SU1503022A1 - Method and apparatus for determining instant values of electric signal frequency - Google Patents
Method and apparatus for determining instant values of electric signal frequency Download PDFInfo
- Publication number
- SU1503022A1 SU1503022A1 SU874277668A SU4277668A SU1503022A1 SU 1503022 A1 SU1503022 A1 SU 1503022A1 SU 874277668 A SU874277668 A SU 874277668A SU 4277668 A SU4277668 A SU 4277668A SU 1503022 A1 SU1503022 A1 SU 1503022A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- frequency
- pulses
- inputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к информационно-измерительной технике. Цель изобретени - повышение точности измерени . Способ измерени мгновенных значений частоты электрического сигнала включает операции формировани двух периодических последовательностей импульсов, смещенных на временной интервал Τ, не превышающий половину периода их следовани , смещени электрического сигнала на посто нный уровень, измерени мгновенных значений электрических сигналов, вычитани последних из результатов измерени мгновенных значений исходного сигнала и вычислени значени частоты. Выходной сигнал поступает на вход сумматора 1, опорное напр жение - с источника 2 опорного напр жени . Через коммутатор 3 и аналого-цифровой преобразователь 4 сигнал поступает на арифметический блок 23. Установка триггера 8 осуществл етс путем нажати кнопки 21 "Пуск" или с клеммы 20 внешнего запуска. Переключателем 19 осуществл ют выбор режимов работы. Отсчет тактовых импульсов генератора 5 осуществл етс в счетчике 14 импульсов. Результат через регистр 22 пересылаетс в отсчетно-регистрирующее устройство 23. Устройство содержит также делитель 6 частоты, триггеры 7, 8, формирователь 9 импульсов, блоки 10, 11 задержки, элементы И-НЕ 12, 13, управл емый делитель 15 частоты, задатчик 16 коэффициента делени . 2 с.п.ф. 3 ил.The invention relates to information and measurement technology. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. The method of measuring the instantaneous values of the frequency of an electrical signal includes the operation of forming two periodic sequences of pulses shifted by a time interval Τ, not exceeding half the follow-up period, shifting the electrical signal to a constant level, measuring the instantaneous values of electrical signals, subtracting the latter from the measured results of the instantaneous values signal and calculating the frequency value. The output signal is fed to the input of the adder 1, the reference voltage from the source 2 of the reference voltage. Through the switch 3 and the analog-to-digital converter 4, the signal goes to the arithmetic unit 23. The installation of the trigger 8 is accomplished by pressing the Start button 21 or from the external start terminal 20. The switch 19 selects the operation modes. The counting of the clock pulses of the generator 5 is carried out in the counter 14 pulses. The result through the register 22 is sent to the recording-recording device 23. The device also contains a frequency divider 6, triggers 7, 8, a driver 9 pulses, delay blocks 10, 11, AND-NOT elements 12, 13, a controlled frequency divider 15, setpoint 16 division ratio. 2 sp.f. 3 il.
Description
3150302231503022
на арифметический блок 23. Установка триггера 8 осуществл етс путем нажати кнопки 21 Пуск или с клеммы 20 внешнего запуска. Переключате- - лем 19 осуществл ют выбор режимов работы . Отсчет тактовых импульсов генератора 5 осуществл етс в счетчике 14 импульсов. Результат через регистр 22 пересылаетс в отсчетно-ре- гистрирующее устройство 24. Устройство содержит также делитель 6 частоты , триггеры 7, 8, формирователь 9 импульсов, блоки 10, 11 задержки,элементы И-НЕ 12,13, управл емый делитель 15 частоты, задатчик 16 коэффициента делени . 2 с.п.ф-лы, 3 ил.to the arithmetic unit 23. The installation of the trigger 8 is accomplished by pressing the Start button 21 or from the external trigger terminal 20. Switch 19 selects operating modes. The counting of the clock pulses of the generator 5 is carried out in the counter 14 pulses. The result through the register 22 is sent to the recording and registering device 24. The device also contains a frequency divider 6, triggers 7, 8, a pulse shaper 9, delay blocks 10, 11, AND –NEC elements 12,13, a controlled frequency divider 15, master 16 division ratio. 2 sp.f-ly, 3 Il.
Изобретение относитс к информа- ционно-измерительной технике и может рыть использовано по пр мому назначению в частотомерах мгновенных эна- , в устройствах подстройки частоты , в устройствах измерени неэлект рических величин генераторными (частотными ) методами.The invention relates to information and measuring technology and can be used for its intended purpose in instantaneous frequency meters, in frequency control devices, in devices for measuring non-electrical quantities by generator (frequency) methods.
Целью изобретени вл етс повышение точности измерени .The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.
На фиг.1 приведена блок-схема устройства измерени мгновенных значений частоты электрического сигнала на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие способ и работу устройства- на фиг.З - блок-схема арифметическо- го блока.Fig. 1 shows a block diagram of a device for measuring the instantaneous frequency of an electrical signal in Fig. 2 — timing diagrams explaining the method and operation of the device; Fig. 3 is a block diagram of an arithmetic unit.
