PL230329B1 - Method for measuring the voltage period and the system for measuring the voltage period - Google Patents

Method for measuring the voltage period and the system for measuring the voltage period

Info

Publication number
PL230329B1
PL230329B1 PL409798A PL40979814A PL230329B1 PL 230329 B1 PL230329 B1 PL 230329B1 PL 409798 A PL409798 A PL 409798A PL 40979814 A PL40979814 A PL 40979814A PL 230329 B1 PL230329 B1 PL 230329B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
objective function
value
measurement
memory unit
data
Prior art date
Application number
PL409798A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL409798A1 (en
Inventor
Przemysław Krzyk
Original Assignee
Politechnika Krakowska Im Tadeusza Kosciuszki
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Krakowska Im Tadeusza Kosciuszki filed Critical Politechnika Krakowska Im Tadeusza Kosciuszki
Priority to PL409798A priority Critical patent/PL230329B1/en
Publication of PL409798A1 publication Critical patent/PL409798A1/en
Publication of PL230329B1 publication Critical patent/PL230329B1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest układ do pomiaru okresu napięcia, znajdujący zastosowanie przy badaniu właściwości elektrycznych obwodów prądu okresowo zmiennego.The subject of the invention is a voltage period measuring system for testing the electrical properties of periodically alternating current circuits.

Znane jest rozwiązanie wyznaczania okresu sygnału przedstawione w podręczniku Zieliński T. P. „Cyfrowe przetwarzanie sygnałów od teorii do zastosowań” Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2005, 2009, w oparciu o wartość funkcji korelacji własnej Rx(z) w postaci wzoru:The solution for determining the signal period presented in the Zieliński TP textbook "Digital Signal Processing from Theory to Applications" by Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warsaw 2005, 2009, is known, based on the value of the own correlation function R x (z) in the form of the formula:

+□0+ □ 0

Ą.(r) = j -T^dt -00 gdzie x(t) jest badanym sygnałem, zaś x(t-r) jest badanym sygnałem przesuniętym o czas τ. Funkcja autokorelacji przyjmuje wartości maksymalne dla przesunięć czasowych τ równych wielokrotności okresu sygnału x(t), stąd też okres sygnału jest równy najmniejszej odległości pomiędzy maksimami funkcji autokorelacji. W przypadku rzeczywistych układów pomiarowych dysponuje się jedynie ograniczoną liczbą próbek i funkcję autokorelacji zastępuje się estymatorem nieobciążonym Rx(k) w postaci wzoru:Ą (r) = j -T ^ dt -00 where x (t) is the tested signal, and x (tr) is the tested signal, shifted by the time τ. The autocorrelation function takes maximum values for time shifts τ equal to the multiple of the signal period x (t), hence the signal period is equal to the smallest distance between the maxima of the autocorrelation function. In the case of real measurement systems, only a limited number of samples is available and the autocorrelation function is replaced by the unbiased estimator R x (k) in the form of the formula:

w-i-H gdzie N jest liczbą próbek, -Λ/ + 1 < k < O jest wartością przesunięcia, zaś x(n) są próbkami sygnału dla O < η < Λ/-1. Dla tych układów okres jest określany w analogiczny sposób jak dla sygnału ciągłego i jest równy w przybliżeniu minimalnej odległości miedzy maksimami funkcji autokorelacji.w-i-H where N is the number of samples, -Λ / + 1 <k <O is the shift value, and x (n) are the signal samples for O <η <Λ / -1. For these systems, the period is determined in the same way as for the continuous signal and is approximately equal to the minimum distance between the maxima of the autocorrelation function.

Znane rozwiązanie charakteryzuje się przede wszystkim tym, że rozdzielczość wyniku pomiaru jest równa okresowi próbkowania, stąd błąd wyniku pomiaru jest silnie zależny od synchroniczności mierzonego sygnału i okresu próbkowania. Dodatkową wadą jest przyjmowanie przez estymator funkcji autokorelacji przybliżonych wartości maksymalnych, które nieznacznie się od siebie różnią i nie są znormalizowane, czyli przyjmują różne wartości dla różnych sygnałów.The known solution is characterized above all by the fact that the resolution of the measurement result is equal to the sampling period, hence the error of the measurement result is strongly dependent on the synchronicity of the measured signal and the sampling period. An additional disadvantage is that the autocorrelation function estimator adopts approximate maximum values that differ slightly from each other and are not normalized, i.e. they assume different values for different signals.

Przykładowo, urządzenia i systemy do pomiaru okresu sygnałów w oparciu o funkcje autokorelacji zostały przedstawione w publikacjach patentowych US4463425, US5584295, US6477476.For example, devices and systems for measuring the period of signals based on autocorrelation functions have been disclosed in US4463425, US5584295, US6477476.

Istotą układu do pomiaru okresu napięcia według wynalazku jest to, że układ ten mierzy wartości chwilowe napięcia w równych odstępach czasu zwanych okresem próbkowania Ts mniejszym od połowy czasu mierzonego okresu T napięcia, zaś czas całego pomiaru obejmuje minimum dwa pełne okresy T mierzonego napięcia, czyli tn > 2T, a następnie na podstawie wartości wyników pomiaru w sposób analityczny estymuje wartość okresu napięcia.The essence of the voltage period measuring system according to the invention is that this system measures the instantaneous voltage values at equal time intervals called the sampling period T s less than half the time of the measured voltage period T, and the time of the entire measurement covers at least two full periods T of the measured voltage, i.e. t n > 2T, and then, on the basis of the values of the measurement results, it analytically estimates the value of the voltage period.

Układ do pomiaru okresu T napięcia u(f), zawiera wzmacniacz, którego zaciski wejściowe są przyłączone do punktów obwodu elektrycznego, pomiędzy którymi występuje mierzone napięcie u(f) i którego wyjście przyłączone jest do wejścia przetwornika analogowo-cyfrowego. Do wejścia cyfrowego wyzwalającego próbkowanie przetwornika (pomiar wartości chwilowej napięcia na wejściu analogowym przetwornika) jest przyłączony cyfrowy sygnał zegarowy generowany przez generator sygnału zegarowego o okresie Ts < 0,57, wyzwalający próbkowanie w czasach 6, fc, ti,... tn, gdzie t, =(/-1)7, oraz czas ostatniego pomiaru spełnia warunek tn = (n-^Ts >2T. Wyjście przetwornika analogowo-cyfrowego, na które dla poszczególnych próbek przesyłane są sygnały wynikowe o wartościach t/i = u(t·}, ui = uz = u(t3), ... un = u(tn), przyłączone jest do kontrolera toru pomiarowego, który sterowany jest przez kontroler interfejsu służący do komunikacji z użytkownikiem za pomocą interfejsu. Z kontrolerem toru pomiarowego połączony jest blok pamięci danych pomiarowych służący do przechowywania danych odczytanych przez kontroler toru pomiarowego z przetwornika analogowo-cyfrowego. Do bloku pamięci danych pomiarowych przyłączony jest układ wyznaczania wartości funkcji celu, którego zadaniem jest określanie wartości funkcji celu fc dla wartości argumentu funkcji celu Tm i zapisywanie wartości funkcji celu fc w jednostce pamięci wartości funkcji celu oraz argumentu funkcji celu Tm w jednostce pamięci wartości argumentu funkcji celu. Do jednostki pamięci wartości funkcji celu i do jednostki pamięci wartości argumentu funkcji celu przyłączony jest układ wyznaczania minimum funkcji celu, który określa wartość argumentu funkcji celu Tm, dla której wartość funkcji celu fc przyjmuje wartość minimalną, i zapisuje tą wartość w jednostce pamięci okresu napięcia. Układ wyznaczania minimum funkcji celu aktywuje układ wyznaczania wartości funkcji celu do wyznaczania wartości funkcji celu fc dla kolejnych wartości argumentów funkcji celu Tm z zakresu od Tmin do Tmax z rozdzielczością Tstep, zaś kontrolerThe circuit for measuring the period T of the voltage u (f) comprises an amplifier whose input terminals are connected to points of the electrical circuit between which the measured voltage u (f) is present and whose output is connected to the input of an analog-to-digital converter. A digital clock signal generated by a clock signal generator with period T s <0.57, triggering sampling at times 6, fc, ti, ... t n is connected to the digital input that triggers the sampling of the converter (measurement of the instantaneous value of the voltage at the analog input of the converter) , where t, = (/ - 1) 7, and the time of the last measurement meets the condition t n = (n- ^ Ts> 2T. The output of the analog-to-digital converter, to which the result signals with the values t / i = are sent for individual samples u (t}, ui = uz = u (t3), ... u n = u (t n ), is connected to the measuring line controller which is controlled by the interface controller used for communication with the user via the interface. The measuring data memory block is connected to the measuring line controller, which is used to store the data read by the measuring track controller from the analog-to-digital converter. The task is to determine the value of the objective function f c for the value of the argument of the objective function T m and store the value of the objective function f c in the memory unit of the value of the objective function and the argument of the objective function T m in the memory unit of the value of the argument of the objective function. Attached to the objective function value memory unit and the objective function argument value memory unit is the objective function minimum calculator, which determines the value of the objective function argument T m , for which the objective function f c takes the minimum value, and stores this value in the period memory unit. voltage. The system of determining the minimum of the objective function activates the system of calculating the value of the objective function to determine the value of the objective function f c for successive values of the arguments of the objective function T m from the range T m in to T max with a resolution of T s tep, while the controller

