~~~~~~~-Giáo trình Đo lường và Điều khiển xa – Ngành Điện kĩ thuật ~~~~~~~~~~
---------------------------------------------------------------------------------------------------
============== Khoa Điện – Bộ môn Tự động hóa ==============
13
Chương II:
TÍNH TÓAN CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ THỐNG ĐO XA TẦN SỐ
2_1 Cấu trúc của hệ thống
Trong hệ thống đo tần số , bộ phát cho ra tín hiệu xoay chiều hay tín hiệu xung có chu
kỳ được điều chế bởi tín hiệu cần đo (ĐCTS-ĐCTSX)
Khi truyền trên kênh liên lạc có thể dùng thêm 1 loại điều chế khác (ĐCTS-ĐCBĐ)
(ĐCTS-ĐCTS) … Nhưng thông thường người ta chỉ kể loại ĐC đấu mà thôi.
Ở phần thu, ngoài những giải điều chế trung gian , HT do xa tần số phải kể đến giải
điều chế cuối cùng .
Trong cấu trúc hệ thống đo xa tần số:
Tín hiệu cần đo x
→
Dòng điện I
'
. sau đó qua bộ điều khiển M
1
cho ra tần số
f
1
-
f
1

được điều chế tiếp qua M
2
với tần số mang cao để truyền qua kênh. Ở phía thu, bộ
giải điều chế DM

2
, DM
2
có độ tác động nhanh lớn
hơn , điều này làm giảm độ chính xác và tuyến tính. Tần số
f
thường lớn hơn tần số
tín hiệu x khoảng 100 lần, độ tác động nhanh của M
1
khôngcao lắm (tần số
f
x

khoảng vài Hz).
2-2 Dạng tín hiệu

1. Dạng 1 :

Ta xét tín hiệu ra sau M
1
.
Đối với ĐCTS thì tín hiệu mang hinh sin được điều chế theo tần số :
U
1
f
1

U
2
f

π
)
Đây là tín hiệu thay đổi theo thời gian do f
1
thay đổi theo thời gian.

2. Dạng điều chế 2:

Đây là dạng điều chế tần số xung.
Tín hiệu mang là 1 dãy xung có dạng bất kì (thông dụng là xung vuông).
Có 2 loại xung:
1. _Xung có độ dài t
s
không đổi. (ĐCTSX1)
2_Xung có tỷ số T/ts =2 (Loại ĐTCTSX2). Loại này gần giống loại
ĐCTS xoay chiều.
Cả 2 loại độ dài xung phải nhỏ hơn
gh
f2
1
. với

υπ
Cos (2
∫
tf
1
π
)=U
2
(t)
U
1
f
1

U
2
f
2 U
3
f
3
X(t)
t
t
t
~~~~~~~-Giáo trình Đo lường và Điều khiển xa – Ngành Điện kĩ thuật ~~~~~~~~~~
---------------------------------------------------------------------------------------------------

=k
f
(k=2
m1
πυ
)
Phương pháp này cho phép nhận được độ tác động nhanh tương đối lớn Nhưng chú ý
là
m1
υ
= hằng số.
Khi có nhiễu , việc tách sóng sẽ thay đổi nhiều (làm cho đạo hàm thay đổi khi qua 0
→
dẫn đến thay đổi biên độ U
2
(t) gây ra sai số cho phép đo
f
1
.
2. Đo tần số bằng chỉ thị số:

Phương pháp này cho sai số do nhiễu nhỏ. Nhưng lại xuất hiện sai số do lượg tử hoá .
3. Tạo xung có điện tích không đổi ở mổi chu kỳ:

Ở phương pháp này, người ta tạo ra các xung có diện tích không đổi ở dầu mổi chu
kỳ . Sau đó lấy trung bình cá xung bằng 1 phần tử quán tính, mà hằng số thời gian của
nó lớn chu kỳ của tín hiệu nhiều lần. đo bằng dụng cụ tương tự.

f
0
+ Kx )
~~~~~~~-Giáo trình Đo lường và Điều khiển xa – Ngành Điện kĩ thuật ~~~~~~~~~~
---------------------------------------------------------------------------------------------------
============== Khoa Điện – Bộ môn Tự động hóa ==============
16
Phương pháp này có ưu điiểm là độ tác động nhanh cao. Việc đo T có thể tiến hành
cả chu kỳ T hay
2
1
T.
Nhược điểm : _ Phải tiến hành phép biến đổi ngược
_ Sai số lớn do tác động của nhiễu : do nhiễu chu kỳ đo từ T
→
T’. Sai
số sẽ là
'
TTT −=∆
.
Để khắc phụccó thể tiến hành đo mT , nhưng như vậy thì độ tác động nhanh giảm và
sai số tĩnh nhỏ đi m lần, sai số động tăng lên. Do đó có thể chọn m sao cho sai số tổng
là nhỏ nhất.
2-4Chọn các thông số của tín hiệu đối với hệ thống đo xa tần số dùng phương

= 2
f
T
C

Nếu có sai số lượng tử(
±
1 xung) , thì N càng lớn , sai số này càng nhỏ . Nếu trong
khoảng tần số
f
min
÷
f
max ta có sai số tương đối quy đổi được tính theo công thức
:

n
δ
=
min)max(2
1
ffT
C
−
±
(1)
t’
1
t
1

ta thấy : muốn giảm
n
δ
thì phải tăng T
C
đièu này làm giảm độ tác
động nhanh.
Đối với hệ thống đo 1 kênh :T
C
là thời gian của 1 lần tính .
Đối với hệ thống nhiều kênh (phân kênh theo thời gian) thì mỗi T
C
tương ứng với một
tín hiệu, mà ta có n tín hiệu suy ra ta có nT
C
. Ngoài ra còn 1 phần của T
C
để đồng bộ
(khoảng lT
C
). vậy chu kỳ lặp lại của tín hiệu là :
T
S
=(n+l)T
C
(2)
Khi tăng T
C
để giảm
n

f
max
. Nếu cho trước
n
δ
thì sẽ tìm được T
C
theo công thức (1)
→
từ đó
theo công thức (2) tính được T
S
nếu biết n, l. Cũng có thể cho trước
n
δ
, T
S
, T
C
, n ,
l
→
tính
f
max

→
sau đó chọn kênh liên lạc tương ứng.
2-5 Lựa chọn tối ưu các thông số tín hiệu đối với hệ thống đo xa tần số dùng
phương pháp đếm.