ 60

§ 40 •вО 20

ю"7 ю"6 ю'5 ю"4 ю*3 ю"2 10'1 10° ю1 ю2 ю3 ю4 ю5

ю3

ЭЮ2 з

& ю1

10ю-7 10"* 10"5 ю"4 ю"3 ю"2 ю"1 10° ю1 ю2 ю3 ю4 ю5

Нормированная частота

Рисунок А. 16 - Графики эффективностей метода совпадения и выигрышей по быстродействию метода совпадения при заданном уровне ММП 0,0001% и

скважностях: 1%; 0,5%; 0,05%; 0,01%

...........ц=5% : --- Т|=1% : — т|=о.1% — т|=0.025% }>}¡ _ _ .. ir] t : VJT V VV у / Ч Чч \Х

- - // г„ 3 \Ч-Ч\

............л=1% --- -п=0.5% — г|=0.05% — Л=0.01% 1 4J "" ^""Ч...... // Хч \\ - 4Sr4X.T- Г! - - - - - '4V V х г л v\

; _ ( / . .... ч X -i ......Х-*......**.....Г.................. ......... ........i ........г ........г . ...Гй*.........*_..Х

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Результаты вероятностного

моделирования

В приложении Б представлены результаты моделирования измерения частоты методом совпадения по вероятностной модели.

На рисунках Б.1-Б.6 представлены поверхности, иллюстрирующие требуемое количество периодов образцовой частоты при измерении частоты методом совпадения с нулевой и случайной начальной фазой, заданных уровнях относительной максимальной методической погрешности дискретизации: 0,001%; 0,0001%.

На рисунках Б.7-Б.12 представлены поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию метода совпадения по сравнению с методами прямого счета (за целое число периодов измеряемой или образцовой частоты) при измерении частоты с нулевой и случайной начальной фазой, заданных уровнях относительной максимальной методической погрешности дискретизации: 0,001%; 0,0001%.

10

ОФа**осТЬ

ю"5

ю-5

10

Сква**0СТЪ

10

10"5

ю-3 1

10

Сква^ос-гь

10

Скважное^

-2 Ю 10

10

ю-5

10

Сква-^ость

ю-5

10 5

10

С^ность

ность

10"5

2 Ю 10

Сква**осТЪ

10

Сгсва^осТЪ

V. ю-2

10

Сква^осТЬ

Рисунок Б.7 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов измеряемой частоты) при измерении частоты с нулевой начальной фазой при заданном уровне вероятности 0,95 и ММП: а) 0,001%; б) 0,0001%

-2 Ю 10

Сква-^осТЪ

"V ю-2

10

Сква^ос^ь

Рисунок Б.8 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов измеряемой частоты) при измерении частоты с нулевой начальной фазой при заданном уровне вероятности 0,35 и ММП: а) 0,001%; б) 0,0001%

а)

300

& 200 к 3 СО

V ю-2

10

Сква**0СТЪ

1200

1000

а 800

3 о. С 600

я

3 т 400

200

10

С^йо^ь

10"5

Рисунок Б.9 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов измеряемой частоты) при измерении частоты с нулевой начальной фазой при заданном уровне вероятности 0,2 и ММП: а) 0,001%; б) 0,0001%

200 § 150

»а

а

5 100 га

50

10

Сква**0^

10"5

Рисунок Б. 10 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию

метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов измеряемой частоты) при измерении частоты со случайной начальной фазой при заданном уровне вероятности 0,95 и ММП: а) 0,001%; б) 0,0001%

10 10

дз а. С к 3

а

100

ю-5

Рисунок Б. 11 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию

метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов измеряемой частоты) при измерении частоты со случайной начальной фазой при заданном уровне вероятности 0,35 и ММП: а) 0,001%; б) 0,0001%