PL 230 329 Β1 interfejsu wskazuje jako zmierzoną wartość okresu T napięcia u(f) odczytaną z jednostki pamięci okresu napięcia po wykonaniu obliczeń dla zakresu przeszukiwania częstotliwości od Τ™η do Tmax z rozdzielczością TstepUkład wyznaczania wartości funkcji celu składa się z następujących układów: układu modyfikacji czasu, układu sortowania ciągu, układu uśredniania danych, układu wyznaczania funkcji interpolacyjnych oraz układu wyznaczania wartości końcowej funkcji celu.PL 230 329 Β1 of the interface shows the measured value of the voltage period T u (f) read from the voltage period memory unit after performing calculations for the frequency search range from Τ ™ η to T max with resolution Tstep The system for determining the value of the objective function consists of the following systems: time modification, sequence sorting system, data averaging system, interpolation function determination system and final objective function determination system.

Układ modyfikacji czasu odczytuje z bloku danych ciąg par danych pomiarowych w postaci czasu pomiaru i wartości chwilowej napięcia w danym czasie pomiaru według wzoru:The time modification system reads the sequence of measurement data pairs from the data block in the form of the measurement time and the instantaneous voltage value at a given measurement time according to the formula:

(^,^),((^1^),((^),...((,,,^,) i modyfikuje ciąg danych pomiarowych poprzez modyfikację wartości czasów pomiaru według wzoru:(^, ^), ((^ 1 ^), ((^), ... ((,,, ^,) and modifies the measurement data string by modifying the values of measurement times according to the formula:

Tm gdzie L J jest operacją zaokrąglania w dół, otrzymując ciąg w postaci:T m where LJ is the rounding down operation, obtaining a string of the form:

(^),((^),((^),...((^,^ który zapisuje w bloku pamięci danych zmodyfikowanych, który przyłączony jest do układu sortowania ciągu.(^), ((^), ((^), ... ((^, ^ which writes to the modified data memory block that is attached to the string sort system.

Układ sortowania ciągu sortuje odczytane z bloku pamięci danych zmodyfikowanych zmodyfikowany ciąg par danych pomiarowych według zmodyfikowanego czasu pomiaru t' uzyskując ciąg w postaci:The sequence sort system sorts the modified sequence of measurement data pairs read from the modified data memory block according to the modified measurement time t ', obtaining a sequence in the form:

(,n n\ (n\ i n\ in\ ^1 > W1 ) z V2’ Z/2 ) ' ) '· > u„ ) o własności t < t( n który zapisuje w bloku pamięci danych posortowanych, który przyłączony jest do układu uśredniania danych.(, nn \ (n \ in \ in \ ^ 1> W 1) z V2 ' Z / 2)') '·> u ') with the property t <t ( n which writes to the sorted data memory block that is attached to to the data averaging system.

Układ uśredniania danych uśrednia zmodyfikowane dane pomiarowe o tym samym zmodyfikowanym czasie pomiaru odczytanych z bloku pamięci danych posortowanych poprzez zastępowanie kilku par danych pomiarowych o tym samym zmodyfikowanym czasie jedną parą danych pomiarowych o tym samym zmodyfikowanym czasie i wartości napięcia równej średniej arytmetycznej napięć uśrednianych danych pomiarowych otrzymując ciąg m elementowy:The data averaging system averages the modified measurement data with the same modified measurement time read from the sorted data memory block by replacing several pairs of measurement data with the same modified time with one pair of measurement data with the same modified time and the voltage value equal to the arithmetic mean of the averaged measurement data voltages, yielding element string m:

w którym m < n i który zapisuje w bloku pamięci danych uśrednionych, który przyłączony jest do układu wyznaczania wartości ciągów.wherein m <n and which stores in an average data memory block which is connected to a string evaluation circuit.

Układ wyznaczania wartości ciągów odczytuje m par uśrednionych danych pomiarowych z bloku pamięci danych uśrednionych i na ich podstawie wykonuje następujące operacje:The string value determination system reads m pairs of averaged measurement data from the averaged data memory block and based on them performs the following operations:

- wykorzystując argument Tm wyznacza ciąg różnic czasów Δ7 według wzoru:- using the argument T m determines the sequence of time differences Δ7 according to the formula:

At, - ti+l -t, dla i = 1,2,3... m -1At, - t i + l -t, for i = 1,2,3 ... m -1

Δί =T -t m m m którego wartości zapisuje w pierwszym bloku pamięci,Δί = T -t m m m whose values are saved in the first block of memory,

- wykorzystując argument Tm wyznacza ciąg różnic czasów według wzoru:- using the argument T m determines the sequence of time differences according to the formula:

Δ2ί, = ζ+2 -i, dla i = l,2,3...w-2 którego wartości zapisuje w drugim bloku pamięci,Δ 2 ί, = ζ +2 -i, for i = l, 2,3 ... w-2, the values of which are saved in the second block of memory,

PL 230 329 Β1PL 230 329 Β1

- wyznacza ciąg a według wzoru:- determines the sequence a according to the formula:

- u.- u.

a. = 1 a. = 1

Δ/, u — uΔ /, u - u

a. _ £+i----d|a j = 2 3 4... m -1a. _ £ + i ---- d | a j = 2 3 4 ... m -1

Δ2<-ι ^m+lΔ 2 <-ι ^ m + l

Δζ, którego wartości zapisuje w trzecim bloku pamięci,Δζ, the values of which are saved in the third memory block,

- wyznacza ciąg b według wzoru:- determines the sequence b according to the formula:

ξ = (α/+) -aj Δ/. dla i = 1,3,4·--m którego wartości zapisuje w czwartym bloku pamięci,ξ = (α / +) -aj Δ /. for i = 1,3,4 · - m, the values of which are stored in the fourth block of memory,

- wyznacza ciąg c według wzoru:- determines the sequence c according to the formula:

c, = 0 c = ΜΜΔύ+^ιΔζ ι d|a/ = 2,3,4...^-1 δ2<._, _ w ,,,,ΔΖ +μ.Δ/,„ , __ jy__M ~ I IM________1J A #c, = 0 c = Μ Μ Δ ύ + ^ ιΔζ ι d | a / = 2,3,4 ... ^ - 1 δ 2 <._, _ w ,,,, ΔΖ + μ.Δ /, ", __ jy__M ~ I IM________1J - A #

Δ2ς-, którego wartości zapisuje w piątym bloku pamięci,Δ 2 ς-, the values of which are saved in the fifth block of memory,

- wyznacza średnią μ według wzoru:- determines the mean μ according to the formula:

m i A\ /=i k 2J której wartość zapisuje w jednostce pamięci średniej μ; m i A \ / = ik 2 J the value of which is stored in the mean memory unit μ;

- wyznacza ciąg d według wzoru:- determines the sequence d according to the formula:

di = c, -(-!)’ μ dla i = 1,3,4. ..m którego wartości zapisuje w szóstym bloku pamięci.d i = c, - (-!) 'μ for i = 1,3,4. ..m, the values of which are saved in the sixth block of memory.

