SU1471148A1 - Digital phase-frequency meter - Google Patents

Digital phase-frequency meter Download PDF

Info

Publication number
SU1471148A1
SU1471148A1 SU874236615A SU4236615A SU1471148A1 SU 1471148 A1 SU1471148 A1 SU 1471148A1 SU 874236615 A SU874236615 A SU 874236615A SU 4236615 A SU4236615 A SU 4236615A SU 1471148 A1 SU1471148 A1 SU 1471148A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
register
counter
adder
Prior art date
Application number
SU874236615A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Александрович Кудряшов
Валерий Васильевич Макаров
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4421
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Г-4421 filed Critical Предприятие П/Я Г-4421
Priority to SU874236615A priority Critical patent/SU1471148A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1471148A1 publication Critical patent/SU1471148A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Phase Differences (AREA)
  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к информационно-преобразовательной и измерительной технике и может быть использовано при создании комбинированных измерительных приборов и функциональных преобразователей дл  одновременного измерени  периода, временного сдвига, частоты и разности фаз периодических сигналов. Период и временной сдвиг измер ютс  путем заполнени  соответствующих временных интервалов тактовой частотой опорного генератора. Полученные в результате этого цифровые коды занос тс  в регистры и преобразуютс  с помощью счетчика, накапливающего сумматора и сумматора в коды частоты и разность фаз. Повышение быстродействи  достигаетс  за счет циклической работы устройства по тактовой частоте опорного генератора. 2 ил.The invention relates to information conversion and measurement technology and can be used in the creation of combined measuring devices and functional transducers for the simultaneous measurement of the period, time shift, frequency and phase difference of periodic signals. The period and time offset are measured by filling the corresponding time intervals with the clock frequency of the reference oscillator. The resulting digital codes are entered into registers and converted by a counter, accumulating adder and adder to frequency codes and phase difference. The increase in speed is achieved by cycling the device at the clock frequency of the reference oscillator. 2 Il.

Description

1- - .one- - .

Изобретение относитс  к информационно-преобразовательной и измерительной технике и может быть использовано при создании комбинированных измерительных приборов и функциональных преобразователей ,Щ1Я одновременного измерени  периода, временного сдвига, частоты и разности фаз периодических сигналов.The invention relates to information conversion and measurement technology and can be used to create combined measuring devices and functional transducers, for simultaneous measurement of the period, time shift, frequency, and phase difference of periodic signals.

Цель изобретени  - повышение быстродействи .The purpose of the invention is to increase speed.

На фиг.1 приведена функциональна  схема цифрового фазометра-частотомера; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу.Figure 1 shows the functional diagram of the digital phase meter-frequency meter; 2 shows timing diagrams for his work.

Фазометр-частотомер состоит из измерител  1 временных интервалов, содержащего счетчик 2, регистры 3 и 4, формирователь 5 импульсов и триггеры 6 и 7, накапливающего сумматора 8, содержащего замкнутые в кольцо сумматор 9 и. регистр 10, генератора/Phase meter-frequency meter consists of a meter 1 time intervals, containing counter 2, registers 3 and 4, shaper 5 pulses and triggers 6 and 7, accumulating adder 8, containing looped in adder 9 and. register 10, generator /

11 тактовой частоты, элемента 12 запрета, элемента 13 совпадени , блока 14 инверторов, сумматора 15, счетчика 16 и регистров 17 и 18,11 clock frequency, prohibition element 12, coincidence element 13, block of inverters 14, adder 15, counter 16 and registers 17 and 18,

Измерительный и опорный входы измерител  1 подключены ,к источникам измер емого и опорного сигналов соответственно , а тактовый вход к выходу генератора 11, который также подключен через элемент 12 з.апрета к входу синхронизации сумматора 8 и счетному входу счетчика 16, выход периода измерител  1 подключен к информационному входу сумматора 8, выход сдвига через блок 14 к первому входу сумматора 15, а выход установки через элемент совпадени  13 - к входам установки счетчика 16 и сумматора 8, информационный выход которого подключен к второму входу сумматора 15, а выход переноса - к запрещающему входу элемента 12 запрета, второмуThe measuring and reference inputs of the meter 1 are connected to the sources of the measured and reference signals, respectively, and the clock input to the output of the generator 11, which is also connected via element 12 C. To the synchronization input of the adder 8 and the counting input of the counter 16, the period output of the meter 1 is connected to the information input of the adder 8, the output of the shift through the block 14 to the first input of the adder 15, and the output of the installation through the match element 13 to the inputs of the installation of the counter 16 and the adder 8, whose information output is connected to the second input ummatora 15 and the carry output - to ban prohibits the entry 12, a second member