ю"2

10

600

а

£-400 я 3 га

200

-2 Ю 10

С«ва**0СТЬ

Рисунок Б. 12 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию

метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов измеряемой частоты) при измерении частоты со случайной начальной фазой при заданном уровне вероятности 0,2 и ММП: а) 0,001%; б) 0,0001%

Рисунок Б. 13 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов образцовой частоты) при измерении частоты с нулевой начальной фазой при заданном уровне вероятности 0,95 и ММП: а) 0,001%; б) 0,0001%

10

Рисунок Б. 14 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов образцовой частоты) при измерении частоты с нулевой начальной фазой при заданном уровне вероятности 0,35 и ММП: а) 0,001%; б) 0,0001%

X10 Ч 10

%103

10"

Сква**оСТЬ

X Ю3

4

№

10

даа^о^ь

Рисунок Б. 15 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов образцовой частоты) при измерении частоты с нулевой начальной фазой при заданном уровне вероятности 0,2 и ММП: а) 0,001%; б) 0,0001%

Рисунок Б. 16 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию

метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов образцовой частоты) при измерении частоты со случайной начальной фазой при заданном уровне вероятности 0,95 и ММП: а) 0,001%; б) 0,0001%

б)

600

400

л

Он

С к

й 200

10

10

,«« — 10' 1У 10"

Рисунок Б. 17 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию

метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов образцовой частоты) при измерении частоты со случайной начальной фазой при заданном уровне вероятности 0,35 и ММП: а) 0,001%; б) 0,0001%

Рисунок Б.18 - Поверхности, характеризующие выигрыш по быстродействию

метода совпадения по сравнению с методом прямого счета (за целое число периодов образцовой частоты) при измерении частоты со случайной начальной фазой при заданном уровне вероятности 0,2 и ММП: а) 0,001%; б) 0,0001%

.2 Ю

10

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Акты внедрения результатов научной работы

УТВЕРЖДАЮ

АКТ

Внедрения результатов диссертационной работы Лаптева Д.В., выполненной на тему «Измерение частоты следования импульсов электрических сигналов методом совпадения», в учебный процесс

Настоящим актом удостоверяется, что результаты диссертационных исследований Лаптева Д.В., внедрены в учебный процесс кафедры «Защиты информации» (ЗИ) ФГБУ ВПО «Новосибирский государственный технический университет» (НГТУ). Результаты работы входят в лекционный материал и лабораторные работы по курсу «Аналоговые и цифровые измерительные устройства» для подготовки бакалавров и магистров по направлению «Приборостроение» (200100), кроме того, используются в качестве направления исследования для выполнения выпускных квалификационных работ.

Заведующий кафедрой ЗИ

с.н.с. К.Т.Н.

В.А. Трушин

Декан АВТФ

ч

ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

РАДИО и МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

ЗАО "Радио и Микроэлектроника" Россия, 630082, г, Новосибирск-82, Дачная, 60, р/с 40702810844090100023 в Сибирском банке Сбербанка РФ г. Новосибирск к/с 30101810500000000641

ИНН 5408110390, БИК 045004641, КПП 540201001, ОКВЭД 33,204

Настоящим актом удостоверяется, что результаты диссертационной работы.-Лаптева Дмитрия Владимировича «Измерение частоты следования импульсов электрических сигналов методом совпадения», внедрены в производственный процесс, в виде блока в стенде для контроля частоты кварцевых генераторов, которые применяются в производстве многотарифных счетчиков электрической энергии. Работа проведена в рамках договора на выполнение научно-исследовательской работы № ЗИ-1-14 «Разработка и исследование средств измерения параметров периодических сигналов». Работа блока основана па алгоритме с автоматическим выбором режима измерения частоты (методами прямого счета либо методом совпадения), что позволяет сократить время контроля частоты кварцевого генераторов.

УТВЕРЖДАЮ Генеральный диЕекхор—

«

АКТ

С.П. Порватов

С.Г. Кашков

13 630001, Новосибирск-01 а/и 170

®S¡ [phone]

E-mail: [e-mail]