SU1043570A1 - Способ измерени частоты импульсных сигналов и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ измерени  частоты импульсных сигналов, основанный на подсчете числа полных периодов за врем  измерени , начало которого совпадает с началом периода измер емой П(л) flf Гизн) частоты, и учете дробной части периода , формировании вспомогательной частоты, пропорциональной числу полHfcix периодов, квантовании текущего времени после очередного импульса измер емой частоты, аннулировании результата квантовани , если момент окончани  периода измер емой частоты наступает раньше момента окончани  времени измерени  и повторении квантовани  с учетом нового значени  числа полных периодов до тех пор, пока момент окончани  времени измерени  не наступит раньше момента окончани  периода измер емой частоты, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, частоту кванто- g вани  формируют суммированием вспомогательной частоты, пропорциональной числу полных периодов, с вспомо-1 гательной частотой, пропорциональной количеству импульсов суммарной частоты за текущее врем  после оконча- 2 ни  очередного импульса измер емой частоты. 4 :л ел vl

Description

2, Устройство дл  осуществлени  способа ПОп. 1, содержащее два элемента И, первые входы которых подключены к входной шине времени измерени , счетчик периодов измер емой частоты, вход которого подключен через первый элемент И к входной шине измер емой частоты, а выход подключен к управл ющим входам первого двоичного умножител ,и счетчикдробной части периода измер емой частоты , отличающеес  тем, что в него введены два делител  с посто нными коэффициентами делени , второй двоичный умножитель, дополнительный счетчик, сумматор и элемент

задержки, выход которого подключен к первому входу сумматора, а вход, соединен с выходом второго двоичного умножител , счетный вход которого соединен черюз первый делитель с посто нным коэффициентом делени , с счетным входом первого двоичного умножител , а управл ющие входы соединены с выходами дополнительного счетчика , вход которого подключен через второй делитель с посто нным коэффициентом делени  к входу счетчика дробной части периода измер емой частоты и выходу сумматора, второй вход которого соединен с выходом двоичного умножител .

Изобретение относитс  к электроиз мерительной технике и может быть использовано при цифровом измерении частоты импульсных сигналов. Известен цифровой способ измерени  частоты следовани  импульсов, ос нованный на подсчете числа импульсов измер емой частоты в течение эталонного интервала времени и подсчете числа импульсов умноженной частоты в течение промежутка времени между последним зарегистрированным импульсом измер емой частоты и концом эталонного интервала времени 1. Недостатком такого способа  вл етс  невысока  точность измерени  частоты, обусловленна  тем, что за врем  измерени  частота входного сиг нала может измен тьс , а дробна  часть периода будет заполн тьс  частотой , котора  пр мо пропорциональна частоте в начале эталонного интер вала времени. Известен способ измерени  частоты импульсных сигналов, основанный на подсчете числа полных пери одов за врем  измерени ,начало которого совпадает с началой.периода.изг мер емой частоты,и учете дробной час ти периода,в котором формируют.вспомогательную частоту,пропорциональную целому числу периодов измер емой час тоты, и заполн ют этой частотой текущее врем  после очередного импульса измер емой частоты, аннулируют результат заполнени , если момент окончани  периода измер емой частоты наступает раньше момента окончани  времени измерени , и повтор ют операцию заполнени  с учетом нового значени  числа полных периодов до тех пор, пока момент окончани  времени .измерени  не наступит раньше момента окончани  периода измер емой частоты 2 . Недостатком известного способа и устройства, его реализующего,  вл етс  невысока  точность измерени , обусловленна  тем, что дробна  часть периода заполн етс  частотой, пропорциональной числу полных периодов плюс единица. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  частоты импульсных сигналов. дл  достижени  поставленной цели согласно способу измерени  частоты импульсных сигналов, основанному на .подсчете числа полных периодов за врем  измерени , начало которого сов падает с началом периода измер емой частоты, и учете дробной части периода , формировании вспомогательной частоты , пропорциональной числу полных периодов, квантовании текущего времени после очередного импульса измер емой частоты, аннулировании результата квантовани , если момент окончани  периода измер емой частоты наступает раньше момента окончани  времени измерени , и повторении к антовани  с учетом нового значени  числа полных периодов до тех пор, пока момент окончани  времени измерени  не наступит раньше момента окончани  периода измер емой частоты, частоту квантовани  формируют суммированием вспомогательной частоты, пропорциональной числу полных периодов, с вспомогательной частотой, пропорциональной количеству импульсов суммарной частоты за текущее врем  после окончани  очередного импульса измер емой частоты. В устройство дл  реализации способа , содержащее два элемента И, первые входы которых подключены к входной шине времени измерени , счетчик периодов измер емой частоты, подключенный через первый элемент И к входной шине измер емой частоты, а выход подключен к управл ющим входам первого двоичного умножител , и счетчик дробной части периода измер емой частоты , введены два делител  с посто нными коэффициентами делени , второй двоичный умножитель, дополнительный, счетчик, сумматор и элемент задержки выход которого подключен к первому входу сумматора, а входк - к выходу второго двоичного умножител , счетный вход которого соединен через вый делитель с посто нным коэффициен том делени , с счетным входом первого двоичного умножител , а управл ющие входы соединены с выходами дополнительного счетчика, подключенного входом через второй делитель с посто  нным коэффициентом делени  к входу счетчика дробной части периода измер емой частоты и выходу сумматора, второй вход которого соединен с выхо дом первого двоичного умножител . На чертеже представлена функциональна  схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство содержит элементы И 1 и 2, делители 3 и 4 с посто нными . коэффициентами делени , счетчик 5 периодов измер емой частоты, двоичные умножители 6 и 7, дополнительный счетчик 8, сумматор 9, элемент 10 задержки и счетчик 11 дробной части периода измер емой частоты, входную шину 12 измер емой частоты, входную шину 13 времени измерени , входную шину 14 опорной частоты. Устройство, реализующее способ измерени  частоты импульсных сигналов , работает следующим образом. Дл  нормальной работы необходимо, чтобы начало времени измерени  было синхронизировано с импульсами измер емой частоты. В исходном состо нии делители 3 и 4 с посто нными коэффициентами делени , счетчик 5 периодов и счетчик 11 дробной части периода измер емой частоты обнулены, в допол нительном счетчике 8 записана единица . С каждым импульсом входной часто ты, поступившим за врем  измерени , делитель 4 с посто нным коэффициентом делени , дополнительный счетчик 8 и счетчик 11 дробной части периода измер емой частоты устанавливаютс  в исходное состо ние. После поступле ни  на шину 13 сигнала элементы И 1 и 2 открываютс  и начинают пропускать импульсы измер емой часто ты с шины 12 и импульсы опорной частоты FO с шины 14. Подсчет числа полных периодов за врем  измерени  Ту, осуществл етс  с помощью счетчика.5 периодов, в коором к концу времени измерени  заисано количество импульсов Ы.. а -с fflili s-b.tl j, де - цела  часть выражени  в скобках. Формирование вспомогательной часоты F , пропорциональной числу полых периодов, осуществл етс  с помоью двоичного умножител  6 V «Tде FJ, - опорна  частота А - емкость счетчика 5 периодов, Формирование вспомогательной часоты F, пропорциональной количесту импульсов суммарной частоты Pj , существл етс  с помощью двоичного множител  7. . РО Ng 2F,T де Kg - коэффициент делени  делител  3 с посто нным коэффициентом; Ng - код в дополнительном счетчике 8; В - .емкость- дополнительного четчика 8. де N - число импульсов, прошедшее через сумматор 9 в счетчик II дробной части периода за врем  после окончани  очередного импульса измер емой частоты; К, - коэффициент делени  делител  4 с посто нным коэффициентом . Суммированиевспомогательных часот осуществл етс  с помощью суммаора 9 NS FO No f,-f,f,F,T;f-- Поскольку частоты F и F синхронизированы с опорной частотой FQ , озможны случаи, когда импульсы частот F и F совпадают во времени и в счетчик 11 дробной части периода ожет записатьс  всего одни импульс место двух. Дл  исключени  совпадени  импульсов f и F предназначен элемент задержки 10, который задерживает импульсы FI с выхода двоичного умножител  7 на врем , необходимое дл  записи импульса частоты F;j в счетчик 11 дробности части пе-, рирда. К концу времени измерени  в