||

0000

элемента 13 совпадени  и входу синхронизации регистра 17, информа- ионньш вход которого подключен к ыходу счетчика -16 и информаци- , нному входу регистра 18, входом синхронизации подключенного к выходу переноса сумматора 15, выходы же регистров 17 и 18  вл ютс  выходами фазометра-частотомера, по частоте Q и разности фаз соответственно, при этом счетньш вход счетчика 2 и входы синхронизации триггеров 6 и 7 подключены к тактовому входу измерител  1, а информационные входы триггеров is 6 и 7 к измерительному и опорному входам соответственно, выход триггера 6 подключен через формирователь 5 к выходу установки измерител  1 и входу уст ановки счетчика 2 и непо- 20 средственно к входу синхронизации регистра 3, который выходом подклю- чен к выходу периода измерител  1, а информационным входом - к выходу счетчика 2 и информационному входу 25 регистра 4, подключенного входом синхронизации к выходу триггера 7, а выходом к выходу сдвига измеритег л  1, match element 13 and the synchronization input of register 17, whose information input is connected to the output of counter-16 and information input of register 18, the synchronization input connected to the transfer output of adder 15, and the outputs of registers 17 and 18 are outputs of a phase meter-frequency meter , by frequency Q and phase difference, respectively, while the counting input of counter 2 and the synchronization inputs of the trigger 6 and 7 are connected to the clock input of the meter 1, and the information inputs of the trigger are 6 and 7 to the measuring and reference inputs, respectively, the output trigger 6 is connected via the driver 5 to the output of the meter 1 installation and to the installation input of the counter 2 and directly to the synchronization input of the register 3, which is connected to the period output of the measurement meter 1, and the information input to the output of the counter 2 and information input 25 register 4, connected by the synchronization input to the trigger output 7, and output to the shift output, measuring 1,

На фиг.1 и 2 прин ты следующие зО условные обозначени : U - измер емый сигнал. Up - опорный сигнал, U г сигнал на выходе генератора 11, N, - код на выходе счетчика 2, N - кодIn Figures 1 and 2, the following ЗО conventions are accepted: U is the measured signal. Up is the reference signal, U g is the signal at the output of the generator 11, N, is the code at the output of counter 2, N is the code

3535

на информационном выходе сумматора 8, Nj - код на выходе счетчика 16, Р ,- - .сигнал переноса сумматора 8, сигнал переноса сумматора 15, код периода на выходе регистра 3, N/1 - код временного сдвига междуддon the information output of the adder 8, Nj is the code at the output of the counter 16, P, - -. The transfer signal of the adder 8, the transfer signal of the adder 15, the period code at the output of the register 3, N / 1 - the code of the time shift between the ships

сигналами UK и Up на выходе регистра 4, Nf - код частоты на выходе регистра 17, N Lf код фазового сдвига на выходе регистра 18, Up- сигнал на выходе формировател  5,45signals UK and Up at the output of the register 4, Nf - frequency code at the output of the register 17, N Lf code of the phase shift at the output of the register 18, Up- signal at the output of the driver 5.45

Цифровой фазо мё 7р-частотомер работает следующим образом.Digital phase ME 7p frequency counter works as follows.

Сначала рассмотрим процесс измерени  периода Т сигнала U и его временного сдвига -С относительно сиг- нала и. Измерение производитс  путем заполнени  этих временных интервалов импульсами стабильной частоты f. , При поступлении на вход измерител  1 переднего фронта сигнала U,- йа выходе формировател  5 вырабатываетс  узкий импульс U(p, устанавливаю-: щий счетчик 2 в нулевое состо ние 0. После этого на выходе счетFirst consider the process of measuring the period T of the signal U and its time shift-C relative to the signal and. The measurement is made by filling these time intervals with stable frequency pulses f. When a front edge of the signal U arrives at the input of the meter 1, - and the output of the generator 5 produces a narrow pulse U (p, setting: counter 2 to the zero state 0. After that, the output is

чика 2 формируетс  линейно нарастающий .кодChica 2 is formed linearly increasing code.