Сущность способа измерени мгно- .венных значений частоты электричесThe essence of the method of measuring the instantaneous values of the frequency of electric
0о, Ц- 10o, ts-1
АОAO
+ 2+ 2
- длительность импульсов, g - период следовани (To 1/fg);- pulse duration, g - next period (To 1 / fg);
где Л t Тwhere is L t T
UQ, - посто нна величина. Затем формируют вторичную последовательность коротких пр моугольных импульсов (фиг.2г, втора операци способа), сдвинутую относительно перU ,(t) „- (1 +UQ, is a constant value. Then, a secondary sequence of short rectangular pulses (Fig. 2d, second operation of the method) is formed, shifted relative to the perU, (t) - (1 +
ОABOUT
Формируют второй электрический сигнал (фиг.26,треть операци способа )A second electrical signal is generated (Fig. 26, third operation of the method)
Ul(Ul (
(4)(four)
наперед заданного и различимого по измерительному прибору посто нного уровн и , намного меньшего, например , амплитудного значени сигнала (О, т.е. и и„.in advance of a given and distinguishable measuring instrument of a constant level and, much smaller, for example, the amplitude value of the signal (O, i.e. and and „.
Исследуемый электрический сигнал (1) смещают на значение посто нногоThe investigated electrical signal (1) is shifted by the value of a constant
кого сигнала заключаетс в следующем .Whose signal is as follows.
Допустим, что необходимо с высокой точностью измер ть мгновенные значени частоты электрического сигнала (фиг.2а)Assume that it is necessary to measure instantly the frequency of the electrical signal with high accuracy (Fig. 2a).
(1)(one)
a,(t) (2 ;rf,, t (f),a, (t) (2; rf ,, t (f),
где f|. - мгновенное значение частоты; Uj(t) where f |. - instant frequency value; Uj (t)
иand
мгновенное значение напр жени ;instantaneous voltage value;
начальный фазовый сдвиг; амплитудное значение сигнала .initial phase shift; amplitude value of the signal.
Дл решени этой задачи формируют периодическую последовательность коротких пр моугольных импульсов (фиг,2в, перва операци способа)To solve this problem, a periodic sequence of short rectangular pulses is formed (Fig. 2c, the first operation of the method)
sin(n U t V/TO)sin (n U t V / TO)
nutT /T.nutT / T.
Cos ) (2)Cos) (2)
вой на интервал времени ; , не превышающий половину периода их следовани . Допустим, что сдвиг С равен 0,5 Тд (фиг.2г), тогда втора последовательность коротких пр моугольных импульсов опишетс вьфажением (при и„ - Un, и„, посто нных величинах)howl for an interval of time; not exceeding half the period of their pursuit. Assume that the shift C is equal to 0.5 Td (FIG. 2d), then the second sequence of short rectangular pulses will be described by fusion (with and „- Un, and„, constant values)
j V i UDj V i UD
sin(n ti tT /To)sin (n ti tT / To)
nutnut
IT/TIT / T
Cos n (g,t +7 ). (3)Cos n (g, t +7). (3)
уровн второго электрического сигнала (2) (четверта операци способа). р результате получают смещенный электрический сигнал (фиг.2д),the level of the second electrical signal (2) (the fourth step of the method). p the result is a biased electrical signal (figd),
U(t) sin (27.f,; t -lfo (5)U (t) sin (27.f ,; t -lfo (5)
Измер ют мгновенные значени смещенного электрического сигнала (5) в момент времени t;, t ,j , t f.. (п та операци способа), измер ют мгновенное значение электрического сигнала (4) в момент времени t;, ,t, tThe instantaneous values of the electrical signal (5) are measured at time t ;, t, j, t f. (The fifth step of the method), the instantaneous value of the electrical signal (4) is measured at time t ;, t, t
(t Э(t e
5150302251503022
(фиг,2д), задержаниме по отноше11-г 0,5 Iff (шеста (FIG. 2d), delayed relative to 11 g 0.5 Iff (pole
нию к моментам времени t и t j на врем Ci операци способа). Поскольку функци преобразовани реального измерител N описываетс выражениемto times t and tj at time Ci operation of the method). Since the transform function of the real N meter is described by
N S (1 + p tl + UN, где и - амплитуда выборки,N S (1 + p tl + UN, where and is the amplitude of the sample,
(6)(6)
Sy и ЛN-мультипликативна и аддитивна составл ющие погрешности преобразовани ,Sy and LN are multiplicative and additive components of conversion errors,
то результаты измерени мгновенных 15then the measurement results are instant 15
значений сигнала (5) опишутс пыражени миthe signal values (5) will be described by the defenses
N, ll(tj) s (1 + р -t- AN;N, ll (tj) s (1 + p -t-AN;
N:.. U,(t;-,)S(l +y ) + uN ;N: .. U, (t; -,) S (l + y) + uN;
((
N,,, U,(t.4,)S(1 p +UN, a сигнала (4) - вьфажени миN ,,, U, (t.4,) S (1 p + UN, a of the signal (4) - by discharge
NN
(ti(ti
3 3
u5u5
a,(t,v. )s(i +p a, (t, v.) s (i + p
Ul.i(t;,, )S(1 -f p + UN j Ul.i (t; ,,) S (1 -f p + UN j
- ULj(t,,5 )S(1 -t- J ) -t- UN.- ulj (t ,, 5) s (1 -t-j) -t- un.
