SU1002978A1 - Цифровой измеритель частоты - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

изобретение относитс  к измерите1;ьной технике.

Известен цифровой частотомер, содержащий генератор эталонной частоты, управл емый фазовращатель, формирователь импульсов эталонной частоты, ключи, два счетчика, формирователь импульсов измер емой частоты, блок управлени , триггер управлени  и элемент совпадени  111.

Недостатком известного устройства  вл етс  невысока  точность, завис п1а  от длительности импульсов измер емой и эталонной частот, невысокое быстродействие, так как между двум  совпадени ми импульсов частот, измер емой и эталонной, помещаетс  несколько периодов измер емой частоты, что удлин ет врем  одного измерени , особенно на низких и инфранизких частотах.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  цифровой частотомер, содержащий два счетчика, формирователь Импульсов измер емой частоты, ключ, последовательно соединенные генератор импульсов стандартной частоты, схему совпадени , триггер управлени , элемент задержки с п-1 выходами, элемент задержки с одним выходом.

п-1 блок совпадени , п-1 триггеры управлени , п+2 блока сборки, рамоблокирукнций ключевой элемент ft п пар последовательно соединенных ключей 2 ,

Недостатками устройства  вл ютс  низкое быстродействие, невысока  точность, завис щие от длительности импульсов измер емой частоты и от

10 времени задержки элемента задержки, а также от неопределенности положени  конца интервала измерени  (на выходе неокончательный результат).

Целью изобретени   вл етс  Повы15 шение точности и быстродействи  измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой измеритель частоты , содержащий генератор опорной

20 частоты, счетчик результата, счетчик измерени  длительности периода, формирователь импульсов, четыре ключа и три триггера, введены декгщный делитель образцовой частоты, управл 25 емый делитель частоты, п ключей ввода коэффициента делени  и .формирователь эталонного интервала вре-, мени, выход которого соединен с первыми входами первого и второго

Claims (2)

