SU1247773A1

SU1247773A1 - Устройство дл измерени частоты

Info

Publication number: SU1247773A1
Application number: SU823471418A
Authority: SU
Inventors: Владимир Леонидович Соловьев; Роксана Яковлевна Скворцова; Лев Михайлович Добрынин
Original assignee: Предприятие П/Я М-5068
Priority date: 1982-07-14
Filing date: 1982-07-14
Publication date: 1986-07-30

Abstract

.Изобретение.относитс к области измерительной техники. Может быть использ.овано дл измерени частоты с выдачей результата измерени в цифровом виде. Цель изобретени - повышение точности измерени и увеличение диапазона -измер емых частот. Дл этого в устройстве, содержащем синхронизатор 13, генератор эталонной частоты 1,т .счетных каналов, каждый канал выполнен в виде частотомера 2, В устройство вход т блоки ИЛИ 14-16, вычислитель 21. Частотомер 2 состоит из счетчиков импульсов эталонной и измер емой частоты 3, 4, селекторов эталонной и измер емой частоты 5,6,, триггера 7, селекторов 8, 9, тригге- ра 10 управлени , элементов совпадени 1 1, 12. Вычислитель 21 образуют: формирователь 17, вентильной.блок 18: состо щий из схем совпадени , сумматор 19, регистр сдвига 20. Измерение частр ты производитс .непрерывйо за врем интервала измерени . Перепись, информации со счетчиком измер емой и эталон|юй частот производитс после окончани интервала измерени . Это позвол ет увеличить диапазои измер емых частот. Повышение точности измерени частот достигнуто за счет наличи в.устройстве m измерителей часто-. ты, имеющих погрешность измер ени , равную, дискрету высокой частоты. 2 ил. § W ю 4 к J СО

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени частоты с выдачей результата измерени в цифровом виде.

Цель изобретени - повышение точности измерени и увелиг1ение диапазона измер емых частот - достигаетс за счет параллельной работы частотомеров.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг, 2 - временна диаграмма его работы.

Устройство дл измерени частоты содержит генератор 1 эталонной частоты , га частотомеров 2, состо щих из ..счетчиков 3 и 4 импульсов эталонной и измер емой частоты, селектора 5 эталонной частоты, селектора 6 измер емой частоты, триггера 7, селектора 8, селектора 9 и триггера 10 управлени , элементы 11 и 12 совпадени , синхронизатор 13, элементы 1-ШИ 14-16, .формирователь 17 тактовых импульсов, вентильный блок 18, вклю30

35

ровател тактовых импульсов вычислител 21 соединен с третьим входом накапливающего сумматора 19, второй выход формировател тактовых импульсов соединен с четвертым входом накапливающего сумматора 19 и с вторым входом регистра 20 сдвига, первый вход которого соединен с выходом на- капливающе о сумматора и с вторым входом вентильного блока 18, выход которого соединен с вторым входом накапливающего сумматора.

Устройство работает следующим .- образом.

40

чающий схемы совпадени , имеющие пр - js вычислител 21), первый выход, форми- и инверсные выходы, накапливающий сумматор 19 и регистр 20 сдвига. Формирователь 17, вентильный блок 18 сумматор 19 и регистр сдвига 20 образуют вычислитель 21. Выход генератора 1 эталонной частоты соединен с входом синхронизатора 13, с первым входом формировател 17 тактовых им- пул7: сов, четвертым входом вычислител 21 и с первыми входами m селекторов 5 эталонной частоты, частотомеров 2; m выходов синхронизатора 13 подключены к шинам обнулени m счетчиков 3, 4 импульсов эталонной и измер емой частоты частотомеров 2 и управл ющим входам га триггеров 7. Шина импульсов измер емой частоты соединена с первыми входами m селекторов 6 измер емой частоты и с первыми входами m селекторов Вит селекторов 9, в частотомере 2 выход селектора 6 соединен с входом счетчика 4 импульсов измер емой частоты, выходы которого подключены к первым входам m элементов 11 совпадени , выход селектора 5 эталонной частоты соединен с входом m счетчика 3 импульсов эталонной частоты , выходы которого подключены К входам m элементов 12 совпадени , выход счетчика 3 импульсов эталонной частоты соединен с первым входом триггера 7, пр мой выход которых соединен с вторым входом селектора 8, а инверсный выход соединен с вторым

45

Синхронизатор 13, состо щий из счетчика и дешифраторов, формирует m импульсов дл запуска m частотомеров 2, причем эти импульсы запуска задержаны относительно друг друга на врем t и имеют период следовани , равный Т(| . На шину обнулени i-ro частотомера 2 поступает i-й импульс запуска и производит обнуление счетчика 3 импульсов эталонной частоты, счетчика i импульсов измер емой частоты и : триггера 7. Триггер 7 формируе т разрешение на прохождение импульсов измер емой частоты f через селектор 9. Очередной импульс частоты f проходит через селектор 9 и взводит триггер 10, который формирует начало интер55

вала измерени Т ры 5 и 6.

