RU152292U1 - FREQUENCY RATIO METER - Google Patents
FREQUENCY RATIO METER Download PDFInfo
- Publication number
- RU152292U1 RU152292U1 RU2014145361/28U RU2014145361U RU152292U1 RU 152292 U1 RU152292 U1 RU 152292U1 RU 2014145361/28 U RU2014145361/28 U RU 2014145361/28U RU 2014145361 U RU2014145361 U RU 2014145361U RU 152292 U1 RU152292 U1 RU 152292U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulse
- output
- control device
- input
- information
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Измеритель отношения частот, содержащий первый формирователь, вход которого связан с источником первого сигнала, а выход - с информационным входом первого ключа, выход которого соединен с суммирующим входом первого счетчика импульсов, информационный выход которого подключен к первому информационному входу устройства управления, второй информационный вход которого подключен к информационному выходу второго счетчика импульсов, суммирующий вход которого связан с выходом второго ключа, информационный вход которого присоединен к выходу второго формирователя, вход которого связан с источником сигнала второй частоты, кроме того, первый и второй импульсные выходы устройства управления соединены с входами сброса первого и второго счетчика импульсов соответственно, третий и четвертый импульсные выходы устройства управления соединены с входами управления первого и второго ключа соответственно, а первый импульсный вход устройства управления соединен с выходом первого формирователя, первый информационный выход устройства управления подключен к входу отсчетного устройства, отличающийся тем, что в него введены генератор импульсов, третий и четвертый счетчики импульсов, третий и четвертый ключи, информационные входы которых подключены к выходу генератора импульсов, а их выходы подключены к суммирующим входам третьего и четвертого счетчиков импульсов соответственно, выходы третьего и четвертого счетчиков импульсов подключены к третьему и четвертому информационному входу устройства управления соответственно, пятый и шестой импульсные выходы устройства управления соединены с входами сброса третьего и ч�A frequency ratio meter containing a first driver, whose input is connected to the source of the first signal, and the output to the information input of the first key, the output of which is connected to the summing input of the first pulse counter, the information output of which is connected to the first information input of the control device, the second information input of which connected to the information output of the second pulse counter, the summing input of which is connected to the output of the second key, the information input of which is connected to the output a second driver, the input of which is connected to a second-frequency signal source, in addition, the first and second pulse outputs of the control device are connected to the reset inputs of the first and second pulse counter, respectively, the third and fourth pulse outputs of the control device are connected to the control inputs of the first and second key, respectively, and the first pulse input of the control device is connected to the output of the first driver, the first information output of the control device is connected to the input of the reading device a, characterized in that the pulse generator, the third and fourth pulse counters, the third and fourth keys, the information inputs of which are connected to the output of the pulse generator, and their outputs are connected to the summing inputs of the third and fourth pulse counters, respectively, the outputs of the third and fourth pulse counters are connected to the third and fourth information inputs of the control device, respectively, the fifth and sixth pulse outputs of the control device are connected to the reset inputs of the third and h
Description
Предлагаемая полезная модель относится к области измерительной техники предназначена для измерения отношения частот и может быть использована также для измерения частоты (периода) периодических сигналов.The proposed utility model relates to the field of measurement technology designed to measure the ratio of frequencies and can also be used to measure the frequency (period) of periodic signals.
Известен измеритель отношения частот [Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы (аналоговые и цифровые) - К.: Вища шк.,1986], который содержит генератор образцовой частоты, выход которого подключен к информационному входу ключа, выход которого подключен к счетчику импульсов, формирователь импульсов, на вход которого подаются измеряемые сигналы, выход формирователя импульсов подключен к делителю частоты, выход которого связан с управляющим входом ключа. Измерение отношения частот производится следующим образом - измеряется первая частота - делитель частоты открывает ключ на интервал времени равный целому количеству периодов измеряемой частоты, за этот интервал времени подсчитывается количество периодов образцовой частоты на счетчике, в соответствии с заданным количеством периодов измеряемой частоты и показанием счетчика вычисляется измеряемая частота. Затем аналогичным способом измеряется вторая частота. После этого вычисляется отношение частот.Known meter of the ratio of frequencies [Ornatsky P.P. Automatic measurements and instruments (analog and digital) - K .: Vishka shk., 1986], which contains a model frequency generator, the output of which is connected to the information input of the key, the output of which is connected to a pulse counter, a pulse shaper, to the input of which the measured signals are fed , the output of the pulse shaper is connected to a frequency divider, the output of which is connected to the control input of the key. The frequency ratio is measured as follows - the first frequency is measured - the frequency divider opens the key for a time interval equal to an integer number of periods of the measured frequency, for this time interval the number of periods of the reference frequency is counted on the counter, in accordance with a given number of periods of the measured frequency and the counter reading, the measured frequency. Then, in a similar manner, the second frequency is measured. After that, the frequency ratio is calculated.