Поскольку , )tt2(t,-, ) Since,) tt2 (t, -,)
TO выражени (10)-(12)TO expressions (10) - (12)
25 (10)25 (10)
(11) (12)30(11) (12) 30
Ul(t;,5 )и„, примут видUl (t;, 5) and „, take the form
1one
f.f.
Описанный способ измер чивает исключение аддитив типликативной составл ющи ти измерени . Действитель жение (19) подставим знач ( 18) с учетом (7)-(9) и ( зультате окончательно полThe described method measures the elimination of the additive typographic component of the measurement. Acting (19) we substitute the value (18) taking into account (7) - (9) and (finally,
27То27th
arccosarccos
sin(2 ) cos ,;-To , , .,,,4sin (2) cos,; - To,,. ,,, 4
.--.-.-..ьл- j -ч- г.;.,. -.-.- .. l-j-ch-g;
(,; t;,)(,; t ;,)
поскольку f. j (t; )/2, a ( .since f. j (t;) / 2, a (.
Как видно из выражени (20),результат измерени мгновенных значений частоты электрического сигнала не содержит аддитивной и мультипликативной составл ющих погрешности измерени . Моменты времени С;, |Чг и - 1 + 5 измерени амплитуд выборок могут быть выбраны произвольно на любом интервале исследуемого электрического сигнала. Число измерений частоты за период и частотный диапазон исследуемых сигналов ограничиваютс быстродействием процесса измерени мгновенных значений амплитуд и временем обработки результатов промежуточных измерений. Практически врем обработки результатов промежуточных измерений весьма мало и составл ет сотни наносекунд. ЕслиAs can be seen from expression (20), the measurement result of the instantaneous values of the frequency of the electrical signal does not contain the additive and multiplicative components of the measurement error. The time moments С ;, | Чг and - 1 + 5 measurements of the amplitudes of the samples can be chosen arbitrarily at any interval of the electric signal under study. The number of frequency measurements per period and the frequency range of the signals under study are limited by the speed of the instantaneous amplitude measurement process and the processing time of the results of intermediate measurements. In practice, the processing time of the results of intermediate measurements is very short and amounts to hundreds of nanoseconds. If a
DO S(t -f р + UN j (13) Uo S(1 + f ) + , (1A) Uo S(1 + у ) + UN , (15) DO S (t -f p + UN j (13) Uo S (1 + f) +, (1A) Uo S (1 + y) + UN, (15)
Затем вычитают результаты измерений (13)-(15) соответственно из предшествующих результатов измерений (7)- -(9) мгновенных значений смещенного электрического сигнала (5) (седьма операци способа). В результате получаютThen, the measurement results (13) - (15) are subtracted, respectively, from the previous measurement results (7) - - (9) of the instantaneous values of the shifted electrical signal (5) (the seventh operation of the method). The result is
N-- NN-- N
1 + 1 )1 + 1)
(16)(sixteen)
раже7 )razhe7)
N;N;
NN
l оl o
N, N,N, N,
- N,4,i- N, 4, i
44 t+544 t + 5
(17) (18)(17) (18)
(8) (9)(8) (9)
Мгновенное значение частоты элект- .20 рического сигнала (1) вычисл ют поThe instantaneous frequency of the electric signal. (20) is calculated by
формулеformula
f,if, i
NN
b;b;
1one
arccosarccos
r-N i-l-NlL) 2N;,r-N i-l-NlL) 2N ;,
(19);(nineteen);
Описанный способ измерени обес пе- чивает исключение аддитивной и мультипликативной составл ющих погрешности измерени . Действительно, в выражение (19) подставим значени (16)- (18) с учетом (7)-(9) и (5) и в результате окончательно получимThe described method of measurement ensures the elimination of the additive and multiplicative components of the measurement error. Indeed, in expression (19) we substitute the values (16) - (18) taking into account (7) - (9) and (5) and as a result we finally get
быстродействие процесса измерени мгновенных значений амплитуд состав- 40 л ет 0,1-0,5 мкс, то частотный диапазон применимости описанного способа составл ет от тыс чных долей герцаthe speed of the instantaneous amplitude measurement process is 40 lt 0.1-0.5 µs, then the frequency range of applicability of the described method is from thousand hertz
до мегагерца, т.е.to megahertz, i.e.
