RU110499U1 - FREQUENCY METER - Google Patents

FREQUENCY METER Download PDF

Info

Publication number
RU110499U1
RU110499U1 RU2011112145/28U RU2011112145U RU110499U1 RU 110499 U1 RU110499 U1 RU 110499U1 RU 2011112145/28 U RU2011112145/28 U RU 2011112145/28U RU 2011112145 U RU2011112145 U RU 2011112145U RU 110499 U1 RU110499 U1 RU 110499U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
counter
frequency
pulse
Prior art date
Application number
RU2011112145/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Владимирович Лаптев
Юрий Алексеевич Пасынков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет"
Priority to RU2011112145/28U priority Critical patent/RU110499U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU110499U1 publication Critical patent/RU110499U1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована для построения электронных периодочастотомеров.The proposed utility model relates to electrical engineering and can be used to build electronic periodometers.

Периодочастотомер, содержащий генератор образцовой частоты, выход которого соединен с первым входом схемы «И», формирователь импульсов, вход которого является входом периодочастотомера, микроконтроллер, первый информационный вход которого связан с информационным выходом первого счетчика импульсов, а второй его информационный вход присоединен к информационному выходу второго счетчика импульсов, кроме того, первый управляющий выход микроконтроллера связан с входом управления первого счетчика, а второй его управляющий выход связан с входом управления второго счетчика, выход генератора образцовой частоты соединен со счетным входом первого счетчика, а выход формирователя импульсов связан со счетным входом второго счетчика и вторым входом схемы «И», выход которой соединен с импульсным входом микроконтроллера, который имеет цифровой ввод-вывод.A frequency frequency meter containing a reference frequency generator, the output of which is connected to the first input of the “I” circuit, a pulse shaper, the input of which is the input of the frequency frequency meter, a microcontroller, the first information input of which is connected to the information output of the first pulse counter, and its second information input is connected to the information output the second pulse counter, in addition, the first control output of the microcontroller is connected to the control input of the first counter, and its second control output is connected to swing control of the second counter, the reference frequency oscillator output is connected to the counting input of the first counter and the pulse shaper output is connected to the counting input of the second counter and second circuit input "I", the output of which is connected to the pulse input of the microcontroller that has a digital input and output.

В следствии уменьшения длительности импульса генератора образцовой частоты уменьшена максимальная методическая абсолютная погрешность измерения периода (частоты). Due to the decrease in the pulse width of the generator of the reference frequency, the maximum methodological absolute error in measuring the period (frequency) is reduced.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована для построения электронных периодочастотомеров.The proposed utility model relates to electrical engineering and can be used to build electronic periodometers.

Известен периодочастотомер (Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы (аналоговые и цифровые) - К.: Вища шк., 1986), который состоит из формирователя импульсов измеряемых периодов, генератора образцовой частоты ( где T0 период F0), двух счетчиков и блока вычисления. Время измерения tu=Nx·Tх (где Nх - целое число, Tх - измеряемый период частоты Fx) определяется количеством Nx импульсов измеряемой частоты, при чем Nx задается до начала измерения. Результат измерения периода пропорционален числу (N0) образцовых периодов, укладывающихся в tu, и деленному на Nx, т.е. Tх=N0T0/Nx.The known frequency counter (Ornatsky P.P. Automatic measurements and instruments (analog and digital) - K .: Vishka shk., 1986), which consists of a pulse shaper of the measured periods, a model frequency generator ( where T 0 is the period F 0 ), two counters and a calculation unit. The measurement time t u = N x · T x (where N x is an integer, T x is the measured period of the frequency F x ) is determined by the number N x of pulses of the measured frequency, with N x being set before the measurement. The result of measuring the period is proportional to the number (N 0 ) of model periods that fit into t u , and divided by N x , i.e. T x = N 0 T 0 / N x .

Однако в таком периодочастотомере максимальная методическая абсолютная погрешность по модулю равна T0, а максимальная относительная равна 1/N0. С уменьшением измеряемого периода Tх (т.е. с увеличением частоты Fx), при заданном F0 и Nx относительная погрешность измерения периода возрастает, т.к. уменьшается N0, что является основным недостатком этого периодочастотомера.However, in such a periodometer, the maximum methodological absolute error in absolute value is T 0 , and the maximum relative error is 1 / N 0 . With a decrease in the measured period T x (i.e., with an increase in the frequency F x ), for a given F 0 and N x, the relative error in the measurement of the period increases, because decreases N 0 , which is the main disadvantage of this periodometer.