Do pierwszego czwartego i szóstego bloku pamięci przyłączony jest układ wyznaczania wartości końcowej funkcji celu.Connected to the first, fourth and sixth memory blocks is a terminator for the objective function.

Układ wyznaczania wartości końcowej funkcji celu wczytuje m elementów ciągów ΔΖ, b i c odpowiednio z pierwszego czwartego i szóstego bloku pamięci, na podstawie których wyznacza ostateczną wartość funkcji celu fc dla argumentu Tm według wzoru;The end evaluator of the objective function reads m elements of the sequences ΔΖ, b and c from the first, fourth and sixth memory blocks, respectively, from which it determines the final value of the objective function f c for the argument T m according to the formula;

\ m f f h ) λ /Λ)νΣ ‘,+ς’ k /=1 \A 3 / J którą zapisuje w jednostce pamięci wartości funkcji celu.\ m ffh) λ / Λ) νΣ ', + ς' k / = 1 \ A 3 / J which is stored in the memory unit of the objective function values.

Zaletą układu do pomiaru okresu według wynalazku jest to, że układ ten posiada dowolną rozdzielczość pomiaru okresu, ponieważ argument okresu napięcia Tm funkcji celu fc nie musi być wielokrotnością okresu próbkowania Tsjak ma to miejsce w przypadku metody autokorelacji. Możliwość wyznaczania funkcji celu dla dowolnej wartości argumentu Tmspełniającego warunek 2TS <Tm <±(n- 1)TS oraz wyznaczanie wartości tejże funkcji na całym odpowiednio interpolowanym przedziale [0, Tm] powoduje mniejszy wpływ asynchroniczności próbkowania na błąd pomiaru w porównaniu z metodą estymatoraAn advantage of the inventive period measurement circuitry is that it has any period measurement resolution, since the voltage period T m argument of the objective function f c does not have to be a multiple of the sampling period Tsjak, as is the case with the autocorrelation method. The possibility of determining the objective function for any value of the argument T m satisfying the condition 2T S <T m <± (n-1) T S and determining the value of this function over the entire appropriately interpolated interval [0, Tm] results in a smaller impact of sampling asynchrony on the measurement error in compared to the estimator method

PL 230 329 Β1 funkcji autokorelacji. Kolejną zaletą jest nieujemna wartość funkcji celu, należąca do przedziału [0,+oo], co pozwala na łatwiejsze określenie wartości minimalnej bliskiej 0. Dodatkową zaletą jest nieskomplikowany sposób wyznaczania funkcji celu, co pozwala na szybkie wykonywanie obliczeń numerycznych. Przyspieszenie obliczeń pozwala na obniżenie częstotliwości taktowania procesora, który wykonywałby takie obliczenia, a tym samym wpływa na zmniejszenie zużycia energii elektrycznej przez urządzenie pomiarowe.PL 230 329 Β1 of the autocorrelation function. Another advantage is the non-negative value of the objective function, belonging to the range [0, + oo], which allows for easier determination of the minimum value close to 0. An additional advantage is the uncomplicated way of determining the objective function, which allows for quick numerical calculations. Acceleration of the calculations allows you to reduce the clock frequency of the processor that would perform such calculations, and thus reduces the electricity consumption of the measuring device.

Przykład realizacji układu do pomiaru według wynalazku zostanie przedstawiony na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia ogólnie układ pomiarowy, a Fig. 2 przedstawia schemat układu wyznaczania wartości funkcji celu UWWFC.An embodiment of the measurement system according to the invention will be shown in the drawing, in which Fig. 1 shows an overall measurement arrangement and Fig. 2 shows a diagram of a UWWFC target function value evaluation arrangement.

Układ pomiarowy jest przystosowany do obsługi przez użytkownika za pomocą interfejsu INT. Poprzez interfejs INT użytkownik może nastawić parametry pracy układu pomiarowego, uruchomić pomiar okresu napięcia czy też odczytać wynik pomiaru. Interfejs INT połączony jest dwukierunkową magistralą cyfrową z kontrolerem interfejsu KI. Kontroler interfejsu KI jest przystosowany do pracy w dwóch trybach: w trybie komunikacji (z użytkownikiem) oraz w trybie oczekiwania. W trybie komunikacji kontroler KI obsługuje interfejs INT - wysyła dane do wyświetlenia, pobiera parametry nastawcze oraz pobiera komendę o rozpoczęciu pomiaru. Dodatkowo kontroler KI zapisuje parametry pracy układu za pomocą magistral cyfrowych w odpowiednich jednostkach pamięci: okres próbkowania Ts w jednostce Ts, liczbę próbek n w jednostce n, dolny zakres przeszukiwania okresu napięcia Tmm w jednostce Tmin, górny zakres przeszukiwania okresu napięcia Tmax w jednostce Tmax, zaś rozdzielczość pomiaru (tj. krok przeszukiwanych okresów napięcia) Tstep w jednostce Tstep. Ponadto kontroler KI odczytuje za pomocą magistrali cyfrowej wyznaczony okres napięcia elektrycznego Tu zapisany w jednostce pamięci Tu. W momencie nadejścia z interfejsu INT komendy o inicjacji pomiaru, kontroler interfejsu KI sprawdza poprawność nastaw parametrów pomiaru za pomocą pięciu warunków:The measuring system is adapted to be operated by the user via the INT interface. Through the INT interface, the user can set the operating parameters of the measuring system, start the voltage period measurement or read the measurement result. The INT interface is connected by a bi-directional digital bus with the KI interface controller. The KI interface controller is adapted to work in two modes: in communication mode (with the user) and in standby mode. In the communication mode, the KI controller supports the INT interface - it sends data for display, downloads setting parameters and gets a command to start the measurement. In addition, the KI controller saves the system operation parameters using digital buses in the appropriate memory units: sampling period T s in the unit T s , number of samples n in the unit n, lower voltage period search range T mm in the Tmin unit, upper voltage period search range T max in unit of Tmax, and the measurement resolution (i.e. step of the searched voltage periods) T ste p in the unit Tstep. In addition, the controller KI reads via the digital bus the determined period of the electric voltage T u stored in the memory unit T u . When a command to initiate a measurement is received from the INT interface, the KI interface controller checks the correctness of the measurement parameter settings using five conditions:

1. dolna granica zakresu pomiaru musi być mniejsza od górnej granicy zakresu pomiaru, czyli Tmin < Tmax1.The lower limit of the measuring range must be smaller than the upper limit of the measuring range, i.e. Tmin <Tmax

2. rozdzielczość pomiaru musi być nie mniejsza niż 0,1 zakresu pomiaru, czyli 10Tstep< Tmax-Tmn 2. The measurement resolution must not be less than 0.1 of the measurement range, i.e. 10T step <T max -T mn

3. okres próbkowania Ts musi być nie mniejszy od minimalnego okresu przetwarzania danych Tη,np wynikających z parametrów urządzenia, czyli Ts> Tm,np3.sample period T s must not be less than the minimum data processing period Tη, e.g. resulting from the device parameters, i.e. T s > T m , n p

4. czas pomiaru musi obejmować minimum dwa pełne okresy mierzonego napięcia elektrycznego, czyli (n-AjTs > 2Tmax 4. the measurement time must cover at least two full periods of the measured voltage, i.e. (n-AjTs> 2T max

5. okres próbkowania musi być mniejszy od połowy okresu mierzonego napięcia elektrycznego, CZyli 2TS < Tmin5. The sampling period must be less than half the period of the measured electrical voltage, C yli 2T S <Tmin