10 10 - Гц.10 10 - Hz.
Устройство, реализующее способ (фиг.1), содержит сумматор 1, источник 2 опорного напр жени , коммутатор 3, аналого-цифровой преобразователь 4, генератор 5 тактовых импульсов , делитель 6 частоты, триггеры 7 и В, формирователь 9 импульсов, блоки 10 и 11 задержки, элементы И-НЕ 12 и 13, счетчик 14 импульсов, управл емый делитель 15 частоты, за- датчик 16 коэффициента делени , дешифратор 17, элемент ИЛИ-НЕ 18, переключатель 19 режимов работы, клемму 20 внешнего запуска, кнопку 21 Пуск, регистр 22, арифметическийThe device implementing the method (FIG. 1) contains an adder 1, a source 2 of the reference voltage, a switch 3, an analog-digital converter 4, a generator of 5 clock pulses, a divider 6 frequencies, triggers 7 and B, a driver 9 pulses, blocks 10 and 11 delays, AND-NOT elements 12 and 13, pulse counter 14, controlled frequency divider 15, dividing ratio sensor 16, decoder 17, OR-NOT 18 element, switch 19 operating modes, external start terminal 20, Start button 21 , register 22, arithmetic
блок 23, отсчетно-регистриругацее устройство 24.unit 23, registration-registrar another device 24.
Арифметический блок 23 включает в себ шесть регистров 25-30, три вычитател 31-33, сумматор ЗА, два цифровых блока делени 35 и 36, функциональный преобразователь 37, второй задатчик 38 числа и второй дешифратор 39.The arithmetic unit 23 includes six registers 25-30, three subtractors 31-33, an adder FOR, two digital division units 35 and 36, a functional converter 37, a second unit 38, a number, and a second decoder 39.
Первый вход сумматора 1 подключен к входной клемме, второй вход сумматора 1 соединен с одноименным входом коммутатора 3 и подключен к первому выходу источника 2 опорного напр жени . Выход сумматора 1 соединен с первым входом коммутатора 3, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразовател 4The first input of the adder 1 is connected to the input terminal, the second input of the adder 1 is connected to the same input of the switch 3 and connected to the first output of the source 2 of the reference voltage. The output of the adder 1 is connected to the first input of the switch 3, the output of which is connected to the input of the analog-digital converter 4
Ст,робирующий вход аналого-цифро- вого преобразовател 4 соединен с выходом формировател 9 импульсов.The output of the analog-to-digital converter 4 is connected to the output of the driver 9 pulses.
Вход управлени коммутатора 3 соединен с выходом триггера 7, счетньш вход которого соединен с входом фор- 1ировател 9 импульсов и подключен к выходу элемента И-НЕ 12, с которым соединен и счетный вход счетчика 14 импульсов.The control input of the switch 3 is connected to the output of the trigger 7, the counting input of which is connected to the input of the formulator 9 pulses and connected to the output of the AND-NO element 12, to which the counting input of the pulse counter 14 is connected.
Выходы счетчика 14 импульсов под- ключены к управл ющим входам арифметического -блока 23 и входам дешифратора 17. Выход дешифратора 17 соединен с управл ющим входом регистра 22 входом установки нул триггера 8 и через первый блок 10 задержки с входом установки нул счетчика 14 импулсов .The outputs of the pulse counter 14 are connected to the control inputs of the arithmetic block 23 and the inputs of the decoder 17. The output of the decoder 17 is connected to the control input of the register 22 input of the zero setting of the trigger 8 and through the first block 10 of the delay 10 to the input of the zero of the counter 14 impulses.
Пр мой выход второго триггера 8 подключен к первому входу элемента И-НЕ 12, второй вход которого соединен с выходом генератора 5 тактовых импульсов, к которому подключен и вход делител 6 частоты.The direct output of the second trigger 8 is connected to the first input of the element AND-NO 12, the second input of which is connected to the generator output 5 clock pulses, to which the input of the frequency divider 6 is connected.
Выход делител 6 частоты через блок 11 задержки соединен с первым входом элемента И-НЕ 13, второй и тртий входы которого подключены соответственно к инверсному выходу триггера 8 и первому выходу переключател 19 режимов работы. IThe output of the frequency divider 6 through the block 11 of the delay is connected to the first input of the element AND NOT 13, the second and third inputs of which are connected respectively to the inverse output of the trigger 8 and the first output of the operation mode switch 19. I
Выход элемента И-НЕ 13 соединен со счетным входом управл емого делител 15 частоты, установочные входы которого подключены к выходам задат- чика 16 коэффициента делени .The output of the NAND unit 13 is connected to the counting input of the controlled frequency divider 15, the setup inputs of which are connected to the outputs of the setting unit 16 of the division factor.