Кроме того, известен периодочастотомер («УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ И ПЕРИОДА ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА» АС №788018), являющийся прототипом предлагаемой полезной модели. Он содержит микроконтроллер, два счетчика импульсов с дешифраторами кодов, генератор образцовой частоты, выход которого через первый элемент «И» соединен со счетным входом первого счетчика, входной формирователь, выход которого через второй элемент «И» соединен со счетным входом второго счетчика и первым входом третьего элемента «И», первый триггер, установочный вход которого соединен с выходом третьего элемента «И», прямой выход - с управляющими входами первого и второго элементов «И», инверсный выход - с управляющим входом микроконтроллера, второй триггер, четвертый, пятый и шестой элементы «И», причем выход дешифратора кодов первого счетчика соединен со входом пятого элемента «И», второй вход которого соединен с выходом первого элемента «И», а выход - с установочным входом второго триггера, выходы дешифратора кодов второго счетчика соединены с входами шестого элемента «И», управляющий выход микроконтроллера соединен со вторым входом третьего элемента «И», третий триггер, установочный вход которого соединен с выходом шестого элемента «И», элемент «И», первый вход которого соединен с выходом третьего триггера, элемент «ИЛИ», входы которого соединены с выходами четвертого и седьмого элементов «И», а выход со входа сброса первого триггера, причем информационные входы микроконтроллера соединены с выходами первого и второго счетчиков, выход первого элемента «И» соединен со вторым входом седьмого элемента «И», выход второго элемента «И» соединен с вторыми входами четвертого и шестого элементов «И», а выход второго триггера подключен к первому входу четвертого элемента «И».In addition, the known frequency counter ("DEVICE FOR MEASURING FREQUENCY AND PERIOD OF HARMONIC SIGNAL" AC No. 788018), which is the prototype of the proposed utility model. It contains a microcontroller, two pulse counters with code decoders, a reference frequency generator, the output of which through the first “I” element is connected to the counting input of the first counter, an input shaper whose output through the second “I” element is connected to the counting input of the second counter and the first input the third element "And", the first trigger, the installation input of which is connected to the output of the third element "And", the direct output - with the control inputs of the first and second elements "And", the inverse output - with the control input of the microcontrol Ller, the second trigger, the fourth, fifth and sixth elements “And”, and the output of the decoder codes of the first counter is connected to the input of the fifth element “And”, the second input of which is connected to the output of the first element “And”, and the output - with the installation input of the second trigger , the outputs of the decoder codes of the second counter are connected to the inputs of the sixth element “And”, the control output of the microcontroller is connected to the second input of the third element “And”, the third trigger, the installation input of which is connected to the output of the sixth element “And”, the element “And”, the first input cat or connected to the output of the third trigger, the element "OR", the inputs of which are connected to the outputs of the fourth and seventh elements "AND", and the output from the reset input of the first trigger, the information inputs of the microcontroller connected to the outputs of the first and second counters, the output of the first element "AND "Is connected to the second input of the seventh element" AND ", the output of the second element" AND "is connected to the second inputs of the fourth and sixth elements" AND ", and the output of the second trigger is connected to the first input of the fourth element" AND ".

Недостатком прототипа является то, что максимальная методическая абсолютная погрешность измерения периода (частоты) равна периоду образцовой частоты.The disadvantage of the prototype is that the maximum methodological absolute error in measuring the period (frequency) is equal to the period of the reference frequency.

Задачей предлагаемого полезной модели является уменьшение максимальной методической абсолютной погрешности измерения периода (частоты).The objective of the proposed utility model is to reduce the maximum methodological absolute error in measuring the period (frequency).