J,- , открыва селектовходом селектора 9, выход селектора 8 соединен с первым входом триггера 10 управлени , выход селектора 9 соединен с вторьм входом триггера

10 управлени , пр мой выход которого подключен к вторым входам селекторов 5, 6 измер емой и эталонной частот, инверсный выход триггера 10 управлени соединен с вторыми входами элементов 11, 12 совпадени и с соответствующим входом элемента ИЛИ 14, выход которого соединен с вторым входом формировател 17 тактовых импульсов (вторым входом вычислител 21). Выходы элементов 12 совпадени частотомеров 2 соединены с входами элемента ИЛИ 15, выход которого соединен с первым входом вентильного блока 18, первым входом вычислител

21, выходы элементов 11 совпадени частотомеров 2 соединены с входами элемента ИЖ 16, выход которого соединен с первым входом накапливающего сумматора 19 (третьим входом

Устройство работает следующим .- образом.

вычислител 21), первый выход, форми-

ычислител 21), первый выход, форми-

Синхронизатор 13, состо щий из счетчика и дешифраторов, формирует m импульсов дл запуска m частотомеров 2, причем эти импульсы запуска задержаны относительно друг друга на врем t и имеют период следовани , равный Т(| . На шину обнулени i-ro частотомера 2 поступает i-й импульс запуска и производит обнуление счетчика 3 импульсов эталонной частоты, счетчика i импульсов измер емой частоты и : триггера 7. Триггер 7 формируе т разрешение на прохождение импульсов измер емой частоты f через селектор 9. Очередной импульс частоты f проходит через селектор 9 и взводит триггер 10, который формирует начало интер

вычислител 21), первый выход, форми-

вала измерени Т ры 5 и 6.

J,- , открыва селектоВ течение i-ro интервала Т,- происходит заполнение счетчика 3 импуль сами частоты fj и счетчика 4 импульсами измер емой частоты f , причем в течение интервала измерени форми- рователь 17 тактовых импульсов блокируетс сигналом, поступающим с инверсного выхода триггера 10 через элемент ИЛИ 14.

Через врем , определ емоеемкостью счетчика 3 (в момент переполнени

счетчика 3) и равное t,, 7 батывает триггер 7, закрыва селекто

9 и дава разрешение на прохождение сигнала f,, через селектор 8. Очередной импульс измер емой частоты f проходит через селектор 8 и опрокидывает триггер 10, формиру конец ин-: тервала измерени .

В момент окончани i-ro интервала измерени на счетчике 3 оказываетс зафиксированным число , а на счетчике 4 - число N., причем

п, п,

ЙП

где По - число периодов частоты f

в момент переполнени счетчика 3-i;

i - число периодов . частоты f , зафиксированное на счетчике 3-i в момент срабатывани . триггера 10-i.

Измер ема частота f равна отношению числа полных периодов измер емой частоты и их суммарной длительности , т.е.

N;

п /f.T.

NL

п,Аналогичным образом работает любой из m частотомеров 2.

Преобразование кодов N,- и п,- в код

Ni

частоты fy. f,,

i ат n

производитс

после окончани каждого из интервалов измерени следующим образом. Преобра-50 зование производитс с помощью эле- . ментов 11, 12 совпадени , элементов ИЛИ 14-16 и вычислител 21..

После окончани i-ro из m интерваt сигнала Т... , снимаемого с

.Одновременно по второму такту Т происходит сдвиг содержимого накапливающего сзт матора 19 и регистра 20 сдвига на один разр д в сторону старших разр дов. На этом заканчиваетс первый цикл преобразовани кодов и в код fy,- , в результате которого в регистре 20 сдвига оказываетс записанным значение первого старшего разр да кода f,-

лов измерени на врем

у. , ,nj-jj-ia.i4ui и С инверсного выхода триггера 10 управлени , элементы 11, 12 совпадени открываютс .