Выход управл емого делител 15 чатоты соединен с первым входом элемента lUTM-HE 18, выход которого подThe output of the controlled divider 15 chatot is connected to the first input of the element lUTM-HE 18, the output of which is under
5 five
0 0
5 five
О ABOUT
« "
е e
5five
5five
ключен к входу установки нул триггера 7 и входу установки единицы триггера 8, второй и третий входы элемента ИЛИ-НЕ 18 соединены с одноименными выходами переключател 19 режимов работы.The key is connected to the input of the zero setting of the trigger 7 and the installation input of the trigger unit 8, the second and third inputs of the element OR NOT 18 are connected to the same outputs of the switch 19 modes of operation.
Первый вход переключател 19 режимов работы соединен с вторым выходом источника 2 опорного напр жени .Второй , третий и п тый входы переключател 19 режимов работьГобъединены и подключены к земл ной шине. Четвертый вход через кнопку 21 Пуск соединен с вторым входом источника 2 опорного напр жени , а шестой вход переключател 19 режимов работы подключен к клемме 20 внешнего запуска.The first input of the switch 19 of operation modes is connected to the second output of the source 2 of the reference voltage. The second, third and fifth inputs of the switch 19 of the operation modes are connected and connected to the ground bus. The fourth input through the Start button 21 is connected to the second input of the source 2 of the reference voltage, and the sixth input of the operation mode switch 19 is connected to the external trigger terminal 20.
Входы арифметического блока 23 соединены с выходами аналого-цифрового преобразовател 4, а выходы подключены через регистр 22 к входам отсчетно-регистрирующего устройства 24 и вл ютс цифровыми выходами устройства.дл измерени мгновенных значений частоты исследуемого электрического сигнала.The inputs of the arithmetic unit 23 are connected to the outputs of the analog-digital converter 4, and the outputs are connected via a register 22 to the inputs of the reading and recording device 24 and are digital outputs of the device for measuring the instantaneous values of the frequency of the electric signal under study.
В арифметическом блоке 23 (фиг.З) одноименные входы регистров 25-30 объединены и вл ютс входами блока 23. Управл ющие входы регистров 25-30 соединены сЬУЛ-ветственно с первого по шестой выходами депшфратора 39, входы которого вл ютс управл ющими входами арифметического блока 23.In the arithmetic unit 23 (FIG. 3), the same inputs of the registers 25-30 are combined and are the inputs of the block 23. The control inputs of the registers 25-30 are connected by means of the first to the sixth outputs of the section 39, the inputs of which are the control inputs of the arithmetic block 23.
Выходы регистров 25-27 и 29 соединены с входами Уменьшаемое вычита- телей 31, 32 и 33 соответственно.Выходы регистров 26, 28 и 30 подключены к входам Вычитаемое вычитате- лей 31,32 и 33 соответственно,The outputs of registers 25-27 and 29 are connected to the inputs of the Reduced subtractors 31, 32 and 33, respectively. The outputs of the registers 26, 28 and 30 are connected to the inputs of the Subtractable subtractors 31, 32 and 33, respectively
Вькоды вычитателей 31 и 33 соединены с входами сумматора 34, чьи выходы подключены к входам Делимое первого цифрового блока 35 делени , входы Делитель которого соединены с выходами второго вычитател 32,The codes of the subtractors 31 and 33 are connected to the inputs of the adder 34, whose outputs are connected to the inputs of the Divisible first digital division block 35, the inputs of which are connected to the outputs of the second subtractor 32,
Выходы цифрового блока 35 делени через функциональный (арккосинус- ный) преобразователь 37 подключены к одноименным входам Делимое второго цифрового блока 36 делени , входы Делитель которого соединены с выходами задатчика 38 числа. Выходы второго цифрового блока 36 делени вл ютс выходами арифметического блока 23.The outputs of the digital division unit 35 are connected via the functional (arc cosine) converter 37 to the Divisible inputs of the second digital division unit 36, the inputs of which Divider are connected to the outputs of the setpoint 38 of the number. The outputs of the second digital division unit 36 are the outputs of the arithmetic unit 23.
Устройство измерени мгновенных значений частоты электрического сигнала работает следующим образом.The device for measuring the instantaneous values of the frequency of the electrical signal operates as follows.
Fla первый вход сумматора 1 поступает исследуемый электрический сигнал (1), мгновенное значение частоты которого подлежит измерению. На второй вход сумматора 1 с первого выхода источника 2 опорного напр жени поступа-ет второй элект13ический сигнал (А) посто нного уровн . Выходной сигнал (5) сумматора 1 поступает на первый вход коммутатора 3, на второй вход которого поступает сигнал (4) с первого выхода источника 2 опорного напр жени (фиг.1).Fla the first input of the adder 1 receives the investigated electrical signal (1), the instantaneous value of the frequency of which is to be measured. The second input of the adder 1 from the first output of the source 2 of the reference voltage receives the second electrical signal (A) of a constant level. The output signal (5) of the adder 1 is fed to the first input of the switch 3, the second input of which receives the signal (4) from the first output of the source 2 of the reference voltage (Fig. 1).