1. 30 триггеров, второй вход последнегг подключен к первому выходу третьего триггера и первому входу формировател  импульсов, выход которого под .ключей к входу третьего триггера, втор&й выход которого соединен с пе вым входом первого ключа, второй вход последнего подключен к выходу декадного делител  образцовой частоты , вход которого соединен с выходом генератора образцовой частоты первым входом второго ключа и первым входом управл емого делител  частоты выход последнего подключен к первым входам третьего и четвертого ключей и к первым входам п ключей ввода коэффициента делени , выходы которых соединены с соответствующими входами управл емого делител  частоты, вторы входы п ключей ввода коэффициента делени  подключены к соответствующим выходам счетчика измерени  длительности периода, вход которого соединей с выходом первого ключа, при этом выход второго триггера соединен с вторым входом Четвертого ключа, вы ход которого подключен к второму входу первого триггера, выход послед него соединен с вторыми входами трет его и второго ключей, выход последнего подключен к входу формировател  эталонных интервалов времени, а выход третьего ключа соединен с входом счетчика результата. На Чертеже показана структурна  электрическа  схема цифрового измерител  частоты. Измеритель частоты содержит генератор 1 образцовой частоты, декадный делитель 2 образцовой частоты, управ л емый делитель 3 частоты, счетчик 4 измерени  длительности периода измер емой , частоты, формирователь 5 импульсов измер емой частоты, п ключей 6 ввода коэффициента делени , формирователь 7 эталонного интервала времени, счетчик 8 результата, триггер 9, ключ 10, триггер 11, ключ 12, триггер 13, ключи 14 и 15. Цифровой измеритель частоты работает следующим образом. Измерение частоты начинаетс  по команде Пуск, подаваемой на формирователь 5 импульсЪв. Первый сформированный импульс измер емой частоты задним фронтом устанавливает триггер 9 в единичное состо ние, тем самым разреша  прохождение импульсов f с делител  2 частоты через ключ 10 на счетчик 4. Второй импульс измер емой частоты возвращает в исходное состо ние триг гер 9, который нулевым выходом запрещает прохождение следующего пери-. ода f через формирователь 5 импульсов и устанавливает триггер 11 в единичное состо ние. Поступление импульсов на счетчик 4 с делител  2 прекращаетс . В счетчике 4 устанавли ваетс  код, пропорциональный длительности периода Т измер емой частоты: L тГ Г где Т Единичный выход триггера 11 через ключ 12 разрешает прохождение импульсов переполнени  на вход установки 1 триггера 13. Первый импульс переполнени  с выхода управл емого делител  3 частоты через ключ 12 устанавливает триггер 13 в единичное состо ние, а также-посту- пает на вторые входы ключей 6. На первые входы этих ключей поразр дно поступают инверсные выходы разр дов счетчика 4. Положительным потенциалом триггер 13 через ключ 14 разрешает прохождение с генератора 1 опорной частоты импульсов f на вход формировател  7 эталонного интервала времени, а через ключ 15 - импульсов переполнени  на вход счетчика 8 результата. На прот жении эталонного интервала времени на вход счетчика 8 поступают импульсы с частотой k -I f X где k - коэффициент пропорциональности дл  данной частоты. По заднему фронту эталонного интервала времени триггеры 11 и 13 устанавливают в нулевое состо ние. Измерение прекращаетс , в счетчике 8 результата устанавливаетс  код измер емой частоты. Таким образом, предлагаема  структура повышает точность и быстроействие , так как погрешность не носитс  длительностью импульса изер емой частоты, отсутствует факор неопределенности положени  конца змерени . Быстродействие зависит олько от длительности периода изер емой частоты, результат на выхое счетчика результата окончательный, е требующий дополнительны;; преобазований . Величина погрешности устройства ависит QT отношени  длительности ериода стандартной частоты к длиельности измер емой частоты и рава сг.л,.4-(-) . де п - число измер емых периодов; Т - период измер емой частоты , мкс; Tjs - стандартно часто .i, мкс; (ff, погрешность стандартной частоты; а О при измерении импульсн сигналов; а при.измерении сину идальных сигналов. Очевидно, что с увеличением опорной частоты уменьшаетс  погреш ность и увеличиваетс  быстродействи измерени . Выпускаемый отечественной промьп ленностью частотомер Ф5041 производ измерение частот электрических кол баний в диапазоне от 0,1Гц до 10 МГц. Относительна  погрешность мерени  частоты не превышает значе ний, определ емых по формуле -Ч) где JJ. - погрешность источника стандартной частоты; t,j - врем  измерени , с; f - значение измер емой частоты , Гц. Из формулы видно, что точность и быстродействие завис т от измер  мой частоты и времени измерени  иэм ниже частота, тем выше погрешность. Чтобы уменьшить погрешность на низких частотах, необходимо увеличивать врем  измерени  иэм дл  многих случаев приме нени  частотомера  вл етс  неприeMneNMM . Формула изобретени  Цифровой измеритель частоты, со держащий генератор опорной частоты счетчик результата, счетчик измере ни  длительности периода, формирователь импульсов, четыре ключа и три триггера, отличающий с   тем, что, с целью повышени  точности и быстродействи  измерени , в него введены декадный делитель образцовой частоты, управл емый делитель частоты, п ключей ввода коэффициента делени  и формирователь эталонного интервала времени выход которого соединен с первыми входами первого и второго триггеров, второй вход последнего подключен к первому выходу третьего триггера и первому входу формировател  импульсов, выход которого подключен к входу третьего триггера, второй выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход последнего подключен к выходу декадного делител  обрдэцовой частоты, вход которого соединен, С выходом генератора образцовой частоты , первым входом второго ключа и первым входом управл емого делител  частоты, выход последнего подключен к первым входам третьего и четвертого ключей и к первым входам п ключей ввода коэффициента делени , выходы которых соединены с соответствующими входами управл емого делнтел  частоты, в.торые вхофл п ключей ввода коэффициента делени  подключены к соответствующим выходам счетчика измерени  длительности, периода, вход которого соединен с выходом первогоключа, при этом выход второго триггера соединен с вторым входом четвертого ключа, выход которого подключен к второму входу первого триггера, выход последнего соединен с вторыми входами третьего и второго ключей, выход последнего подключен к входу формировател  эталонных интервалов времени, а выход третьего ключа соединен с входом счетчика результата. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 612172, кл. G 01 R 23/10, 1978.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 606140, кл. G 01 R 23/02, 12.07.74.