Jeżeli nastawy są błędne, to kontroler KI wysyła do interfejsu INT odpowiednią informację o błędzie i przechodzi do ustawiania danych. Jeżeli natomiast nastawy pomiaru są poprawne to kontroler interfejsu KI wysyła do interfejsu INT informację o rozpoczęciu pomiaru oraz wysyła sygnał cyfrowy do kontrolera toru pomiarowego KTP w celu rozpoczęcia pomiaru. Następnie kontroler KI zawiesza swe działanie w trybie komunikacji, przechodząc do trybu oczekiwania do momentu pojawienia się sygnału cyfrowego informującego o zakończeniu pomiaru pochodzącego z układu wyznaczania wartości minimalnej funkcji celu UWMINFC. W momencie pojawienia się sygnału zakończenia pomiaru z układu UWMINFC kontroler interfejsu KI pobiera wynik z jednostki Tu, wysyła go do interfejsu INT i następnie powraca do trybu komunikacji z użytkownikiem.If the settings are incorrect, the KI controller sends the appropriate error information to the INT interface and proceeds to setting the data. If, however, the measurement settings are correct, the KI interface controller sends to the INT interface information about the start of the measurement and sends a digital signal to the KTP measurement line controller in order to start the measurement. Then the KI controller suspends its operation in the communication mode, going to the standby mode until the appearance of a digital signal informing about the end of the measurement coming from the system for determining the minimum value of the target function UWMINFC. When the signal of measuring completion from the UWMINFC system appears, the KI interface controller downloads the result from the T u unit, sends it to the INT interface and then returns to the communication mode with the user.

Kontroler toru pomiarowego KTP odczytuje dane z toru pomiarowego i umieszcza wyniki w bloku pamięci danych pomiarowych BD. W skład toru pomiarowego wchodzą: wzmacniacz W, przetwornik analogowo cyfrowy ADC oraz generator sygnału zegarowego CLK. Generator G, podłączony do zacisków wejściowych toru pomiarowego, reprezentuje symbolicznie układ generujący zmienne napięcie, którego okres jest badany. Zaciski generatora napięcia okresowego G połączone są z wejściem liniowego wzmacniacza W. Wyjście wzmacniacza W połączone jest z przetwornikiem analogowo cyfrowym ADC. Zadaniem wzmacniacza Wjest kondycjonowanie napięcia wejściowego do zakresu przetwornika ADC. Oznacza to, że napięcie na wyjściu wzmacniacza w odniesieniu do masy jest wprost proporcjonalne do napięcia wejściowego układu pomiarowego oraz wzmocnienie wzmacniacza jest tak dobrane, aby przy zadanym zakresie pomiarowym napięcie na jego wyjściu nie przekraczało zakresu pracy przetwornika ADC. Wynik pomiaru przetwornika ADC przekazywany jest za pomocą magistrali cyfrowej do kontrolera toru pomiarowego KTP. Pomiar w przetworniku ADC wzbudzany jest za pomocą zewnętrznego sygnału pochodzącego ze sterowanego zegara CLK. Sygnał z zegara CLK podawany jest także na wejście cyfrowe kontrolera KTP w celu podania informacji o wykonywanym pomiarze. Czas pomiędzy kolejnymi sygnałami wzbudzenia pomiaru ustawiany jest w zegarze CLK za pomocą sygnałuThe KTP measurement path controller reads the data from the measurement path and places the results in the BD measurement data memory block. The measuring path includes: the W amplifier, the ADC analog-digital converter and the CLK clock signal generator. The generator G, connected to the input terminals of the test circuit, symbolically represents the system generating the alternating voltage, the period of which is being tested. The terminals of the periodic voltage generator G are connected with the input of the linear amplifier W. The output of the amplifier W is connected with the analog-to-digital converter ADC. The task of the W amplifier is to condition the input voltage to the ADC range. This means that the voltage at the output of the amplifier in relation to the mass is directly proportional to the input voltage of the measuring system and the amplifier gain is selected so that at a given measuring range, the voltage at its output does not exceed the operating range of the ADC converter. The measurement result of the ADC converter is transmitted via the digital bus to the KTP measurement track controller. The measurement in the ADC converter is triggered by an external signal coming from the controlled clock CLK. The signal from the CLK clock is also fed to the digital input of the KTP controller in order to provide information about the performed measurement. The time between successive signals of the measurement excitation is set in the CLK clock by a signal

PL 230 329 Β1 cyfrowego z kontrolera toru pomiarowego KTP. Nastawy zegara CLK są stałe podczas całego pomiaru i są ustalane tak, że poziom wzbudzenia przetwornika ADC trwa przez cały okres przetwarzania przetwornika, a następnie sygnał na wyjściu zegara ustawiany jest na przeciwny i ponownie zmieniany na stan wzbudzenia przetwornika po czasie Ts.PL 230 329 Β1 digital from the KTP measurement circuit controller. The CLK clock settings are constant throughout the measurement and are set so that the ADC excitation level lasts for the entire transducer processing period, and then the clock output is set to the opposite and re-changed to the transducer excited state after T s .

Kontroler KTP połączony jest z jednostkami pamięci Ts i, n oraz blokiem pamięci BD. Kontroler za pomocą magistral cyfrowych odczytuje okres próbkowania Ts z jednostki pamięci Ts oraz liczbę próbek n z jednostki pamięci n, zapisuje dane pomiarowe do bloku pamięci danych pomiarowych BD oraz zapisuje i odczytuje wartość zmiennej numeru pomiaru i z jednostki pamięci i. Układ kontrolera KTP także pobiera sygnał cyfrowy inicjacji pomiaru z kontrolera interfejsu KI oraz wysyła sygnał cyfrowy inicjacji przetwarzania danych do układu wyznaczania minimum funkcji celu UWMINFC.The KTP controller is connected to the memory units T s i, n and the BD memory block. The controller, by means of digital buses, reads the sampling period T s from the memory unit T s and the number of samples n from the memory unit n, writes the measurement data to the measurement data memory block BD and writes and reads the value of the variable of the measurement number and from the memory unit i. a measurement initiation digital signal from the KI interface controller; and sends a data processing initiation digital signal to the UWMINFC target function minimum calculator.

Kontroler toru pomiarowego KTP, po odebraniu sygnału cyfrowego inicjacji pomiaru z kontrolera KI, ustawia wartość numeru pomiaru i = 1 w jednostce i oraz odczytuje okres próbkowania Ts z jednostki Ts i ustawia zegar CLK, Następnie kontroler rozpoczyna cykl pomiarowy i wykonuje następującą sekwencję czynności:The KTP measurement path controller, after receiving the digital measurement initiation signal from the KI controller, sets the value of the measurement number i = 1 in the unit i and reads the sampling period T s from the unit T s and sets the CLK clock, Then the controller starts the measurement cycle and performs the following sequence of actions :

1. odczytuje daną i z jednostki i, na podstawie której ustala czas pomiaru t, według wzoru ti = (/-1) Ts1.reads the data i from the unit i, on the basis of which it determines the measurement time t, according to the formula ti = (/ -1) Ts

2. oczekuje na sygnał cyfrowy z zegara CLK wzbudzenia pomiaru przetwornika ADC2. waits for a digital signal from the ADC excitation clock CLK

3. oczekuje na sygnał cyfrowy z zegara CLK o stanie przeciwnym, który informuje, że przetwornik ADC zakończył pomiar3. waits for a digital signal from the CLK clock with the opposite state, which informs that the ADC converter has finished the measurement

4. odczytuje dane z przetwornika ADC4. Reads data from ADC

5. przetwarza dane z przetwornika ADC uwzględniając wzmocnienie wzmacniacza W i uzyskuje wartość napięcia na wejściu toru pomiarowego5. processes data from the ADC converter taking into account the amplification of the amplifier W and obtains the voltage value at the input of the measurement circuit

6. zapisuje wynik pomiaru w postaci pary (u,, t) w bloku BD, gdzie ui = u(tt) jest napięciem na wejściu toru pomiarowego w czasie t,6.saves the measurement result in the form of a pair (u ,, t) in the BD block, where ui = u (tt) is the voltage at the input of the measuring line at time t,

7. zwiększa wartość numeru pomiaru / w jednostce i o jeden (i = i + 1)7.increases the value of the measurement number / in the i unit by one (i = i + 1)

8. porównuje wartości zapisane w jednostkach i oraz n, jeżeli i < n to przechodzi do kolejnego pomiaru - początku cyklu, jeżeli zaś i > n to kontroler kończy cykl pomiarowy.8. compares the values in the units i and n, if i <n, it goes to the next measurement - the beginning of the cycle, and if i> n, the controller ends the measurement cycle.