По окончании первого цикла преобразовани в накапливающем сумматоре 19 находитс число 2 N,-. В зависимости от знака-этого числа на управ- .л ющйй вход вентильного блока 18 с помощью 55 .поступает либо потенциал логической единицы, либо потенциал логического нул . В первом случае вентильный блок 18 инвертирует код п, во вто ,

JQ

.

|с

20

25

30

5

0

15

0

В накапливающий сумматор 19 по первому входу записываетс код числа N,-. Поскольку число N,- О, знаковый разр д накаплчвающего сумматора 19 находитс в единичном состо нии и на управл ющий вход вентильного блока 18 состо щего из схем совпадени , имеющих пр мые и инверсные выходы, поступает потенциал логической единицы. Под действием этого потенциала вентильный блок 18 инвертирует код п--, поступающий на его вход со счетчика 3, и передает этот инверсный код n.j на второй вход накапливающего сумматора 19. .

Одновременно сигнал Т, проходит через элемент ИЛИ 14 и снимает блокировку с второго входа формировател 17 тактовых импульсов, который начинает вырабатывать сдвинутые по времени друг относительно друга такты . Т, иТ,. ,.

По первому такту Т в накапливаю- щем сумматоре 19 происходит сложение кода N- с инверсным кодом п-. После окончани первого такта Т в накапливающем сумматоре 19 оказываетс записанным число N,- Nj Hj, которое может быть положительным или отрицательным . Св зь 31гакового разр да накапливающего сумматора 19 с младшим разр дом регистра 20 сдвига выполнена таким образом, что в момент, когда формирователь 17 тактовых импульсов формирует второй такт Т (такт сдвига), в младший разр д регистра 20 сдвига записываетс инвер-; си состо ни знакового разр да накапливающего сумматора 19.

ром случае в накапливающий сумматор 19 передаетс пр мой код числа п.

После этого формирователь 17 тактовых импульсов формирует вторые два такта Т и Т, в результате чего формируетс второй разр д кода f. ит.д.

По окончании всех циклов преобразовани в регистре 20 сдвига оказываетс записанным код измер емой час-

т о ты f

x-i

Число циклов преобразовани выбираетс в зависимости от требуемой .точности преобразовани . Обычно числ циклов равно числу разр дов счетчи- ка 3 импульсов эталонной частоты.

Увеличива число циклов преобразовани , можно практически свести к нулю погрешность преобразовани кодо N. и п. в код , при этом лишь несколько увеличив число разр дов накапливающего сумматора 19 и регис- ра 20 сдвига.

Преобразование осуществл етс за врем .

При поступлении в накапливающий сумматор 19 с выходов следующего (i + 1) измерител частоты кодов N, и происход т такие же преобразовани , как дл кодов п В этом случае перед началом преобразовани в накапливающий сумматор 19 записываетс код числа Nj.- За врем преобразовани формируетс

f,.,.

Таким образом, на регистре 20 сдвига формируетс код f, обновлени которого производитс через врем t (причем врем . должно быть больше времени преобразовани ) .

Повышение точности измерени частоты достигаетс за счет наличи в

предлагаемом-устройстве m измерителей частоты, имеющ их погрешность измерени , равную дискрету высокой частоты f ,|. , вместо счетных каналов известного устройства, представл ющих грубые измерители с погрешностью равной дискрету измер емой (низкой) частоты.

Увеличение диапазона измер емьк частот достигаетс за счет того, что измерение частоты производитс непрерывно за врем интервала измерени , а перепись информации со счетчиков измер емой и эталонной частот производитс после окончани интервала измерени .

Claims

Формула изобретени

Устройство дл измерени частоты, содержащее последовательно соединенные генератор эталонной частоты и синхронизатор, m счетных каналов, отличающеес тем, что, с целью повышени точности и расширени диапазона измер емых частот, каждый счетный канал выполнен в виде частотомера , вход измер емой частоты которого соединен с входной шиной, вход эталонной частоты которого соединен с выходом генератора эталонной частоты , а вход пуска - с соответствующим выходом синхронизатора, первые, вторые и третьи выходы всех частотомеров соответственно через первый, второй и третий элементы ИЛИ соединены с соответствующими входами вычислител , выход генератора эталонной частоты соединен с четвертым входом вычислител .

4j«

iJ4J

4J

u

HJ