SU1205050A1 - Устройство дл измерени абсолютного отклонени частоты - Google Patents

Description

о

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании цифровых измерителей абсолютного отклонени  частоты высокостабильных опорных генераторов.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет контрол  правильности измерени  ,

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг, 2 - диаграммы работы устройства, когда fy на фиг. 3 - то же, когда f f на фиг. 4 начальньш момент работы устройства (в увеличенном масштабе)

Устройство дл  измерени  абсолютного отклонени  частоты от номинального значени  содержит блок 1 задержки , делитель 2 частоты, блок 3 формировани  интервала измерени , триггер 4, измеритель 5 разности интервалов , цифровой регистратор 6, счетчик 7, дешифратор 8, формирователь 9 сброса, первый, второй и третий входы 10, 11 и 12 устройства.

Блок 1 задержки содержит входной формирователь 1 3,два триггера 1 4 и 15, элемент И 16,делитель 17 частоты.Делитель 2 частоты содержит входной формирователь 18, два триггера 19 и 20, элемент И 21, делитель 22 частоты. Блок 3 формиро вани  интервала измерени  содержит счетчик 23 и триггер 24 Измеритель 5 разности интервалов содержит формирователь 25, генератор 26 импульсов, элементы И 27, 28, реверсивный счетчик 29,

1

Вход формировател  18 подключен

к входу 10 устройства. Первый вход элемента И 27 подключен к генератору 26 импульсов, а выход - к входу суммировани  реверсивного счетчика 29, выходы которого соединены с информационными входами цифрового регистратора 6, знаковьш вход которого соединен со знаковым выходом реверсивного счетчика 29,

Вход формировател  13 подключен к входу 11 устройства, а пр мой выход - к первому входу элемента И 16 Инверсный выход формировател  13 подключен к входу синхронизации триг гера 14, информационный вход которого соединен с входом 12 устройства. Пр мой выход триггера 14 соединен

050502

с единичным входом триггера 24 и с единичным входом триггера 15, пр мой выход которого соединен с вторым входом зл емента И 16, выход котоS , го соединен со счетным входом делител  17 частоты. Импульсный выход делител  17 частоты соединен с единичным входом триггера 4, а потенциальный выход - с информационным

О входом триггера 19 и со счетным входом счетчика 23.Поразр дные выходы счетчика 23 соединены с первыми N-BXO- дами дешифратора 8, выход которого соединен с информационным входом ре15 гистратора 6, а вторые N-входы - с поразр дными выходами счетчика 7.Счетный вход счетчика 7 соединен с потенциальным выходом делител  22 частоты, импульсный выход которого под20 ключен к нулевому входу триггера 4, пр мой выход которого подключен к тактовому входу формировател  25 по фронтам, информационный вход которого соеди25 нен с пр мым выходом триггера 24, а первый выход - с входом элемента И 27, другой вход элемента И 27 соединен с выходом генератора 26 импульсов и с первым входом элемента И 28,

30 выход которого подключен к входу вычитани  реверсивного счетчика 29. Второй вход элемента И 28 подключен к второму выходу формировател  25 по фронтам и входу формировате- J2 л  9 сброса. Выход формировател  9

сброса подключен к нулевым установочным входам счетчико) 7, 23 и 29, к нулевым установочным входам делителей 17 и 22 частоты, к нулевым

40 входам триггеров 4, 14, 15, 19, 20 и 24. Вход синхронизации триггера 19 соединен с инверсным выходом формировател  18, а пр мой выход - с единичным входом триггера 20,

45 пр мой выход которого соединен с первым входом элемента И 21, второй вход которого соединен с пр мым выходом формировател  18.Вьсход элемен- ,та И 21 соединен со счетным входом

5Q делител  22 частоты.