Недостатком такого измерителя является то, что измерение отношения частот производится не одновременно, поэтому временная нестабильность частот увеличивает погрешность измерения отношения частот.The disadvantage of this meter is that the measurement of the frequency ratio is not carried out simultaneously, therefore, the temporary instability of the frequencies increases the error in measuring the frequency ratio.
Также известен измеритель отношения частот (прототип) [Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы (аналоговые и цифровые) - К.: Вища шк., 1986], который содержит два формирователя импульсов, на входы которых подаются сигналы с частотой F1 и F2 соответственно, а выходы формирователей подключены к входам первого и второго ключа, выходы которых подключены к входам суммирования первого и второго счетчика импульсов, информационные выходы которых подключены к информационным входам устройства управления (микроконтроллер), также к третьему информационному входу устройства управления подключен выход второго формирователя. Управляющие выходы устройства управления подключены к первому и второму ключам, к входам сброса первого и второго счетчиков. Измерение отношения частот выполняется путем подсчета за целое число периодов частоты F1 числа периодов частоты F2.Also known is a frequency ratio meter (prototype) [P. Ornatsky. Automatic measurements and instruments (analog and digital) - K .: Vishka shk., 1986], which contains two pulse shapers, the inputs of which are supplied with signals with a frequency of F 1 and F 2, respectively, and the outputs of the shapers are connected to the inputs of the first and second key the outputs of which are connected to the summation inputs of the first and second pulse counter, the information outputs of which are connected to the information inputs of the control device (microcontroller), the output of the second pho is also connected to the third information input of the control device tors,. The control outputs of the control device are connected to the first and second keys, to the reset inputs of the first and second counters. The measurement of the frequency ratio is performed by counting for an integer number of frequency periods F 1 the number of frequency periods F 2 .
Недостатком прототипа является большая погрешность дискретизации, максимальное значение которой по модулю равно одному периоду частоты F2.The disadvantage of the prototype is the large sampling error, the maximum value of which modulo is equal to one frequency period F 2 .
Задачей (технический результат) предлагаемой полезной модели является уменьшение максимального значения погрешности дискретизации при измерении отношения частот.The objective (technical result) of the proposed utility model is to reduce the maximum value of the sampling error when measuring the frequency ratio.
Поставленная задача (технический результат) достигается тем, что в измеритель отношения частот, содержащий первый формирователь, вход которого связан с источником первого сигнала, а выход с информационным входом первого ключа, выход которого соединен с суммирующим входом первого счетчика импульсов, информационный выход которого подключен к первому информационному входу устройства управления, второй информационный вход которого подключен к информационному выходу второго счетчика импульсов, суммирующий вход которого связан с выходом второго ключа, информационный вход которого присоединен к выходу второго формирователя, вход которого связан с источником сигнала второй частоты, кроме того, первый и второй импульсные выходы устройства управления соединены с входами сброса первого и второго счетчика импульсов соответственно, третий и четвертый импульсные выходы устройства управления соединены с входами управления первого и второго ключа соответственно, а первый импульсный вход устройства управления соединен с выходом первого формирователя, первый информационный выход устройства управления подключен к входу отсчетного устройства, введены генератор импульсов, третий и четвертый счетчики импульсов, третий и четвертый ключи информационные входы которых подключены к выходу генератора импульсов, а их выходы подключены к суммирующим входам третьего и четвертого счетчиков импульсов соответственно, выходы третьего и четвертого счетчиков импульсов подключены к третьему и четвертому информационному входу устройства управления соответственно, пятый и шестой