Рассмотрим режим одиночного измерени при ручном (РУ) или автоматическом (АУ) управлении работой устройства . Дл этого переключатель 19 режимов работы перевод т в положение , противоположное указанному на фиг.1. В результате запрещаетс подача выходных импульсов делител 6 частоты на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 18. Установка триггера 8 в состо ние единицы осуществл етс вручную путем нажати кнопки 21 Пуск или автоматически путем подачи импульса, соответствующего логической единице, на клемму 20 внешнего запуска (фиг.1).Consider the mode of single measurement with manual (RU) or automatic (AU) control of the operation of the device. For this purpose, the operation mode switch 19 is shifted to the position opposite to that indicated in FIG. As a result, the output of the output pulses of the frequency divider 6 to the first input of the element OR NOT 18 is prohibited. The trigger 8 is set to the unit state manually by pressing the Start button 21 or automatically by applying a pulse corresponding to the logical unit to the external trigger terminal 20 .one).
Управл ющие импульсы с второго и третьего выходов переключател 19 режимов работы поступают через второй (при ручном) или третий (при внешнем управлении) входы элемента ИЛИ-НЕ 18 на вход установки единицы триггера 8.The control pulses from the second and third outputs of the operation mode switch 19 are received through the second (with manual) or third (with external control) inputs of the OR-NE 18 element to the input of the trigger unit 8 installation.
Управл ю1цие импульсы на первый вход элемента 18 не поступают , так как в указанном положении переключател 19 режимов работы на третий вход элемента И-НЕ 13 подаетс нулевой потенциал, запрещающий прохождение указанных импульсов с выхода делител 6 частоты.The control pulses do not arrive at the first input of the element 18, since in the indicated position of the operation mode switch 19, the third input of the NAND 13 element is supplied with a zero potential that prohibits the passage of the specified pulses from the output of the frequency divider 6.
При поступлении разрещающего потенциала с выхода триггера 8 на первый вход элемента И-НЕ 12 на выходе последовательно по вл ютс тактовые импульсы с генератора 5. Эти импульсы поступают на счетный вход триггера 7, с помощью которого осуществл ет-55 цифровом выходе устройства пос управление работой коммутатора 3. В результате сигналы (1) и (4) поочередно поступают на вход лналого-цифро- вого преобразовател ч. С помощьюWhen the resolving potential arrives from the output of the trigger 8 to the first input of the element AND-NOT 12, the clock pulses from the generator 5 successively appear at the output. These pulses are fed to the counting input of the trigger 7, through which the digital output of the device is controlled by 55 switch 3. As a result, signals (1) and (4) are alternately fed to the input of a digital-to-digital converter.
витс код результата измерени мгно венного значени частоты исследуемого электрического сигнала. С помощью отсчетно-регистрирующего устройстформировател 9, подключенного к вы-- ходу элемента И-НЕ 12, из периодической последовательности пр моугольных с импульсов формируютс строб-гимпуль- сы, которые управл ют работой аналого- цифрового преобразовател 4. В моменты времени поступлени этих импульсов на стробирующий вход аналого-цифрово- 0 го преобразовател 4 осуществл етс преобразование и выдача кода мгновенных значений того или иного электрического сигнала в регистры пам ти арифметического Ллока 23, 5 Управление работой арифметического блока 23 осуществл етс путем подачи тактовых импульсов с выхода элемента И-НЕ 12 на счетный вход счетчика 14, выходной код которого и осу- 0 ществл ет управление равотой арифметического блока 23.It shows the measurement result code of the instantaneous frequency of the studied electrical signal. Using a counting device 9, connected to the output of the element IS-NOT 12, strobe pulses are formed from a periodic sequence of rectangular pulses that control the operation of the analog-digital converter 4. At the time of arrival of these pulses to the gate input of the analog-to-digital-to-digital converter 4, the instantaneous values of this or that electrical signal are converted and outputted to the memory registers of the arithmetic Lloka 23, 5 Arithmetic operation control This unit 23 is implemented by applying clock pulses from the output of the NANDI element 12 to the counting input of the counter 14, the output code of which controls the equality of the arithmetic unit 23.
С выходов аналого-цифрового преобразовател 4 на входы арифметического блока 23 поступают коды чисел вы- 5 ражений (7) и (13), (8) и (14), (9) и (15).From the outputs of the analog-to-digital converter 4, the codes of the numbers of expressions (7) and (13), (8) and (14), (9) and (15) are received at the inputs of the arithmetic unit 23.
Обработка результатов промежуточных измерений осуществл етс в динамическом режиме с поступлением каждо- 0 го тактового импульса в счетчик 14.Processing of the results of intermediate measurements is carried out in a dynamic mode with the arrival of every 0 clock pulse in the counter 14.