Поставленная задача достигается тем, что, в известном периодочастотомере, содержащем генератор образцовой частоты, выход которого соединен с первым входом схемы «И», формирователь импульсов, вход которого является входом периодочастотомера и микроконтроллер, первый информационный вход микроконтроллера связан с информационным выходом первого счетчика импульсов, а второй его информационный вход присоединен к информационному выходу второго счетчика импульсов, кроме того, первый управляющий выход микроконтроллера связан с входом управления первого счетчика, а второй его управляющий выход связан с входом управления второго счетчика, выход генератора образцовой частоты соединен со счетным входом первого счетчика, а выход формирователя импульсов связан со счетным входом второго счетчика и вторым входом схемы «И», выход которой соединен с импульсным входом микроконтроллера, который имеет цифровой ввод-вывод.The problem is achieved by the fact that, in the known periodical frequency meter containing a reference frequency generator, the output of which is connected to the first input of the “I” circuit, a pulse shaper, the input of which is the input of the periodical frequency meter and the microcontroller, the first information input of the microcontroller is connected to the information output of the first pulse counter, and its second information input is connected to the information output of the second pulse counter, in addition, the first control output of the microcontroller is connected to the control input the first counter, and its second control output is connected to the control input of the second counter, the output of the reference frequency generator is connected to the counting input of the first counter, and the output of the pulse shaper is connected to the counting input of the second counter and the second input of the And circuit, the output of which is connected to the pulse microcontroller input, which has digital input-output.

На чертеже изображена функциональная схема полезной модели.The drawing shows a functional diagram of a utility model.

Генератор образцовой частоты 1 (ГОЧ);Generator of reference frequency 1 (GOCH);

Формирователь импульсов 2 (Ф);Pulse former 2 (Ф);

Схема «И» 3 (И);Scheme "And" 3 (I);

Первый и второй счетчики импульсов (4 и 5, соответственно);The first and second pulse counters (4 and 5, respectively);

Микроконтроллер 6 (МК);Microcontroller 6 (MK);

Цифровой ввод-вывод 7 микроконтроллера 6Digital input-output 7 of the microcontroller 6

Генератор образцовой частоты 1 соединен с первым входом схемы «И» 3 и счетным входом первого счетчика импульсов 4, вход периодочастотомера соединен с формирователем импульсов 2, который соединен со вторым входом схемы «И» 3 и счетным входом счетчика импульсов 5. Информационные выходы счетчиков импульсов 4 и 5 соединены с соответствующими информационными входами микроконтроллера 6, который имеет цифровой ввод-вывод 7. Кроме того, выход схемы «И» 3 связан с импульсным входом микроконтроллера 6, управляющие выходы которого связаны с управляющими входами счетчиков 4 и 5.The model frequency generator 1 is connected to the first input of the And circuit 3 and the counting input of the first pulse counter 4, the input of the frequency counter is connected to the pulse shaper 2, which is connected to the second input of the And circuit 3 and the counting input of the pulse counter 5. Information outputs of the pulse counters 4 and 5 are connected to the corresponding information inputs of the microcontroller 6, which has a digital input-output 7. In addition, the output of the circuit “3” is connected to the pulse input of the microcontroller 6, the control outputs of which are connected to the control inputs of the counters 4 and 5.

Генератор образцовой частоты 1 может быть выполнен, например, на кварцевом генераторе, который генерирует с периодом T0 единичные импульсы заданной длительности (τ0). Формирователь импульсов 2 измеряемой частоты может быть выполнен в виде компаратора с последовательной включенной дифференцирующей цепочкой, генерирующего короткие единичные импульсы. Счетчики импульсов 4 и 5 могут быть выполнены по традиционной схеме на триггерах. Микроконтроллер 6 выбирается исходя из диапазона и точности измерения частоты, выполнения вычислительных операций и управления элементами периодочастотомера. В качестве такого микроконтроллера 6 может быть выбрана схема, например, ATMEL AT90S2313.The generator of the reference frequency 1 can be performed, for example, on a quartz oscillator, which generates unit pulses of a given duration (τ 0 ) with a period T 0 . The pulse shaper 2 of the measured frequency can be made in the form of a comparator with sequentially included differentiating chain, generating short single pulses. Pulse counters 4 and 5 can be performed according to the traditional scheme on the triggers. The microcontroller 6 is selected based on the range and accuracy of the frequency measurement, performing computational operations and controlling the elements of the frequency frequency meter. As such a microcontroller 6 can be selected circuit, for example, ATMEL AT90S2313.