W momencie wykonania wszystkich pomiarów kontroler toru pomiarowego KTP zatrzymuje zegar CLK, wysyła sygnał cyfrowy wzbudzenia układu wyznaczania wartości minimalnej funkcji celu UWMINFC, a następnie oczekuje aż pojawi się kolejny sygnał cyfrowy inicjacji pomiaru z kontrolera interfejsu KI. W wyniku działania kontrolera KTP dane pomiarowe w bloku BD zapisane są w postaci ciągu par:When all measurements are made, the KTP measurement path controller stops the CLK clock, sends a digital signal of excitation of the system for determining the minimum value of the UWMINFC target function, and then waits for the next digital signal of measurement initiation from the KI interface controller. As a result of the KTP controller operation, the measurement data in the BD block are stored in the form of a sequence of pairs:

Układ wyznaczania minimum funkcji celu UWMINFC wyznacza wartość okresu mierzonego napięcia na podstawie argumentu, dla którego wartość funkcji celu przyjmuje wartość minimalną. Wartości funkcji celu wyznaczane są w osobnym układzie wyznaczania wartości funkcji celu UWWFC. Układ UWMINFC za pomocą magistral cyfrowych odczytuje wartości dolnego zakresu przeszukiwania okresu napięcia Tmin z jednostki pamięci Tmin, górnego zakresu przeszukiwania okresu napięcia Tmax z jednostki pamięci Tmax, rozdzielczości pomiaru - kroku przeszukiwanych okresów napięcia Tstep z jednostki pamięci Tsteporaz wartości funkcji celu fc z jednostki pamięci fc. Dodatkowo układ UWMINFC odczytuje i zapisuje wartości argumentu funkcji celu Tm w jednostce pamięci Tm, minimalnej wartości funkcji celu fm w jednostce pamięci fm, oraz wartość okresu napięcia Tu dla którego funkcja celu przyjmuje wartość minimalną, w jednostce pamięci Tu. Jednocześnie układ UWMINFC odbiera sygnał cyfrowy inicjacji przetwarzania danych pomiarowych z kontrolera toru pomiarowego KTP, wysyła sygnał cyfrowy inicjacji wyznaczania wartości funkcji celu do układu wyznaczania wartości funkcji celu UWWFC, odbiera sygnał cyfrowy zakończenia wyznaczania wartości funkcji celu z układu UWWFC oraz wysyła sygnał cyfrowy zakończenia pomiaru do kontrolera interfejsu KI.The system for determining the minimum of the objective function UWMINFC determines the value of the period of the measured voltage on the basis of the argument for which the value of the objective function takes the minimum value. Objective function values are determined in a separate UWWFC objective function value evaluation system. The UWMINFC circuit uses digital buses to read the values of the lower search range of the voltage period Tmin from the memory unit Tmin, the upper range of the voltage period search T ma xz from the memory unit Tmax, measurement resolution - the step of the searched voltage periods T s tep from the memory unit Tstep and the values of the objective function f c from memory unit f c . In addition, the UWMINFC chip reads and writes the argument values of the objective function T m in the memory unit Tm, the minimum value of the objective function f m in the memory unit fm, and the value of the voltage period T u for which the objective function takes the minimum value, in the memory unit T u . At the same time, the UWMINFC system receives the digital signal of initiation of measurement data processing from the KTP measurement path controller, sends the digital signal of initiation of the determination of the value of the objective function to the UWWFC system for determining the value of the objective function, receives the digital signal of the completion of determining the value of the objective function from the UWWFC system and sends the digital signal of the end of the measurement to KI interface controller.

Układ wyznaczania minimum funkcji celu UWMINFC, po odebraniu sygnału cyfrowego inicjacji przetwarzania danych z kontrolera toru pomiarowego KTP, odczytuje dolny zakres przeszukiwania okresu napięcia Tmin z jednostki pamięci Tmin i zapisuje go, jako argument funkcji celu Tm, w jednostce pamięci Tm. Następnie układ UWMINFC rozpoczyna cykl poszukiwania argumentu, dla którego funkcja celu przyjmuje wartość minimalną i wykonuje następującą sekwencję czynności:The circuit for determining the minimum of the objective function UWMINFC, after receiving the digital data processing initiation signal from the measurement path controller KTP, reads the lower voltage period search range Tmin from the memory unit Tmin and stores it, as an argument of the objective function T m , in the memory unit Tm. Then the UWMINFC system starts the argument search cycle, for which the objective function takes the minimum value and performs the following sequence of actions:

1. wysyła sygnał cyfrowy inicjacji wyznaczania wartości funkcji celu do układu UWWFC,1.sends the digital signal initiating the determination of the value of the objective function to the UWWFC system,

2. oczekuje na sygnał cyfrowy zakończenia wyznaczania wartości funkcji celu z układu UWWFC,2.waits for the digital signal of the end of determining the value of the objective function from the UWWFC system,

PL 230 329 Β1PL 230 329 Β1

3. odczytuje dane: Tm zjednostki Tm, Tmjn zjednostki Tmin, /czjednostki fc, fm zjednostki fm i jeżeli3.Reads the data: T m from the unit of Tm, T m j n from the unit of Tmin, / unit from f c , f m from the unit f m and if

Tm = Tmin lub jednocześnie Tm > Tmin oraz fc < fm to przypisuje wartość fc zmiennej fm zapisując ją do jednostki fm oraz przypisuje wartość Tm zmiennej Tu zapisując ją do jednostki Tu T m = Tmin or simultaneously T m > Tmin and fc <fm it assigns the value of f c to the variable f m writing it to the fm unit and assigns the value T m to the variable T u writing it to the unit T u

4. odczytuje dane Tm zjednostki Tm oraz Tmax zjednostki Tmax i jeżeli Tm = Tmax to przypisuje zmiennej Tm z jednostki Tm wartość 0, jeżeli zaś warunek Tm = Tmax nie jest spełniony to odczytuje wartość Tstep zjednostki Tstep i przypisuje zmiennej Tm zjednostki Tm wartość według wzoru Tm = min(Tm +Tslep, Tmax), gdzie funkcja min zwraca wartość minimalną dwóch zmiennych Tm+Tsiep 0Γ3Ζ Tmax4.reads the data T m from the Tm unit and T has x from the Tmax unit and if T m = T has x, it assigns the variable T m from the T m unit to 0, and if the condition T m = T max is not satisfied, it reads the Tstep value of the unit Tstep i assigns the variable T m from the unit Tm a value according to the formula T m = min (T m + T slep , T ma x), where the function min returns the minimum value of two variables Tm + Tsiep 0Γ3Ζ Tm a x

5. odczytuje wartość Tm zjednostki Tm i jeżeli Tm = 0 to kończy cykl poszukiwania argumentu, dla którego funkcja celu przyjmuje wartość minimalną, jeżeli zaś warunek Tm = 0 nie jest spełniony to przechodzi na początek cyklu5.reads the value of T m from the T m unit and if T m = 0 it ends the argument search cycle for which the objective function takes the minimum value, and if the condition T m = 0 is not satisfied, it goes to the beginning of the cycle

W momencie zakończenia cyklu poszukiwania argumentu, dla którego funkcja celu przyjmuje wartość minimalną, układ UWMINFC wysyła sygnał cyfrowy zakończenia pomiaru do kontrolera interfejsu KI, a następnie oczekuje aż pojawi się kolejny sygnał cyfrowy inicjacji przetwarzania danych z kontrolera toru pomiarowego KTP.At the moment of the end of the cycle of searching for the argument for which the objective function takes the minimum value, the UWMINFC system sends the digital signal of the end of the measurement to the controller of the KI interface, and then waits for the next digital signal of initiating data processing from the controller of the measurement path KTP to appear.