N Гп пN Gn p

(1)(one)

После прихода переднего фронта сигнала ир на выходе триггера 7 формируетс  положительный перепад, записывающий в регистр 4 число N-j, равное числу п импульсов генератора 11, прощедших на вход счетчика 2 за врем  After the arrival of the leading edge of the signal ir at the output of the trigger 7, a positive differential is formed, recording in register 4 the number Nj, equal to the number n of generator pulses 11, passed to the input of counter 2 in time

Ы -11-, f 1 .S -11-, f 1.

(2)(2)

После прихода переднего фронта сигнала и на выходе триггера 6 формируетс  поло жительный перепад, записываиций в регистр 3 число NT равное числу п-ц. импульсов генератора 11, прошедших на вход счетчика 2 за врем  ТAfter the arrival of the leading edge of the signal and at the output of flip-flop 6, a positive differential is formed, recording the number NT in the register 3 equal to the number of n-p. generator pulses 11, passed to the input of counter 2 during time T

NT N,nJ Пт Tf,(3)NT N, nJ Fri Tf, (3)

Одновременно на выходе формировател  5 формируетс  следующий импульс Up, счетчик 2 обнул етс  -и цикл работы измерител  1 повтор етс .At the same time, the next impulse Up is formed at the output of the former 5, the counter 2 is zeroed, and the operation cycle of the meter 1 is repeated.

Импульс установки U.p, проход  через элемент. 13 совпадени , устанав,- ливает в нулевое состо ние счетчик 16 и сумматор 8. При этом сигналы переноса снимаютс : Р, О иРк 0« Тем самым запрещаетс  прохождение сигнала U р через элемент 13 совпадени  и разрешаетс  прохождение импульсов Ur через элемент 12 запрета на вход синхронизации сумматора 8 и счетньш вход счетчика 16. На выходе счетчика 16 формируетс  линейно нарастающий кодImpulse installation U.p, passage through the element. 13 matches, by setting, the counter 16 and the adder 8 are brought to the zero state. In this case, the transfer signals are removed: P, O and RK 0 "This prevents the passage of the signal U p through the match element 13 and the passage of pulses Ur through the prohibition element 12 the synchronization input of the adder 8 and the counting input of the counter 16. At the output of the counter 16, a linearly increasing code is formed

Njtn п.Njtn p.

(4)(four)

а на выходе сумматора 8and at the output of the adder 8

nN. (5)  nn. (five)

Ш)сле iпрохождени  через элемент 12 запрета некоторого числа импульсо Пу на выходе сумматора 15 по вл етс  сигнал переноса Р 1. Число п ц: можно определить из соотношени X) After passing through the prohibition element 12 a certain number of pulses Pu at the output of the adder 15, the transfer signal P 1 appears. The number nc: can be determined from the relation

N , и равенства (5)N and Equality (5)

(6)(6)

„l;-w N1„L; -w N1

п, 2 -;.n, 2 - ;.

2 коэффициент, обусловленный сдвигом разр дной сетки между входом и выходом сумматора 8;2 coefficient due to the shift of the discharge grid between the input and output of the adder 8;

m - чгсло разр дов входного и выходного кодов сумматора 8;m is the bit of the bits of the input and output codes of the adder 8;

k .- число разр дов сумматора 8 (входной код подаетс  на младшие разр ды сумматора 8) .k. is the number of bits of the adder 8 (the input code is fed to the lower bits of the adder 8).

Положительный перепад, возникающий выходе переноса сумматора 15, заг ывает в регистр 18 кодThe positive differential arising from the transfer output of the adder 15, registers in the register 18 code

N,f НзСп 2N, f NzSp 2

Ь-т N NTNT NT

Подставл   в (7) значени  N j и N из выражений (2) и (3) получаютSubstituting in (7) the values of N j and N from expressions (2) and (3) are

„ г, k-fn - „/оСч NU) 2 т 2 M (2ii) ,„G, k-fn -„ / оСЧ NU) 2 t 2 M (2ii),

Г где сс 2 fi- - фазовый сдвиг, G where ss 2 fi- - phase shift,

К моменту по влени  сигнала переноса Р к 1 на выходе сумматора 8 через элемент 12 запрета пройдет число импульсов П, которое находитс  из услови  возникновени  переноса РBy the time of the transfer signal P to 1 at the output of the adder 8, the number of pulses P passes through the prohibition element 12, which is determined by the condition of the transfer P

(9)(9)

NiCnjl 2NiCnjl 2

и равенства (5) в следующем видеand equality (5) in the following form

f N/ а с учетом (3)f N / a in view of (3)

(10)(ten)

2 2 ,2 2

О f; About f;

(П)(P)

где f Т - частота сигнала U.where f T is the frequency of the U signal.

