FR2458814A1 - Measuring system for slowly changing frequency - has programmable clock pulse generator, frequency adjusted higher than measured valve and gas pulse counter reset at each period - Google Patents
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Abstract
Description
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La présente invention concerne un procédé et un dispositif de mesure d'une fréquence par asservissement numérique, la fréquence mesurée The present invention relates to a method and a device for measuring a frequency by digital servoing, the measured frequency
variant lentement dans le temps.slowly changing over time.
On sait mesurer la fréquence des impulsions au moyen d'un compteur comptant le nombre de tops de fréquence pendant un temps donné. Cependant cette solution classique ne peut être à la fois rapide et précise. En effet, si on veut de la précision, il faut compter un grand nombre d'impulsions donc la mesure est lente. Si on veut être rapide, on ne peut compter qu'un petit nombre d'impulsions donc la mesure est imprécise. Il est à remarquer que pour une fréquence de signal f = 1 Hz par exemple, le temps de réponse'À de la mesure étant liée à la précision relative x de la mesure (exemple x = 1%) par la relation 571 -x la mesure classique s'effectue avec un temps de It is known to measure the frequency of the pulses by means of a counter counting the number of frequency tops for a given time. However this classic solution can not be both fast and accurate. Indeed, if you want precision, you have to count a large number of pulses so the measurement is slow. If you want to be fast, you can only count a small number of pulses so the measurement is imprecise. It should be noted that for a signal frequency f = 1 Hz for example, the response time of the measurement being related to the relative precision x of the measurement (for example x = 1%) by the relation 571 -x la classic measurement is done with a time of
réponse supérieur à 100 secondes ce qui est excessif. response greater than 100 seconds which is excessive.
Le dispositif selon la présente invention remédie à cet inconvénient. The device according to the present invention overcomes this disadvantage.
Dans celui-ci en effet, la précision peut être aussi grande que l'on veut In this one indeed, the precision can be as big as one wants
alors que le temps de réponse de la mesure est réduit dans de notables proportions. while the response time of the measurement is reduced in significant proportions.
La présente invention a pour objet un procédé de mesure d'une fréquence f à variation lente dans le temps caractérisé en ce qu'un nombre N The subject of the present invention is a method for measuring a frequency f that varies slowly over time, characterized in that a number N
proportionnel à la valeur de la fréquence f à mesurer est obtenu par asservis- proportional to the value of the frequency f to be measured is obtained by
sement d'une horloge programmable à la fréquence k"f, cet asservissement consistant à faire croître le nombre N ou à le faire décroître en fonction a programmable clock at the frequency k "f, this servocontrol consisting in increasing the number N or decreasing it in function
d'une comparaison de F avec une référence fixe k". a comparison of F with a fixed reference k ".
La présente invention a également pour objet un dispositif de mesure d'une fréquence f à variation lente dans le temps caractérisé en ce qu'une The present invention also relates to a device for measuring a frequency f with a slow variation over time, characterized in that
horloge programmable délivre des impulsions dont la fréquence est propor- programmable clock delivers pulses whose frequency is proportionally
tionnelle à un nombre N, lequel est prélevé pour ladite mesure et qui provient d'un compteur-décompteur comptant ou décomptant les impulsions de fréquence f, selon qu'un comparateur, comparant un nombre F égal au contenu d'un compteur recevant les impulsions de l'horloge programmable au moment de la remise à zéro qui est effectuée à la fréquence f, à un nombre de référence k", to a number N, which is taken for said measurement and which comes from a down-counter counting or counting the pulses of frequency f, according to a comparator, comparing a number F equal to the contents of a counter receiving the pulses. of the programmable clock at the time of the reset which is performed at the frequency f, at a reference number k ",
fournit des états logiques O ou 1 suivant que F < k" ou F>, k". provides logical states O or 1 depending on whether F <k "or F>, k".
L'invention sera mieux comprise à l'étude de l'exemple donné ci-après en référence au dessin annexé dans lequel la figure 1 représente un schéma de principe du dispositif de mesure et la figure 2 représente les variations The invention will be better understood by studying the example given hereinafter with reference to the appended drawing in which FIG. 1 represents a schematic diagram of the measuring device and FIG.
de la mesure de fréquence en fonction de la fréquence. frequency measurement as a function of frequency.
On voit sur la figure 1 une impulsion parmi un train d'impulsions à la fréquence f. Les impulsions déclenchent un monostable 1 délivrant des impulsions brèves à la fréquence f. Une horloge programmable 2 reçoit d'une We see in Figure 1 a pulse among a pulse train at the frequency f. The pulses trigger a monostable 1 delivering short pulses at the frequency f. A programmable clock 2 receives from a
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part une fréquence fixe h, d'autre part un nombre N, codé en binaire, variable, l'horloge 2 étant programmée de telle sorte que ses impulsions de sortie sont à la fréquence Nh/k, k étant un diviseur constant dépendant du nombre de digits du nombre N, par exemple 12, soit k = 212. Le nombre N provient d'un compteur-décompteur 3. C'est ce nombre N qui est représentatif de la part a fixed frequency h, on the other hand a number N, coded in binary, variable, the clock 2 being programmed so that its output pulses are at the frequency Nh / k, k being a constant divisor dependent on the number digits of the number N, for example 12, or k = 212. The number N comes from a down-counter 3. It is this number N which is representative of the
fréquence f mesurée; il lui est proportionnel. measured frequency f; it is proportional to him.