Układ wyznaczania wartości funkcji celu UWWFC oczekuje na sygnał cyfrowy inicjacji wyznaczania wartości funkcji celu z układu UWMINFC, a potem odczytuje za pomocą magistrali cyfrowych wartość argumentu Tm funkcji celu fc z jednostki pamięci Tm, liczbę próbek n z jednostki pamięci n oraz wartości danych pomiarowych z bloku pamięci danych pomiarowych BD i na ich podstawie wyznacza wartość funkcji celu fc, którą zapisuje w jednostce pamięci fc, a następnie wysyła sygnał cyfrowy zakończenia wyznaczania wartości funkcji celu do układu UWMINFC i oczekuje na kolejny sygnał cyfrowy inicjacji wyznaczania wartości funkcji celu. Dokładny schemat struktury układu wyznaczania wartości funkcji celu UWWFC wraz z cyfrowymi sygnałami i magistralami zewnętrznymi, oraz blokiem pamięci danych pomiarowych BD i jednostkami pamięci Tm, n oraz fc przedstawiony jest na Fig. 2.The system for determining the value of the objective function UWWFC waits for the digital signal initiating the determination of the value of the objective function from the UWMINFC chip, and then reads the value of the argument T m of the objective function f c from the memory unit Tm, the number of samples n from the memory unit n and the measurement data values from the of the measurement data memory block BD and on the basis thereof determines the value of the objective function f c , which it stores in the memory unit f c , and then sends the digital signal of the completion of the evaluation of the objective function to UWMINFC and waits for another digital signal of the determination initiation of the evaluation of the objective function. A detailed structure diagram of the UWWFC target function value determination system together with digital signals and external buses, and the measurement data memory block BD and memory units Tm, n and f c is shown in Fig. 2.

Układ modyfikacji czasu UMC po odebraniu sygnału cyfrowego inicjacji wyznaczania wartości funkcji celu z układu UWMINFC odczytuje liczbę próbek n zjednostki pamięci n oraz argument Tm z jednostki pamięci Tm. Następnie układ UMC odczytuje kolejno n wyników pomiaru w postaci par (Ui,ti) z bloku pamięci danych pomiarowych BD i wykonuje modyfikację czasów według wzoru:The time modification circuit UMC, after receiving the objective function evaluation initiation digital signal from the UWMINFC circuit, reads the number of samples n from the memory unit n and the argument T m from the memory unit Tm. Then the UMC system reads successively n measurement results in the form of pairs (Ui, ti) from the BD measurement data memory block and performs time modification according to the formula:

gdzie L J jest operacją zaokrąglania w dół, a następnie otrzymane dane ze zmodyfikowanym czasem zapisuje do bloku pamięci danych zmodyfikowanych BDM. W wyniku modyfikacji czasów w bloku BDM dane zapisane są w postaci ciągu:where L J is a rounding down operation and then writes the time-modified data obtained to a BDM-modified data memory block. As a result of modifying the times in the BDM block, the data is saved in the form of a sequence:

o własności = 0. Po zmodyfikowaniu wszystkich danych układ UMC wysyła inicjacyjny sygnał cyfrowy do układu sortowania ciągu USC i oczekuje na kolejny sygnał cyfrowy inicjacji wyznaczania wartości funkcji celu z układu UWMINFC.with property = 0. After modifying all the data, the UMC sends an initial digital signal to the USC sequence sort system and waits for another target function determination digital initiation signal from UWMINFC.

Układ sortowania ciągu USC po odebraniu inicjacyjnego sygnału cyfrowego z układu UMC odczytuje liczbę próbek n zjednostki pamięci n, oraz n par danych z bloku pamięci danych zmodyfikowanych BDM. Następnie sortuje pary danych zmodyfikowanych według czasu /'uzyskując ciąg:The USC string sorter, upon receipt of the initial digital signal from the UMC, reads the number of samples n from memory unit n, and n data pairs from the BDM modified data memory block. Then it sorts the data pairs modified by time / 'to obtain the string:

V1 5 Wl ) / (^2 ’ W2 ) ' (A’ ) '·· ’ Un ) w którym t < oraz t”= 0. Posortowany ciąg układ USC zapisuje w bloku pamięci danych posortowanych BDP. Następnie układ USC wysyła inicjacyjny sygnał cyfrowy do układu uśredniania danych UUD i oczekuje na kolejny inicjacyjny sygnał cyfrowy z układu UMC.V1 5 W l) / (^ 2 ' W 2)' (A ')' ·· ' U n) where t <and t "= 0. The sorted sequence USC writes to the BDP sorted data block. The USC then sends the digital initiation signal to the UUD data averaging circuit and waits for the next digital initiation signal from the UMC.

Układ uśredniania danych UUD po odebraniu inicjacyjnego sygnału cyfrowego z układu USC odczytuje liczbę próbek n zjednostki pamięci n, oraz n par danych z bloku pamięci danych posortowanych BDP. Następnie układ UUD uśrednia pary danych z tym samym czasem poprzez zastępowanie kilku par danych o tym samym czasie jedną parą danych o tym samym czasie i wartości napięcia równej średniej arytmetycznej napięć uśrednianych par danych, w wyniku czego otrzymuje ciąg m elementowy:The UUD data averaging circuit, after receiving the initial digital signal from the USC, reads the number of samples n from memory unit n, and n data pairs from the BDP sorted data memory block. Then the UUD system averages the data pairs with the same time by replacing several data pairs with the same time with one data pair with the same time and a voltage value equal to the arithmetic mean of the averaged voltages of the data pairs, resulting in the element sequence m:

(A ’ ) ' (4 Ά ) ' (G ’ A )(A ’) '(4 Ά)' (G’ A)

PL 230 329 Β1 o własnościach m < n oraz = 0. Po wyznaczeniu ciągu danych uśrednionych układ UUD zapisuje uzyskany ciąg w bloku pamięci danych uśrednionych BDU oraz zapisuje liczbę m elementów ciągu w jednostce pamięci m. Następnie układ UUD wysyła inicjacyjny sygnał cyfrowy do układu wyznaczania wartości ciągów UWWC i oczekuje na kolejny inicjacyjny sygnał cyfrowy z układu USC.PL 230 329 Β1 with properties m <n and = 0. After determining the averaged data sequence, the UUD system saves the obtained sequence in the BDU averaged data memory block and writes the m number of sequence elements in the memory unit m. Then the UUD system sends an initial digital signal to the determining system UWWC string values and waits for the next initial digital signal from the USC system.

Układ wyznaczania wartości ciągów UWWC wyznacza wartości elementów pięciu ciągów, z których trzy są wykorzystywane bezpośrednio do wyznaczenia wartości końcowej funkcji celu, która wyznaczana jest w układzie wyznaczania wartości końcowej funkcji celu UWWKFC. Układ UWWC za pomocą magistral cyfrowych odczytuje wartości argumentu funkcji celu Tm z jednostki pamięci Tm, liczbę par danych uśrednionych m z jednostki pamięci m oraz pary danych uśrednionych z bloku pamięci danych uśrednionych BDU. Dodatkowo układ UWWC za pomocą magistral cyfrowych odczytuje i zapisuje wartości trzech ciągów do bloków pamięci B1, B2, B3 oraz zapisuje do bloków pamięci B4 i B5 wartości elementów pozostałych dwóch ciągów. Jednocześnie układ UWWC odbiera sygnał cyfrowy inicjacji przetwarzania danych z układu uśredniania danych UUD oraz wysyła inicjacyjny sygnał cyfrowy do układu wyznaczania wartości końcowej funkcji celu UWWKFC.The UWWC sequence evaluator determines the values of the elements of five sequences, three of which are used directly to determine the final value of the objective function, which is determined in the UWWKFC objective function terminator. UWWC uses digital buses to read the argument values of the objective function T m from the memory unit Tm, the number of averaged data pairs m from the memory unit m and the averaged data pairs from the BDU averaged data memory block. Additionally, the UWWC system, using digital buses, reads and writes the values of three strings to memory blocks B1, B2, B3 and writes to memory blocks B4 and B5 the values of elements of the remaining two strings. At the same time, the UWWC system receives the digital data processing initiation signal from the UUD data averaging system and sends the digital initiation signal to the UWWKFC target function end calculator.