импульсные выходы устройства управления соединены с входами сброса третьего и четвертого счетчиков импульсов соответственно, седьмой и восьмой импульсные выходы устройства управления соединены с входами управления третьим и четвертым ключом соответственно, а второй импульсный вход устройства управления соединен с выходом второго формирователя.The task (technical result) is achieved by the fact that the frequency ratio meter containing the first driver, whose input is connected to the source of the first signal, and the output with the information input of the first key, the output of which is connected to the summing input of the first pulse counter, the information output of which is connected to the first information input of the control device, the second information input of which is connected to the information output of the second pulse counter, the summing input of which is connected to the output the second key, the information input of which is connected to the output of the second driver, the input of which is connected to the signal source of the second frequency, in addition, the first and second pulse outputs of the control device are connected to the reset inputs of the first and second pulse counter, respectively, the third and fourth pulse outputs of the control device are connected with the control inputs of the first and second key, respectively, and the first pulse input of the control device is connected to the output of the first driver, the first information the control device is connected to the input of the reading device, a pulse generator is introduced, the third and fourth pulse counters, the third and fourth keys whose information inputs are connected to the pulse generator output, and their outputs are connected to the summing inputs of the third and fourth pulse counters, respectively, the outputs of the third and fourth pulse counters are connected to the third and fourth information inputs of the control device, respectively, the fifth and sixth pulse outputs of the control device with dineny to reset inputs of the third and fourth pulse counters respectively, seventh and eighth pulse output control device connected to the control inputs of the third and fourth key, respectively, and the second pulse input control device is connected to the output of the second driver.
На чертеже изображена функциональная схема предлагаемой полезной модели, которая содержит:The drawing shows a functional diagram of the proposed utility model, which contains:
Формирователи импульсов (Φ) 1, 2;Pulse shapers (Φ) 1, 2;
Ключи (К) 3, 4, 5, 6;Keys (K) 3, 4, 5, 6;
Счетчики импульсов (Сч) 7, 8, 9, 10;Impulse counters (MF) 7, 8, 9, 10;
Устройство управления (УУ) 11;The control device (UU) 11;
Генератор импульсов (ГИ) 12;Pulse Generator (GI) 12;
Отсчетное устройство (ОУ) 13.Reading device (OS) 13.
Выходы формирователей импульсов 1 и 2 соединены с информационными входами ключей 3 и 4, соответственно, а также с импульсными входами Uимп.вх1 и Uимп.вх2 устройства управления 11 соответственно. Выходы ключей 3 и 4 присоединены к счетным входам счетчиков импульсов 7 и 8 соответственно. Выход генератора импульсов 12 присоединен к информационным входам ключей 5 и 6, а их выходы связаны со счетчиками импульсов 9 и 10 соответственно. Информационные выходы счетчиков 7, 8, 9, 10 связаны с информационными входами Uинф.вх1, Uинф.вх2, Uинф.вх3, Uинф.вх4 устройства управления 11 соответственно. Импульсные выходы устройства управления 11 Uимп.вых1, Uимп.вых2, Uимп.вых5, Uимп.вых6 соединены с входами сброса в ноль счетчиков импульсов 7, 8, 9, 10 соответственно. Входы управления ключами 3, 4, 5 и 6 связаны с импульсными выходами Uимп.вых3, Uимп.вых4, Uимп.вых7, Uимп.вых8 устройства управления 11 соответственно. Информационный выход микроконтроллера Uинф.вых.1 устройства управления 11 присоединен к входу отсчетного устройства 13.The outputs of the
Формирователи импульсов 1, 2 могут быть выполнены на основе компаратора, например MAX9692 (производства MAXIM). В качестве ключей 3, 4, 5 и 6 могут быть использованы схемы MAX14778 (производства MAXIM). Счетчики импульсов 7, 8, 9 и 10 могут быть выполнены, например, по традиционной схеме на триггерах MAX9381 (производства MAXIM) либо содержатся в микроконтроллере устройства управления 11. В качестве микроконтроллера устройства управления 11 может быть выбрана схема, например, AT32AP7000 (производства Atmel). Генератор импульсов 12 может быть выполнен на основе кварцевого генератора, например ГК137-ТС (производства МОРИОН). В качестве отсчетного устройства 13 может быть использован персональный компьютер с USB входом.The