Положительный перепад на выходе переноса сумматора 8 записывает в регистр 17 кодA positive differential at the output of the transfer of the adder 8 writes in the register 17 code

NP П |- f. (12) Следует заметить, что врем  установлени  кода на выходе счетчика 16 должно.быть меньше, чем задержка по влени  сигнала переноса на выходах сумматоров 9 и 15 во избежание записи ложных значений кода в регистры 17 и 18. Это условие легко выполнить, так как задержка переноса складываетс  из задержек, вносимых регистром 10 и самими сумматорами 9 и 15, а врем  установлени  определ етс  лишь задержкой в самом счетчике 16. Если же при выбранной элементной базе это условие, не выполн етс , то на входе синхронизации сумматора 8 или на выходах переноса сумматора 8 и сумматора 15 необходимо включить до-, полнительные элементы задержки.NP P | - f. (12) It should be noted that the code setting time at the output of counter 16 must be less than the delay in the transfer signal at the outputs of adders 9 and 15 in order to avoid writing false code values in registers 17 and 18. This condition is easy to fulfill, since the transfer delay is made up of the delays introduced by the register 10 and the adders 9 and 15 themselves, and the settling time is determined only by the delay in the meter 16 itself. transfer amounts Ator 8 and adder 15 must include additional delaying elements.

,  ,

После по влени  сигнала переноса прохождение импульсов Up через элемент 12 запрета прекращаетс , а на элемент совпадени  13 подаетс  сигнал,After the transfer signal appears, the passage of the pulses Up through the prohibition element 12 is stopped, and a signal is given to the matching element 13

разрешающий прохождение через нее импульса установки. allowing the passage through it of the installation.

После прихода очередного фронта сигнала U процесс получени  кодовAfter the arrival of the next U signal edge, the process of obtaining codes

Q N. из кодов N-j. и N повтор етс . Импульсы установки Up, поступающие во врем  процесса преобразовани , блокируютс  сигналом Р к О и не нарушают процесса.Q N. from N-j codes. and N is repeated. Pulses of the Up setting, coming during the conversion process, are blocked by the P to O signal and do not disrupt the process.

.|с Таким образом, на выходах фазометра-частотомера формируютс  коды периода , временного сдвига, частоты и разности фаз. Дл  процесса измерени  , достаточно подачи на вход устройства. | c Thus, at the outputs of the phase meter-frequency meter, codes of the period, time shift, frequency and phase difference are formed. For the measurement process, supplying the device to the input is sufficient.

20 одного периода измер емого сигнала. Врем  одного цикла измерени  равно сумме длительности периода измер емого сигнала и времени преобразовани  кода NT- в код N20 one period of the measured signal. The time of one measurement cycle is equal to the sum of the duration of the period of the measured signal and the time for converting the NT code to code N

25, 225, 2

t, Т + п,- Т + 1- . (13) -1 - 1 t, T + n, - T + 1-. (13) -1 - 1

Например, при измерении параметров сигнала частоты f 10 Гц с точностью 30 0,1 необходимо иметь m 10, k 20, f, 10 кГц, тогдаFor example, when measuring the parameters of the signal frequency f 10 Hz with an accuracy of 30 0.1 it is necessary to have m 10, k 20, f, 10 kHz, then