Устройство работает следующим образом,

В исходном состо нии счетчики 55 7,23, 29 и триггеры 4, 14, 15, 19, 20, 24 наход тс  в нулевом состо нии . Элементы И 16, 21, 27, 28 закрыты , формирователь 18 формирует

из входной измер емой частотной последовательности импульсы измер - емой частоты, формирователь 13 иэ входной эталонной частотной последовательности формирует импульсы эталонной частоты. На выходах формирователей формируютс  пр мые и инверсные импульсы. Генератор 26 вырабатывает импульсы с частотой следовани  fo , выбираемой в зави- симости от величины отклонени  измер емой частоты от эталонной и от точности измерени  этого отклонени .

По приходу команды ПУСК и по заднему фронту импульса инверсного выхода формировател  13 (момент времени t, фиг. 2, 3 и 4) триггер 14 устанавливаетс  в единичное состо ние и высокий уровень пр мого выхода триггера 14 устанавливает триггеры 15, 24 в единичное состо ние. По окончании команды ПУСК и по заднему фронту импульса инверсного выхода формировател  13 ( , фиг.4) триггер 14 возвращаетс  в исходное состо ние. Переключа сь, триггер 24 подготавливает формирователь 25 дл  прохождени  первого тактового им- пульса на первый выход формировател  25. Переключа сь, триггер 15 открывает элемент И 16 дл  прохождени  импульсов эталонной частоты на счетный вход делител  17 частоты. Делитель 17 частоты заполн етс  импульсами эталонной частоты, и в момент переключени  последнего разр да делител  17 частоты на его потенциальном выходе по вл етс  вы- сокий потенциал (tg ), который дает разрешение на установку триггера 19 в единичное состо ние. По заднему фронту импульса инверсного выхода формировател  18 триггер 19 устанав- ливаетс  в единичное состо ние и высокий уровень пр мого выхода триггера 19 устанавливает триггер 20 в единичное состо ние (tj ). Переключа сь , триггер 20 открывает элемент И 21 дл  прохождени  импульсов из - мер емой частоты на счетньш вход делител  22 частоты.

В момент первого переполнени  делител  17 частоты на его потенциаль- ном выходе формируетс  низкий уровень , при этом в счетчик 23 записываетс  1, а на импульсном выходе де

0

5

5 0

5

0 о з

5

0

лител  17 частоты (ty ) формируетс  короткий импульс, устанавливающий триггер 4 в единичное состо ние. Переключа сь , триггер 4 формирует на тактовом входе формировател  25 передний фронт тактового импульса. При этом на первом выходе формировател  25 по вл етс  высокий потенциал , который открьшает элемент и 27 дл  прохождени  импульсов частоты fo на суммирующий вход счетчика 29. Счетчик 29 накаливает импульсы с частотой fo

В момент первого переполнени  делител  22 частоты на его потенциальном выходе формируетс  низкий уровень , при этом в счетчике 7 записываетс  1, а на импульсном выходе делител  22 частоты формируетс  короткий импульс, устанавливающий триггер 4 в исходное (нулевое) состо ние (tg ). Переключалась . триггер 4 формирует задний фронт первого тактового импульса на тактовом входе формировател  25. При этом на первом выходе формировател  25 по вл етс  низкий потенциал, закрывающий элемент И 27, счет импульсов счетчиком 29 прекращаетс .

В дальнейшем тактовые импульсы, формируемые , триггером 4 на входе формировател  25, на первьй вькод не проход т. Счетчик 7 накапливает импульсы измер емой частоты, а счетчик 23 - эталонной. Счетчик 23 задает врем  измерени  и по истечении этого .времени на выходе счетчика 23 (t ) по вл етс  импульсный сиг-, нал, переключающий триггер 24 в ис-v ходное состо ние.