Работа полезной модели осуществляется следующим образом. На вход формирователя импульсов 1 подается сигнал с частотой F1, а на вход формирователя импульсов 2 сигнал с частотой F2. В исходном состоянии устройство управления 11 через Uимп.вых1, Uимп.вых2, Uимп.вых5, Uимп.вых6 устанавливает счетчики импульсов 7, 8, 9 и 10 в нулевое состояние и через Uимп.вых3, Uимп.вых4, Uимп.вых7, Uимп.вых8 разрывает ключи 3, 4, 5 и 6.The utility model is as follows. At one input of the pulse signal from the frequency F 1, and the input of the
Начиная с некоторого момента времени, который задается устройством управления 11, устройство управления 11 ожидает прихода импульса на импульсный вход Uимп.вх1 и Uимп.вх2 с выхода формирователя импульсов 1 и формирователя импульсов 2 соответственно.Starting from a certain point in time, which is set by the control device 11, the control device 11 waits for a pulse to arrive at the pulse input Uimp.in1 and Uimp.in2 from the output of
В момент прихода первого импульса после сброса счетчиков импульсов с выхода формирователя импульсов 1 на импульсный вход Uимп.вх1 устройства управления 11, инициирует устройство управления 11, которое через импульсные выходы Uимп.вых3 и Uимп.вых7 замыкает ключи 3 и 5 соответственно. Счетчик 7 начинает счет импульсов следующих с частотой F1, которая задается входным сигналом, поступающим на вход формирователя импульсов 1. Счетчик импульсов 9 считает импульсы с частотой Fг, идущие от генератора импульсов 12.At the moment of arrival of the first pulse after resetting the pulse counters from the output of the
В момент прихода первого импульса после сброса счетчиков импульсов с выхода формирователя импульсов 2 на импульсный вход Uимп.вх2 устройства управления 11, устройство управления 11 через импульсные выходы Uимп.вых4 и Uимп.вых8 замыкает ключи 4 и 6 соответственно. При этом счетчик импульсов 8 начинает счет импульсов, следующих с частотой F2, которая задается входным сигналом, поступающим на вход формирователя импульсов 2. Счетчик импульсов 10 начинает счет импульсов с частотой Fг, идущих с выхода генератора импульсов 12.At the moment of arrival of the first pulse after resetting the pulse counters from the output of the
Такой режим работы устройства сохраняется в течение некоторого интервала времени, который задается устройством управления 11. После окончания этого интервала времени и прихода очередного импульса с выхода формирователя импульсов 1 на импульсный вход Uимп.вх1 устройства управления 11, которое разрывает ключи 3 и 5 через соответствующие импульсные выходы Uимп.вых3 и Uимп.вых7. И после прихода очередного импульса с выхода формирователя импульсов 2 на импульсный вход Uимп.вх2 устройства управления 11, которое разрывает ключи 4 и 6 через соответствующие импульсные выходы Uимп.вых4 и Uимп.вых8.This mode of operation of the device is maintained for a certain time interval, which is set by the control device 11. After the end of this time interval and the arrival of the next pulse from the output of the
Далее устройство управления 11 вычисляет отношение частот F1 и F2, по формуламNext, the control device 11 calculates the ratio of the frequencies F 1 and F 2 according to the formulas
где N7, N8, N9, N10 - коды счетчиков импульсов 7, 8, 9, 10 соответственно, вwhere N 7 , N 8 , N 9 , N 10 are the codes of the
конце измерения, определяемого устройством управления 11. Тогда можно записатьthe end of the measurement determined by the control device 11. Then you can write
Из работы предлагаемой полезной модели следует, что методическая погрешность дискретизации образуется при подсчете числа импульсов, следующих с частотой Fг за целое число периодов, следующих с частотой Fl (время счета, равное Ν7·Τ1) и за целое число периодов, следующих с частотой F2 (время счета, равное N8T2) на счетчиках импульсов 9 и 10 соответственно. Учитывая этот факт, можно записатьFrom the operation of the proposed utility model implies that methodical sampling error generated when counting the number of pulses, at a frequency F z for the integer number of periods at a frequency F l (calculation time equal Ν 7 · Τ 1), and for integer periods following with a frequency of F 2 (counting time equal to N 8 T 2 ) on the