Les impulsions Nh/k en provenance de l'horloge programmable 2 sont envoyées sur l'entrée d'un compteur 4 dont la remise à zéro est effectuée par les impulsions f. La sortie du compteur 4 fournit un nombre variant de O à F = Nh/kf qui est appliqué à un comparateur 5 pour être comparé à un nombre k" constant. Lorsque le processus est stabilisé on a la relation t The Nh / k pulses from the programmable clock 2 are sent to the input of a counter 4 whose reset is performed by the pulses f. The output of the counter 4 provides a number varying from 0 to F = Nh / kf which is applied to a comparator 5 to be compared with a constant number K. When the process is stabilized, we have the relation t
k" = F = Nh/kf, donc N = k"k f/h.k "= F = Nh / kf, hence N = k" k f / h.
Par exemple si l'on veut que N soit égal à 100 f, k"k/h doit être For example if we want N to be equal to 100 f, k "k / h must be
égal à 100 et k" doit être égal à 24 414 (h par exemple étant égal à 1/MHz). equal to 100 and k "should be equal to 24,414 (h for example being equal to 1 / MHz).
Le comparateur 5 comporte deux sorties l'une pour F < k" et l'autre pour F > k". Ainsi lorsque N > k"k f/h, au moment o le monostable 1 se déclenche, on a un 1 sur la sortie F>, k". Cette sortie est appliquée à une The comparator 5 has two outputs, one for F <k "and the other for F> k". So when N> k "k f / h, when the monostable 1 is triggered, we have a 1 on the output F>, k". This output is applied to a
porte NON-ET 6 en même temps que les impulsions f du monostable 1 à l'état 1. NAND gate 6 at the same time as pulses f of monostable 1 at state 1.
Il n'y a que dans le cas o les deux entrées de la porte sont 1, que la Only in the case where the two inputs of the door are 1,
sortie de la porte NON-ET est O ce qui entratne un décomptage du compteur- output of the NAND gate is O which results in a countdown of the counter-
décompteur 3 d'une unité. Le nombre N décroit ainsi d'une unité à chaque down counter 3 of a unit. The number N thus decreases by one unit each
impulsion f, si F> k".pulse f, if F> k ".
Si F < k" le comptage ne s'effectue pas, car la sortie F 2 k" est à l'état logique O, la porte NON-ET'7 reçoit cet état logique O ainsi que l'impulsion f à l'état 1 donc délivre une sortie à l'état 1 qui ne provoque If F <k "the counting is not carried out because the output F 2 k" is in the logic state O, the NAND gate 7 receives this logic state O as well as the pulse f in the state 1 therefore delivers an output in state 1 which does not cause
pas le comptage du compteur-décompteur 3. not counting down-counter 3
De même lorsque'N < k" k f/h au moment o le monostable 1 se déclenche, F k" provoque le comptage du compteur-décompteur 3 d'une unité au travers de la porte NON-ET 7. Le nombre N croît ainsi d'une unité à chaque impulsion f Similarly, when 'N <k' kf / h at the moment when the monostable 1 is triggered, F k 'causes counting of the up-down counter 3 by one unit through the NAND gate 7. The number N thus increases. one unit at each pulse f
si F < k".if F <k ".
Dans notre exemple N = 100 pour f = 1 Hz. Il s'ensuit que le compteur- In our example, N = 100 for f = 1 Hz. It follows that the counter-
décompteur se remplit d'un nombre N = 100 au départ à la suite d'une durée de 100 secondes. Sur la figure 2, on voit que lorsque f = 1 Hz passe à f' = 1,02 Hz, le nombre N = 100 devient à la suite de deux comptages, N' = 101 puis N" = 102 pour lequel N se stabilise. Le temps de réponse est donc égal à 2 secondes the down-counter is filled with a number N = 100 initially after a duration of 100 seconds. In FIG. 2, it can be seen that when f = 1 Hz goes to f '= 1.02 Hz, the number N = 100 becomes, following two counts, N' = 101 and then N "= 102 for which N stabilizes. The response time is therefore equal to 2 seconds
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puisqu'avec le dispositif de l'invention, le temps de réponse est égal since with the device of the invention, the response time is equal
à N. Quant à la précision, est est égale à N soit 1%. to N. As to the accuracy, is is equal to N is 1%.
En fonctionnement, pour de petites variations de la fréquence f le temps de réponse est réduit dans de fortes proportions par rapport aux dispositif de l'art antérieur. Les applications du dispositif de mesure concernent, par exemple, In operation, for small variations of the frequency f the response time is reduced in large proportions compared to the devices of the prior art. The applications of the measuring device concern, for example,
le contr8le de vitesse d'un moteur électrique. the speed control of an electric motor.
C?C?
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FR2458814B1 (en) | 1982-12-17 |
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