Поскольку дл осуществлени , процесса измерени необходимо всего шесть тактовых импульсов, то после прохождени шестого импульса счетчик 14 импульсов обнул етс . Это обеспечиваетс путем дешифрации выходного кода счетчика 14 с помощью дешифратора 17. При поступлении шестого импульса на выходе дешифратора 17 по вл етс импульс, который устанавливает второй триггер 8 в нуль и тем самым запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент И-НЕ 12. С другой стороны, выходной импульс 5 дешифратора 17 поступает на управл ющий вход регистра 22 и тем самым, осуществл ет запись результата измерени (19) в регистр 22. И, наконец, . через блок 10 задержки выходной им- Q пульс дешифратора 17 поступает на вход установки нул счетчика 14,обнул его после поступлени шести тактовых импульсов. В результате на выходе регистра 22, а следовательно.Since only six clocks are needed to carry out the measurement process, after passing the sixth pulse, the pulse counter 14 is zeroed. This is accomplished by decoding the output code of counter 14 using decoder 17. When the sixth pulse arrives, a pulse appears at the output of decoder 17, which sets the second trigger 8 to zero and thus prohibits the passage of clock pulses through the IS-NOT element 12. On the other hand , the output pulse 5 of the decoder 17 is fed to the control input of the register 22 and thus, writes the measurement result (19) to the register 22. And, finally,. through the delay unit 10, the output pulse Q of the decoder 17 is fed to the input of the zero setting of the counter 14, it is folded after six clock pulses. As a result, the output of the register is 22, and therefore.
5five
00
витс код результата измерени мгновенного значени частоты исследуемого электрического сигнала. С помощью отсчетно-регистрирующего устройстч15It shows the result code for measuring the instantaneous frequency of the studied electrical signal. Using a counting device15
ва 24 результат измерени индицирует с в дес тиричной системе счислени . При повторном Нажатии кнопки 21 Пуск процесс измерени аналогично повтор етс .At 24, the measurement result indicates with a decimal number system. When the Start Button 21 is pressed again, the measurement process is similarly repeated.
Если измерение мгновенных значений частоты исследуемых сигналов необходимо осуществл ть автоматически, то дл этого устанавливают переключатель 19 режимов работы в положе If the measurement of the instantaneous values of the frequency of the studied signals is necessary to be carried out automatically, then to do this, set the switch 19 of the operation modes to
ние, показанное на фиг.1. В резуль10 импульсов в счетчик 14 коды чисел N;.2. иЫ записываютс в регист ры 27 и 28 соответственно. До прихода п того тактового импульса осуществл етс вычитание кода числа1 shown in FIG. As a result, pulses in counter 14 are codes of numbers N; .2. The NRs are recorded in registers 27 and 28, respectively. Before the fifth clock pulse arrives, the code of the number is subtracted
15 Nj из кода числа N; . Результа вычитани поступает на вход Делитель цифрового блока 35 делени .15 Nj from the code of the number N; . The subtraction result is fed to the input of the Divider of the digital division block 35.
При поступлении в счетчик 14 п т го и шестого тактовых импульсов осуUpon receipt in the counter 14 pt th and sixth clock pulses
тате на третий вход второго элемента И-НЕ 13 поступит разрешающий потенциал . При этом второй и третий входы элемента ШШ-НЕ 18 заземл ютс .On the third input of the second element IS-NOT 13, the resolving potential will arrive. In this case, the second and third inputs of the SH-NE 18 element are grounded.
Тактовый импульс с выхода делител 6 частоты через второй блок 11 задержки и элемент И-НЕ 13 поступитA clock pulse from the output of the frequency divider 6 through the second block 11 of the delay and the element IS-NOT 13 will go
на счетный вход управл емого делите- 20 ществл етс запись кодов чисел Nc л 15 частоты. На установочные входы управл емого делит1ел 15 частоты с выхода задатчика 16 поступает код коэффициента делени Кл частоты следовани входных импульсов. При К. 1 процесс измерени будет каждый раз повтор тьс , так как через элемент ИЛИ-НЕ 18 на вход установки единицы второго триггера 8 будет поступатьon the counting input of a controlled dividend, there is a record of codes of numbers Nc and 15 frequencies. The installation inputs of the controlled frequency divider 15 from the output of the setting device 16 receive the code of the division factor Cl of the follow frequency of the input pulses. With K. 1, the measurement process will be repeated each time, since the element OR of the NO-18 will receive the input of the unit of the second trigger 8
и в регистры 29 и 30 соотве ственно. До прихода следующего импульса осуществл етс суммирование кодов чисел N , и N ; в суммато- 25 ре 34. Затем полусумма чисел N;, N ;j делитс на значение числа N с помощью первого цифрового блока делени . Результат делени преобразуетс в функциональном (арккосизадержанный .на врем f переходных про-зо нусном) преобразователе 37 матричцессов в триггере 8 каждый седьмой тактовый J мпyльc генератора 5.Если коэффициент делени делител частоты выбрать равным семи или дес ти, то процесс измерени при будет повтор тьс с каждым восьмым или одиннадцатым тактовь4м импульсом.and registers 29 and 30 respectively. Before the next pulse arrives, the codes of the numbers N and N are summed; in the sum of 25 34. Then the half-sum of the numbers N ;, N; j is divided by the value of the number N using the first digital division block. The result of the division is converted into a functional (arcosa-delayed transient transition time f) matrix matrix converter 37 in trigger 8 every seventh clock J generator of generator 5. If the division factor of the frequency divider is equal to seven or ten, the measurement process will be repeated when with every eighth or eleventh cycle pulse.