Тогда максимальная методическая погрешность дискретизации будет равнаThen the maximum methodological sampling error will be equal to
А в прототипе она равнаAnd in the prototype it is equal to
В предлагаемом устройстве Fг выбирается исходя из возможности быстродействия логических элементов и счетчиков импульсов. В настоящее время Fг может быть выбрана от 100 МГц до 1 ГТц без особых трудностей. Таким образом, выбирая время измерения, которое задается устройством управления 11, равным 1 с, можно получить максимальную погрешность дискретизации, не превышающую 2(10-8-10-9). Причем эта погрешность практически не зависит от значений F1 и F2 в диапазоне частот от единиц герц до 10 МГц. В то время как в прототипе при измерении отношения частот, когда, например F2=103 Гц и Νm·T1 близко к 1 с, погрешность дискретизации равна 10-3. При этом из формулы (3) следует, что результат отношения частот не зависит от частоты Fг и ее нестабильности, так как измерение частот F1 и F2 производится одновременно. Таким образом, в предложенной полезной модели существенно снижена максимальная погрешность дискретизации по сравнению с прототипом.In the proposed device, F g is selected based on the possibility of speed of logic elements and pulse counters. Currently, F g can be selected from 100 MHz to 1 GTZ without much difficulty. Thus, choosing the measurement time, which is set by the control device 11, equal to 1 s, you can get the maximum sampling error not exceeding 2 (10 -8 -10 -9 ). Moreover, this error is practically independent of the values of F 1 and F 2 in the frequency range from units of hertz to 10 MHz. While in the prototype when measuring the frequency ratio, when, for example, F 2 = 10 3 Hz and Ν m · T 1 is close to 1 s, the sampling error is 10 -3 . Moreover, from formula (3) it follows that the result of the frequency ratio does not depend on the frequency F g and its instability, since the measurement of frequencies F 1 and F 2 is performed simultaneously. Thus, in the proposed utility model, the maximum sampling error is significantly reduced in comparison with the prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014145361/28U RU152292U1 (en) | 2014-11-11 | 2014-11-11 | FREQUENCY RATIO METER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014145361/28U RU152292U1 (en) | 2014-11-11 | 2014-11-11 | FREQUENCY RATIO METER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU152292U1 true RU152292U1 (en) | 2015-05-20 |
Family
ID=53297667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014145361/28U RU152292U1 (en) | 2014-11-11 | 2014-11-11 | FREQUENCY RATIO METER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU152292U1 (en) |
-
2014
- 2014-11-11 RU RU2014145361/28U patent/RU152292U1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102928677A (en) | Nano pulse signal acquiring method | |
CN102680728A (en) | Motor rotation speed measuring method used in precise electromechanical equipment | |
RU152292U1 (en) | FREQUENCY RATIO METER | |
RU2589351C1 (en) | Method of measuring frequency ratio | |
US2913664A (en) | Frequency meters | |
RU2722410C1 (en) | Method for measuring time interval and device for implementation thereof | |
SU553456A1 (en) | Single channel ultrasonic flow meter | |
SU619868A2 (en) | Signal frequency measuring device | |
SU408229A1 (en) | DIGITAL METER | |
SU945818A1 (en) | Digital frequency metr | |
SU842693A1 (en) | Time interval meter | |
SU534859A1 (en) | Pulse selector for engine speed recorder | |
SU379982A1 (en) | 'ALL-UNION NAGL: •••• --- •: -; P1-Snapshot *'.: - l <; ..:. R ^ ('* * * M. CL. H 02k 13 / 18UDK 681.325 (088.8) | |
SU538335A1 (en) | The device of the Vernier time interval measurement | |
SU917175A1 (en) | Device for measuring time intervals | |
SU726487A1 (en) | Digital period meter | |
SU497531A1 (en) | Digital frequency meter | |
SU943721A1 (en) | Random time interval generator | |
SU615429A1 (en) | Period duration digital meter | |
SU457966A1 (en) | Device for measuring time intervals | |
SU657362A1 (en) | Frequency-and-phase meter | |
RU2011154540A (en) | METHOD FOR MEASURING A ROCKET ANGLE, ROTATING REGULARLY TO A ROLL ANGLE, AND A ROCKET ANGLE SENSOR FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU110499U1 (en) | FREQUENCY METER | |
SU834408A1 (en) | Device for measuring non-staionary temperatures | |
SU627438A1 (en) | Time interval- to-numeric code converter |