Предлагаемая полезная модель работает следующим образом. Генератор образцовой частоты 1 генерирует импульсы с заданной длительностью (τ0), которая является максимальной абсолютной методической погрешностью измерения частоты (периода) и периодом T0, которые поступают на счетный вход первого счетчика импульсов 4 и на первый вход схемы «И» 3. Формирователь импульсов 2 формируют импульсы с минимальной возможной длительностью определяемой типом логических микросхем, используемых в нем. Далее эти импульсы поступают на счетный вход второго счетчика импульсов 5 и на второй вход схемы «И» 3. После того как импульсы, поступившие на входы схемы «И» 3 совпадут, на выходе схемы «И» 3 сформируется импульс, который поступит на импульсный вход микроконтроллера 6, который с помощью управляющих выходов подаст воздействие на управляющие входы счетчиков импульсов 4 и 5, обнуляя их и разрешая счет импульсов, которые поступают на счетные входы счетчиков импульсов 4 и 5, от генератора образцовой частоты 1 на вход первого счетчика импульсов 4 и от формирователя импульсов 2 на вход второго счетчика импульсов 5. С этого момента времени начинается подсчет образцовых и измеряемых периодов на счетчиках импульсов 4 и 5, соответственно. Далее после каждого последующего совпадения импульсов на входах схемы «И» 3 и прихода ее выходных импульсов на вход микроконтроллера 6, он считывает коды, накопленные в счетчиках 4 и 5. Микроконтроллер 6 вычисляет относительную методическую погрешность, которая определяется отношением длительности импульса τ0, генерируемого генератором образцовой частоты 1, к интервалу времени, отсчитанному от момента первого совпадения импульсов на входе схемы «И» 3 до момента совпадения импульсов при котором рассчитывается погрешность, если она удовлетворяет заданному значению, то выводится результат измерения периода (частоты) через устройство цифрового ввода-вывода 7 и запускается следующий цикл измерения периода (частоты) путем установления счетчиков 4 и 5 в ноль, если методическая погрешность дискретности не удовлетворяет заданной, то процесс измерения периода (частоты) продолжается до выполнения условия достижения заданного значения относительной методической погрешности.The proposed utility model works as follows. The reference frequency generator 1 generates pulses with a given duration (τ 0 ), which is the maximum absolute methodological error in measuring the frequency (period) and the period T 0 , which are received at the counting input of the first pulse counter 4 and at the first input of the “I” circuit 3. Shaper pulses 2 form pulses with the smallest possible duration determined by the type of logic circuits used in it. Further, these pulses are fed to the counting input of the second pulse counter 5 and to the second input of the "And" 3 circuit. After the pulses received at the inputs of the "And" 3 circuit coincide, an pulse will be generated at the output of the "And" 3 circuit, which will be fed to the pulse the input of the microcontroller 6, which, with the help of the control outputs, will affect the control inputs of the pulse counters 4 and 5, resetting them and permitting the count of pulses that go to the counting inputs of the pulse counters 4 and 5 from the reference frequency generator 1 to the input of the first pulse counter 4 and about pulse generator 2 to the input of the second pulse counter 5. From this point begins the time count model and the measured periods at the pulse counter 4 and 5, respectively. Then, after each subsequent coincidence of the pulses at the inputs of the And circuit 3 and the arrival of its output pulses at the input of the microcontroller 6, it reads the codes accumulated in the counters 4 and 5. The microcontroller 6 calculates the relative methodological error, which is determined by the ratio of the pulse duration τ 0 generated generator of the reference frequency 1, to the time interval counted from the moment of the first coincidence of the pulses at the input of the “I” circuit 3 to the moment of coincidence of the pulses at which the error is calculated if it satisfies creates a preset value, then the result of measuring the period (frequency) is displayed through the digital input-output device 7 and the next cycle of measuring the period (frequency) is started by setting the counters 4 and 5 to zero, if the methodological error of the discreteness does not satisfy the set, then the process of measuring the period ( frequency) continues until the condition for achieving the specified value of the relative methodological error is fulfilled.

Таким образом, максимальная абсолютная методическая погрешность уменьшена по сравнению с прототипом и равна длительности импульса генерируемого генератором 1. Длительность этого импульса задается заранее и выбирается из диапазона (0,1-0,01)T0, что на один-два порядка уменьшает максимальную методическую абсолютную погрешность измерения периода (частоты).Thus, the maximum absolute methodological error is reduced in comparison with the prototype and is equal to the duration of the pulse generated by the generator 1. The duration of this pulse is set in advance and is selected from the range (0.1-0.01) T 0 , which reduces the maximum methodological by one or two orders of magnitude absolute error of period (frequency) measurement.