t. 0,1 0,2 с,t. 0.1 0.2 s,

т.е. выигрьш в быстродействии по 35 сравнению с известным устройством в 500 раз.those. 35 times faster than the known device.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula 40 .Цифровой фазометр-частотомер,40. Digital phase meter-frequency meter, содержащий генератор тактовой частоты , соединенный с входом первого счетчика, триггер, первый вход котог рого подключен к источнику опорногоcontaining a clock frequency generator connected to the input of the first counter, a trigger, the first input of which is connected to the reference source 45 сигнала, второй счетчик, выход которого соединен с входом первого регистра , отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены второй триггер,45 signal, the second counter, the output of which is connected to the input of the first register, characterized in that, in order to improve speed, the second trigger is entered into it, 50 второй, третий и четвертый регистры,50 second, third and fourth registers формирователь импульсов, накаплива- нвдий сумматор, сумматор, блок инверторов , элемент совпадени  и элемент запрета, разрешающий вход которогоpulse shaper, accumulator -nvdium adder, adder, inverter unit, coincidence element, and prohibition element, which allows input eg подключен к выходу генератора тактот вой частоты, входам синхронизации первого и второго триггеров и счетному входу первого счетчика, запрещающий вход - к первому входу элемента совпадени , выходу переноса старшего разр да накапливаюего сумматора и входу синхронизации первого регистра, а выход - к счетному входу второго счетчика и входу синхронизации накапливающего сумматора, вход установки которого подключен к входу установки второго счетчика и выходу элемента совпадени , информационный вход - к выходу второго регистра, а информационный выход - к первому входу сумматора, второй вход которого в свою очередь подключен через - блок инверторов к выходу третьего регистра, а выход - непосредственно к входу синхронизации четвертого регистра, информационный вход которого подключен к информационному входу первого регистра, кроме того, вход установки .первого счетчика подключен к выход.у формировател  импульсов и второму входу элемента совпадени , а выход - к информационным входам второго и третьего регистров, вход синхронизации второго регистра подключен- к входу формировател  импульсов и вых,оду второго триггера, а третьего регистра - к выходу первого триггера, информационный вход второг триггера подключен к источнику измер емого сигнала, при этом выходы . первого, второго, третьего и четвертого регистров  вл ютс  выходами фазометра-Чостотомера,eg is connected to the clock frequency generator output, the synchronization inputs of the first and second triggers, and the counting input of the first counter, prohibiting the input — to the first input of the coincidence element, the high-carry transfer output of the accumulating adder and the synchronization input of the first register, and the output — to the counting input of the second the counter and the synchronization input of the accumulating adder, the installation input of which is connected to the installation input of the second counter and the output of the match element, the information input to the output of the second register, and The output output is connected to the first input of the adder, the second input of which is in turn connected via - a block of inverters to the output of the third register, and the output directly to the synchronization input of the fourth register, whose information input is connected to the information input of the first register, in addition to the installation input. the first counter is connected to the output of the pulse former and the second input of the coincidence element, and the output to the information inputs of the second and third registers; the synchronization input of the second register is connected to the input of The pulse changer and the output, the second trigger, and the third register to the output of the first trigger, the information input, the second trigger, is connected to the source of the measured signal, and the outputs. The first, second, third, and fourth registers are outputs of a phase meter-chotometer, UxUx Фиг. IFIG. I
SU874236615A 1987-03-25 1987-03-25 Digital phase-frequency meter SU1471148A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874236615A SU1471148A1 (en) 1987-03-25 1987-03-25 Digital phase-frequency meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874236615A SU1471148A1 (en) 1987-03-25 1987-03-25 Digital phase-frequency meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1471148A1 true SU1471148A1 (en) 1989-04-07

Family

ID=21300948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874236615A SU1471148A1 (en) 1987-03-25 1987-03-25 Digital phase-frequency meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1471148A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 805199, кп. G 01 R 25/08, 1979. Авторское свидетельство СССР. № 658496, кл. G 01 R 25/08, 1976. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1471148A1 (en) Digital phase-frequency meter
US4722094A (en) Digital rate detection circuit
JPS5622134A (en) Asynchronous system serial data receiving device
SU1531016A1 (en) Digital meter of low frequencies
SU584281A1 (en) Time interval meter
SU1381419A1 (en) Digital time interval counter
SU1238194A1 (en) Frequency multiplier
SU879333A1 (en) Measuring frequency converter
SU786009A2 (en) Controlled frequency divider
SU551801A1 (en) Time converter code
SU1266005A1 (en) Signal frequency -to- digital code converter
SU1538239A1 (en) Pulse repetition frequency multiplier
SU1619071A1 (en) Meter of index of thermal lag of frequency thermal converters
SU1665491A2 (en) Digital multiplier of pulse sequence frequency
SU1647510A1 (en) Time intervals meter
SU486379A1 (en) Program Ring Shift Register
SU1095089A1 (en) Digital frequency meter
SU1679399A1 (en) Meter of amplitude of harmonic signal
SU824440A1 (en) Digital pulse repetition frequency multiplier
SU538335A1 (en) The device of the Vernier time interval measurement
SU1221613A1 (en) Digital phase meter for measuring instantaneous value of phase shift angle
SU1356207A1 (en) Frequency-to-code converter
SU1296860A1 (en) Digital thermometer
SU1265644A1 (en) Digital phase/frequency meter
SU612241A1 (en) Pulse-counting converter of the difference between series codes into parallel code