5 10435706

11 jfpo6Hofl части периодавестном максималь)а  погрешность из будет подсчитан код уточн ющиймерени  равна 0,25 to в предреэультат измергни  частоты импульс-лагаемом техническом решении максиных сигналов.мальна  погрешность равна0, ,

До тех rfop,noxa на делитель 4с ® меньше. Предлагаемый

посто ииым коэффициентом делени  неспособ и устройство, его реализующее,

поступит количество импульсов, рав-позвол ют либо повысить точность изиое Х4, дoпo IHитeльный счетч к 8 сох-мерени  (при заданных Гд,,„,„,

раи ет свое исходное состо ние, кодлибо расширить диапазон измерени 

на его выходах соответствует единице. fxmax (при заданных FQ, )

. Й обретеиие обеспечивает повыше-«О либо уменьшить Fg (при заданных хт,.,

ние точности измерени . Если в из- niax

Claims (2)

1. Способ измерения частоты импульсных сигналов, основанный на подсчете числа полных периодов за время измерения, начало которого совпадает с началом периода измеряемой частоты, и учете дробной части периода, формировании вспомогательной частоты, пропорциональной числу полных периодов, квантовании текущего времени после очередного импульса измеряемой частоты, аннулировании результата квантования,* если момент окончания периода измеряемой частоты наступает раньше момента окончания времени измерения, и повторении квантования с учетом нового значения числа полных периодов до тех пор, пока момент окончания времени измерения не наступит раньше момента окончания периода измеряемой частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, частоту кванто- § вания формируют суммированием вспо- t могательиой частоты, пропорциональ- |Г ной числу полных периодов, с ведомо-Р] гательной частотой, пропорциональнойК количеству импульсов суммарной частоты за текущее время после окончания очередного импульса измеряемой частоты.

2.° Устройство для осуществления способа по*π. 1, содержащее два элемента И, первые входы которых подключены к входной шине времени измерения, счетчик периодов измеряемой частоты, вход которого подключен через первый элемент И к входной шине измеряемой частоты, а выход подключен к управляющим входам первого двоичного умножителями счетчик'дробной части периода измеряемой частоты, отличающееся тем, что в него введены два делителя с постоянными коэффициентами деления, второй двоичный умножитель, дополнительный счетчик, сумматор и элемент задержки, выход которого подключен к первому входу сумматора, а вход соединен с выходом второго двоичного умножителя, счетный вход которого соединен через первый делитель с постоянным коэффициентом деления, с счетным входом первого двоичного умножителя, а управляющие входы соединены с выходами дополнительного счетчика, вход которого подключен через второй делитель с постоянным коэффициентом деления к входу счетчика дробной части периода измеряемой частоты и выходу сумматора, второй вход' которого соединен с выходом двоичного умножителя.