Układ wyznaczania wartości ciągów UWWC po odebraniu inicjacyjnego sygnału cyfrowego z układu UUD odczytuje argument funkcji celu Tm z jednostki pamięci Tm, liczbę próbek m z jednostki pamięci m, oraz m par danych z bloku pamięci danych uśrednionych BDU. Następnie na podstawie czasów uśrednionych par danych oraz argumentu Tm układ UWWC wyznacza m elementów ciągu At według wzoru:The UWWC string evaluator, after receiving the digital initiation signal from the UUD, reads the objective function argument T m from the memory unit T m, the number of samples m from the memory unit m, and m data pairs from the BDU averaged data memory block. Then, based on the averaged times of data pairs and the argument T m, the UWWC system determines m elements of the sequence At according to the formula:

Δ/, =tM -tt dla i = 1,2,3...m-1Δ /, = t M -t t for i = 1,2,3 ... m-1

Δ/ = T -t fil m nt i zapisuje je do bloku B1. Potem wykorzystując te same dane czasów uśrednionych par danych oraz argumentu Tm układ UWWC wylicza m-) elementów ciągu A2t, według wzoru:Δ / = T -t fil m nt and writes them to block B1. Then, using the same data of the averaged times of data pairs and the argument T m, the UWWC system calculates m-) elements of the sequence A2t, according to the formula:

Δ/(. = ć+2 “ύ dla i = l,2,3...m-2 które zapisuje w bloku B2.Δ / ( . = Æ + 2 “ύ for i = 1,2,3 ... m-2 which is written in block B2.

Następnie na podstawie posiadanych danych w bloku BDU, ciągów At i Ait zapisanych odpowiednio w blokach B1 i B2 oraz danych m i Tm z jednostek m i Tm układ UWWC wyznacza m +1 elementów trzeciego ciągu a według wzoru:Then, based on the data held in the BDU block, the At and Ait sequences stored in B1 and B2 blocks, respectively, and the mi T m data from mi Tm units, the UWWC system determines m +1 elements of the third sequence a according to the formula:

U. — u.U. - u.

_ £+i----μ. dla / = 2,3,4... w -1 △2^-1 a = a =“'~α i zapisuje je w bloku B3._ £ + and ---- μ. for / = 2,3,4 ... w -1 △ 2 ^ -1 a = a = “'~ α and writes them to block B3.

Potem na podstawie elementów ciągów a \ At odczytywanych odpowiednio z bloków B3 i B1 oraz liczby m z jednostki m układ UWWC wyznacza m elementów ciągu b za pomocą wzoru:Then, based on the elements of the sequence a \ At read respectively from blocks B3 and B1 and the number m from the unit m, the UWWC system determines m elements of the sequence b using the formula:

bt dla i = 1,3,4...m które zapisuje w bloku B4.b t for i = 1,3,4 ... m which he writes in block B4.

Następnie na podstawie posiadanych danych w bloku BDU, ciągów At i Ait zapisanych odpowiednio w blokach B1 i B2 oraz danych m i Tm z jednostek m i Tm układ UWWC wyznacza m elementów piątego ciągu c według wzoru:Then, based on the data in the BDU block, the sequences At and Ait stored in blocks B1 and B2, respectively, and the data mi T m from mi Tm units, the UWWC system determines m elements of the fifth sequence c according to the formula:

PL 230 329 Β1PL 230 329 Β1

Cj = 0 ~ ΰ. ΛΤ + μ..ΔΛ_, ~ , ci = u, ———i---——— dla ? = 2,3,4... m -1 △2 C-i ~ । + w. ΔΖ .Cj = 0 ~ ΰ. ΛΤ + μ..ΔΛ_, ~, c i = u, ——— and ---——— for? = 2,3,4 ... m -1 △ 2 Ci ~। + w. ΔΖ.

z> —7/ __ /τι—l n? I rtr—l w “ Um A z> —7 / __ / τι — ln? I rtr — lw “ U m A

Δ,/ . z m-1 i zapisuje je do bloku B5.Δ, /. from m-1 and writes them to block B5.

Potem na podstawie elementów ciągów b, c i At odczytywanych odpowiednio z bloków B4, B5 i B1 oraz liczby m z jednostki m układ UWWC wyznacza średnią //według wzoru:Then, on the basis of elements of the sequences b, c and At read respectively from blocks B4, B5 and B1 and the number m from the unit m, the UWWC system determines the average // according to the formula:

Α = 7-Σ(->)'ί|+φ, której wartość zapisuje w jednostce pamięci μ;Α = 7-Σ (->) 'ί | + φ, the value of which is stored in the μ memory unit;

Następnie na podstawie elementów ciągu c odczytywanych z bloku B5 i B1 oraz średniąμζ jednostki pamięci μ i liczby m z jednostki m układ UWWC wyznacza m elementów ciągu d za pomocą wzoru:Then, on the basis of elements of the sequence c read from block B5 and B1 and the mean μζ of the memory unit μ and the number of m from the unit m, the UWWC system determines m elements of the sequence d using the formula:

d, = c, -(-1/ μ dla i = 1,3,4...m którego wartości zapisuje w bloku pamięci B6;d, = c, - (- 1 / μ for i = 1,3,4 ... m, the values of which are saved in the memory block B6;

Po wyznaczeniu i zapisaniu wartości wszystkich pięciu ciągów, układ UWWC wysyła inicjacyjny sygnał cyfrowy do układu wyznaczania wartości końcowej funkcji celu UWWKFC i oczekuje aż pojawi się kolejny sygnał cyfrowy inicjacji przetwarzania danych z układu uśredniania danych UUD.After all five strings have been determined and stored, UWWC sends a digital initiation signal to the UWWKFC target function terminator and waits for another digital initiation signal from the UUD data averaging circuit to appear.

Ostatnim elementem układu wyznaczania wartości funkcji celu UWWFC jest układ wyznaczania wartości końcowej funkcji celu UWWKFC. Układ UWWKFC po odebraniu inicjacyjnego sygnału cyfrowego z układu wyznaczania wartości ciągów UWWC odczytuje wartość zmiennej m z jednostki pamięci m. Na jej podstawie odczytuje kolejno m wartości ciągów At, b i d odpowiednio z bloków pamięci Β1, B4 i B6 a następnie wyznacza wartość końcową funkcji celu według wzoru:The last element of the UWWFC objective function evaluation system is the UWWKFC objective function terminator. The UWWKFC system, after receiving the initial digital signal from the UWWC string value determining system, reads the value of the variable m from the memory unit m. On this basis, it reads successively m values of the sequences At, and b from memory blocks Β1, B4 and B6, respectively, and then determines the final value of the objective function according to the formula :

((h λ A 1m <=l J / J którą zapisuje do jednostki pamięci fc. Potem układ UWWKFC wysyła sygnał cyfrowy zakończenia wyznaczania wartości funkcji celu do układu UWMINFC i oczekuje na kolejny inicjacyjny sygnał cyfrowy z układu UWWC.((h λ A 1 m <= l J / J which it writes to the memory unit f c . Then the UWWKFC circuit sends the digital signal of completion of the determination of the objective function value to UWMINFC and waits for another initial digital signal from the UWWC chip.