При этом на выходе 24 устанавливаетс  низкий уровень, а формирователь 25 настраиваетс  на пр о- пускание тактового импульса на второй выход. Первый после переключени  триггера 24 тактовый импульс проходит на второй выход формировател  25, при этом на врем  действи  тактового импульса открьшаетс  эле-, мент И 28 д;л  прохождени  импульсов частоты fj, на вычитающий вход счетчика 29. По окончании тактового импульса счет прекращаетс  и в счетчике 29 фиксируетс  разность между длительностью импульса, прошедшего в начале измерени , и длительностью импульса, прошедшего в конце JisMepe- ни . Полученный результат измерени  и знак отклонени  фиксируетс  в циф

ровом регистраторе 6. Дл  удобства вычислений врем  измерени  задаетс 

кратным 10, где п 1,2,3и

зависит от величины отклонени  измер емой частоты от эталонной и от точности измерени  этого отклонени 

После прихода очередного импульса на вход счетчика 23 в первом и в последнем разр дах будут зафиксированы 1, а в остальных - О, при этом в счетчике 7 во всех разр дах, кроме последнего, должны быть 0. Только при этом условии на выходе дешифртора 8 по витс  импульсньй сигнал, фиксирующийс  в регистраторе 6 и свидетельствующий о правильности измерени . Отсутствие сигнала на выходе дешифратора 8 говорит о том, что величина отклонени  измер емой частоты от эталонной больше предельно допустимой.

После окончани  импульса на втором выходе формировател  25 на входе формировател  9 вновь по вл етс  низкий уровень, при этом на выходе фор- мировател  9 через врем , превышающее период перерасчета делител  17, формируетс  импульс сброса tg , устанавливающий устройство в исходное состо ние.

Параметры элементов устройства должны удовлетвор ть следующему соотношению

L

де L

Т,

2л Т

.«юле

N,

- основание системы пересчета делителей 17 и 22 (если делители частоты 17,22 дес тичные , то L 10);

М - разр дность делителей 17 и

22 частоты; Тэ - период следовани  импульгсов эталонной частоты; - наибольша  величина отклонени  измер емой частоты от эталонной; N - емкость счетчика 23. Длительность первого импульса, формируемого на первом выходе формировател  25, определ етс  параметрами элементов устройства и практически не зависит от величины отклонени  измер емой частоты от эталонной, а длительность импульса, формируемого на втором выходе формировател  25, зависит от величины и знака и отклонени  измер емой частоты от эталонной . Измер емые величины наход тс  в следующем соотношенрш:

TO Тд + .1 Т (Тн - Тк )± То

N

где Ти - период следовани  импульсов измер емой частоты;

а Т - величина отклонени  периода измер емой частоты от эталонной;

f-H - длительность импульса в

начале измерени  (началь- ньш интервал);

Тц длительность импульса в конце измерени  (конечный интервал);

TO - период следовани  импульсов генератора 26, обуславливающий погрешность измерени .

. f 1П11.111111Я111И1Ш11П1П11И11ПИ111И111П1П11И1П1111111111 f« lllJHHMIIIIIII HHlllHIJtllt nill| |IIIJHnilllllllllll|JlllJIIIU

if tit} 5

22-2

f his ts fi

Ln

n

TT

Фиг.З

h

fff

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДОЯ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛЮТНОГО ОТКЛОНЕНИЯ ЧАСТОТЫ, содержащее блок задержки и делитель частоты, подключенные первыми входами к соответствующим входным клеммам устройства, а выходами - соответственно к первому и второму входам триггера, блок формирования интервала измерения, содержащий триггер и счетчик, измеритель разности интервалов, первый вход которого подключен к выходу триггера, второй - к выходу блока формирования интервала измерения, а первые выходы измерителя разности интервалов подключены.к соответствующим входам цифрового регистратора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены счетчик, дешифратор и формирователь сброса, вход которого соединен с вторым выходом измерителя разности интервалов, а выход - с входами сброса блока задержки, делителя частоты, . счетчиков, триггера, блока формирования интервала измерения и измерителя разности интервалов, другой вход введенного счетчика соединен с вторым выходом делителя частоты, _о а поразрядные выходы соединены с S первыми входами дешифратора, выход которого подключен к входу цифрового регистратора, а вторые входы подключены к разрядным выходам блока формирования интервала измерения, второй вход которого соединен с вторым выходом блока задержки, а третий вход соединен с третьим выходом блока задержки и с третьим входом делителя частоты.

   SU а.. 1205050 >