Claims (1)

Периодочастотомер, содержащий генератор образцовой частоты, выход которого соединен с первым входом схемы «И», формирователь импульсов, вход которого является входом периодочастотомера, микроконтроллер, первый информационный вход которого связан с информационным выходом первого счетчика импульсов, а второй его информационный вход присоединен к информационному выходу второго счетчика импульсов, отличающийся тем, что микроконтроллер выполнен с возможностью вычисления относительной методической погрешности, при этом первый управляющий выход микроконтроллера связан с входом управления первого счетчика, а второй его управляющий выход связан с входом управления второго счетчика, выход генератора образцовой частоты соединен со счетным входом первого счетчика, а выход формирователя импульсов связан со счетным входом второго счетчика и вторым входом схемы «И», выход которой соединен с импульсным входом микроконтроллера, который имеет цифровой ввод-вывод.
Figure 00000001
A frequency frequency meter containing a reference frequency generator, the output of which is connected to the first input of the “I” circuit, a pulse shaper, the input of which is the input of the frequency frequency meter, a microcontroller, the first information input of which is connected to the information output of the first pulse counter, and its second information input is connected to the information output the second pulse counter, characterized in that the microcontroller is configured to calculate the relative methodological error, while the first I control the output of the microcontroller is connected to the control input of the first counter, and its second control output is connected to the control input of the second counter, the output of the reference frequency generator is connected to the counting input of the first counter, and the output of the pulse shaper is connected to the counting input of the second counter and the second input of the "AND" circuit the output of which is connected to the pulse input of the microcontroller, which has a digital input-output.
Figure 00000001
RU2011112145/28U 2011-03-30 2011-03-30 FREQUENCY METER RU110499U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011112145/28U RU110499U1 (en) 2011-03-30 2011-03-30 FREQUENCY METER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011112145/28U RU110499U1 (en) 2011-03-30 2011-03-30 FREQUENCY METER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU110499U1 true RU110499U1 (en) 2011-11-20

Family

ID=45317102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011112145/28U RU110499U1 (en) 2011-03-30 2011-03-30 FREQUENCY METER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU110499U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7804290B2 (en) Event-driven time-interval measurement
CN103248356B (en) A kind of counter and implementation method based on adopting phase-locked loop pulse interpolation technology
CN104216279A (en) Time interval measuring device based on FPGA (Field Programmable Gate Array)
JP2008541619A5 (en)
CN103837741A (en) Equal-precision frequency testing system based on FPGA and design method thereof
CN114636862B (en) High-precision pulse width measuring circuit and measuring method
CN103034117A (en) High-precision time meter
CN103135650A (en) Current/frequency conversion circuit linearity and symmetry digital compensation method
RU110499U1 (en) FREQUENCY METER
CN203929885U (en) Based on FPGA etc. precision frequency testing system
TW201904200A (en) Method and apparatus for time-to-digital conversion using time residue feedback
US20130315366A1 (en) Physical quantity measuring apparatus and physical quantity measuring method
CN108809299B (en) Signal frequency measurement system
JP5787096B2 (en) Physical quantity measuring device, physical quantity measuring method
RU2210785C2 (en) Digital frequency meter
RU2638972C2 (en) Method of frequency measurement
RU2722410C1 (en) Method for measuring time interval and device for implementation thereof
JP2019049504A (en) Speed detector
Teodorescu et al. Improving time measurement precision in embedded systems with a hybrid measuring method
RU2308041C1 (en) Basic carrier frequency measuring device
RU194217U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE TIMES OF DELAYS OF THE DISTRIBUTION OF THE SIGNAL OF OPTO-ELECTRONIC LOGIC SIGNAL SWITCHES
RU2561999C1 (en) Interpolating converter of time interval into digital code
SU464888A1 (en) Digital pulse duration meter
RU2498384C1 (en) Wide-range vernier recirculating converter of time intervals to digital code
KR101325915B1 (en) Method for measuring speed of inverter using by timer

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20150331