Przedstawiony powyżej układ pomiarowy według wynalazku należy uważać za przykładowy układ. Poszczególne elementy układu mogą mieć postać układów cyfrowych lub analogowych. Dla specjalisty jest oczywiste, w jaki sposób zrealizować poszczególne bloki w celu spełnienia ich funkcjonalności. W jednej z możliwych realizacji, układ pomiarowy może być zrealizowany w postaci procesora sterowanego odpowiednim oprogramowaniem. W innej realizacji, układ pomiarowy może być zrealizowany w postaci układu programowalnych bramek logicznych FPGA.The inventive measurement arrangement outlined above is to be considered as an exemplary arrangement. The individual elements of the circuit may be in the form of digital or analog circuits. It is obvious to a skilled person how to implement the individual blocks in order to fulfill their functionality. In one of the possible implementations, the measurement system may be implemented in the form of a processor controlled by a suitable software. In another embodiment, the measurement circuitry may be implemented as an FPGA circuit of programmable logic gates.

Claims (1)

1. Układ do pomiaru okresu T napięcia u(t), zawierający wzmacniacz (W), którego zaciski wejściowe są przyłączone do punktów obwodu elektrycznego, pomiędzy którymi występuje mierzone napięcie u(f) i którego wyjście przyłączone jest do wejścia przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC), do którego wejścia wyzwalającego próbkowanie jest przyłączony sygnał zegarowy generowany przez generator sygnału zegarowego (CLK) o okresie Ts < 0,57, wyzwalający próbkowanie w czasach h,t?,t3, ...tn, gdzie tt = (7—1)Ts oraz tn = (n-1)7s > 27, natomiast wyjście przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC), na którym dla poszczególnych próbek przesyłane są sygnały wynikowe o wartościach ui = u(h), U2 = uff/), U3 = ufa),... un = u(tn), przyłączone jest do kontrolera toru pomiarowego (KTP) sterowanego kontrolerem interfejsu1. A system for measuring the period T of voltage u (t), comprising an amplifier (W) whose input terminals are connected to points of the electrical circuit between which the measured voltage u (f) is present, and whose output is connected to the input of an analog-to-digital converter ( ADC), to which the sampling trigger input is connected a clock signal generated by a clock signal generator (CLK) with period T s <0.57, triggering sampling at times h, t?, T3, ... t n , where t t = (7-1) T s and t n = (n-1) 7 s > 27, while the output of the analog-to-digital converter (ADC), on which the result signals are sent for individual samples with the values ui = u (h), U2 = uff /), U3 = ufa), ... u n = u (t n ), connected to the measuring line controller (KTP) controlled by the interface controller PL 230 329 Β1 (KI) do komunikacji z użytkownikiem za pomocą interfejsu (INT), układ, znamienny tym, że zawiera:PL 230 329 Β1 (KI) for communicating with the user via an interface (INT), a system, characterized in that it comprises: - blok pamięci danych pomiarowych (BD) połączony z kontrolerem toru pomiarowego (KTP) do przechowywania danych odczytanych przez kontroler toru pomiarowego (KTP) z przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC);- measurement data memory block (BD) connected with the measuring track controller (KTP) for storing data read by the measuring track controller (KTP) from the analog-to-digital converter (ADC); - układ wyznaczania wartości funkcji celu (UWWFC) przyłączony do bloku pamięci danych pomiarowych (BD) do określania i zapisywania: wartości funkcji celu fc w jednostce pamięci wartości funkcji celu fc dla wartości argumentu funkcji celu Tm w jednostce pamięci wartości argumentu funkcji celu Tm;- an objective function value evaluation circuit (UWWFC) attached to a measurement data memory (BD) block for determining and storing: values of the objective function f c in a memory unit value of the objective function f c for the argument value of the objective function T m in the memory unit of the argument value of the objective function T m ; - układ wyznaczania minimum funkcji celu (UWMINFC) przyłączony do jednostki pamięci wartości funkcji celu (fc) i do jednostki pamięci wartości argumentu funkcji celu Tm do określania i zapisywania wartości argumentu funkcji celu Tm, dla której wartość funkcji celu fc przyjmuje wartość minimalną, w jednostce pamięci Tu;- objective function minimum determination circuit (UWMINFC) attached to the objective function value memory unit (f c ) and to the objective function argument value memory unit Tm for determining and storing the objective function argument value T m , for which the objective function f c value takes the minimum value , in memory unit T u ; - przy czym kontroler interfejsu (KI) wskazuje jako zmierzoną wartość okresu T napięcia u(f) odczytaną z jednostki pamięci Tu po wykonaniu obliczeń dla zakresu przeszukiwania częstotliwości od Tmin do Tmax z rozdzielczością Tstep\- where the interface controller (KI) shows as the measured value of the period T of the voltage u (f) read from the memory unit T u after performing the calculations for the frequency search range from T m in to T ma x with the resolution T step \ - przy czym układ wyznaczania wartości funkcji celu (UWWFC) jest aktywowany do wyznaczania wartości funkcji celu fc dla kolejnych wartości argumentów funkcji celu Tm z zakresu od Tmin do Tmax z rozdzielczością Tstep i zawiera:- where the objective function calculation system (UWWFC) is activated to determine the value of the objective function f c for successive values of the arguments of the objective function T m from the range Tmin to Tmax with the resolution T ste pi includes: o układ modyfikacji czasu (UMC), który odczytuje z bloku danych (BD) ciąg par danych pomiarowych w postaci czasu pomiaru i wartości chwilowej napięcia w danym czasie pomiaru według wzoru:o time modification system (UMC), which reads a sequence of measurement data pairs from the data block (BD) in the form of measurement time and instantaneous voltage value at a given measurement time according to the formula: i modyfikuje ciąg danych pomiarowych poprzez modyfikację wartości czasów pomiaru według wzoruand modifies the measurement data string by modifying the measurement time values according to the formula
PL409798A 2014-10-14 2014-10-14 Method for measuring the voltage period and the system for measuring the voltage period PL230329B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL409798A PL230329B1 (en) 2014-10-14 2014-10-14 Method for measuring the voltage period and the system for measuring the voltage period

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL409798A PL230329B1 (en) 2014-10-14 2014-10-14 Method for measuring the voltage period and the system for measuring the voltage period

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL409798A1 PL409798A1 (en) 2016-04-25
PL230329B1 true PL230329B1 (en) 2018-10-31

Family

ID=55762085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL409798A PL230329B1 (en) 2014-10-14 2014-10-14 Method for measuring the voltage period and the system for measuring the voltage period

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL230329B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL409798A1 (en) 2016-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007149549A2 (en) Configurable electronic controller for capacitance measurements
PL222066B1 (en) Adaptive voltage divider with an adjusted frequency characteristics to measure high voltages
JP6219201B2 (en) AC impedance measuring apparatus and AC impedance measuring method
KR20100021584A (en) Capacitive measurements with fast recovery current return
US9910074B2 (en) Digital approach to the removal of AC parasitics for impedance measurements
JP6778514B2 (en) Impedance measuring device and impedance measuring method
PL230329B1 (en) Method for measuring the voltage period and the system for measuring the voltage period
JP6482784B2 (en) Identify defective electrical cables
US20080232538A1 (en) Test apparatus and electronic device
US9344075B2 (en) Measuring delay between signal edges of different signals using an undersampling clock
PL230328B1 (en) Method for measuring the voltage period and the system for measuring the voltage period
KR101882945B1 (en) Real Time Insulation of Electronical installation Inspect System
KR20170099970A (en) A method for estimating a characteristic physical quantity of an electric battery
PL230330B1 (en) Method for measuring the voltage period and the system for measuring the voltage period
PL230698B1 (en) Method for measuring the voltage period and the system for measuring the voltage period
RU2038604C1 (en) Apparatus for measuring capacitance and inductance values
CN106255895A (en) Electronic cell sensor and the method being used for determining the internal resistance of battery
PL229990B1 (en) Method for measuring the voltage period and the system for measuring the voltage period
PL229991B1 (en) Method for measuring the voltage period and the system for measuring the voltage period
US3287635A (en) Electrical discharge simulator for insulation testing including relay means connected across series capacitors
US4047104A (en) Ohmmeter for circuits carrying unknown currents
PL229989B1 (en) Method for measuring the voltage period and the system for measuring the voltage period
PL229988B1 (en) Method for measuring the voltage period and the system for measuring the voltage period
JP2016170064A (en) Semiconductor device
SU1506297A1 (en) Device for measuring temperature