При KQ 1 (например, ) процесс измерени будет осуществл тьс через промежутки времениWith KQ 1 (for example), the measurement process will be carried out at intervals of
ного типа и поступает на вход Делимое второго цифрового блока 36 делени , на вход Делитель которого поступает код числа- N(, 271 с выхо да задатчика 38.type and is fed to the input of the Divisible second digital block 36 division, to the input of the Divider which receives the code number-N (, 271 from the output of the setpoint 38.
В результате на выходе второго ци рового блока делени , а следовательно , и на выходе арифметического блока по витс код результата измерени , определ емый выражением (19).As a result, a measurement result code defined by expression (19) appears at the output of the second zipper block and, consequently, at the output of the arithmetic unit.
3535
40 М40 M
измmeas
К| т зK | t h
где К ,where K,
1C д - коэффициенты делени делителей 6 и 15 частоты ,1C d - dividers division factors of 6 and 15 frequencies,
f - частота следовани f - following frequency
оabout
тактовых импульсов. С выхода аналого-цифрового преобразовател 4 коды чисел поступают на объединенные входы регистров 25-30 При поступлении первого тактового импульса в счетчик 14 на первом выходе дешифратора 39 по витс сигнал, разрешающий запись числа NJ в регистр 25. При поступлении второго тактового импульса в счетчик 14 на втором выходе дешифратора 39 по витс сигнал, разрешаюп(Ий запись числаclock pulses. From the output of the analog-to-digital converter 4, the number codes arrive at the combined inputs of the registers 25-30. When the first clock pulse arrives at counter 14, the first output of the decoder 39 shows a signal allowing recording the number NJ to register 25. When the second clock pulse arrives at counter 14 on the second output of the decoder 39 according to the Wits signal, allowed (Ii record the number
1 212
N N
;v, в регистр 26. До прихода третьего тактового импульса в вычита- теле 31 осуществл етс вычитание; v, to register 26. Before the arrival of the third clock pulse, subtractor 31 subtracts
кода числа из кода числа N; , а результат вычитани поступает на один из входов сумматора 34.the number code from the number N code; , and the result of the subtraction goes to one of the inputs of the adder 34.
Аналогичным образом при поступлении третьего и четвертого тактовыхSimilarly, when entering the third and fourth clock
импульсов в счетчик 14 коды чисел N;.2. иЫ записываютс в регистры 27 и 28 соответственно. До прихода п того тактового импульса осуществл етс вычитание кода числаpulses in the counter 14 codes of numbers N; .2. SIGs are written to registers 27 and 28, respectively. Before the fifth clock pulse arrives, the code of the number is subtracted
Nj из кода числа N; . Результат вычитани поступает на вход Делитель цифрового блока 35 делени .Nj from the code of the number N; . The result of the subtraction is input to the Divider of the digital division block 35.
При поступлении в счетчик 14 п того и шестого тактовых импульсов осу20 ществл етс запись кодов чисел Nc Upon receipt of the 14th and sixth clock pulses in the counter, recording of codes of numbers Nc is realized
и в регистры 29 и 30 соответственно . До прихода следующего импульса осуществл етс суммирование кодов чисел N , и N ; в суммато- 25 ре 34. Затем полусумма чисел N;, и N ;j делитс на значение числа N с помощью первого цифрового блока 35 делени . Результат делени преобразуетс в функциональном (арккоси5and registers 29 and 30 respectively. Before the next pulse arrives, the codes of the numbers N and N are summed; in summer 25 34. Then the half-sum of the numbers N ;, and N; j is divided by the value of the number N using the first digital block 35 of division. The result of the division is converted to functional (arccosi
ного типа и поступает на вход Делимое второго цифрового блока 36 делени , на вход Делитель которого поступает код числа- N(, 271 с выхо- да задатчика 38.type and is fed to the input Divisible second digital block 36 division, to the input of the Divider which receives the code number-N (, 271 from the output of the setter 38.
В результате на выходе второго цифрового блока делени , а следователь ; но, и на выходе арифметического блока по витс код результата измерени , определ емый выражением (19).As a result, the output of the second digital division unit, and the investigator; but, and at the output of the arithmetic unit, according to it, the measurement result code defined by expression (19).
Исключение аддитивной и мульти- . пликативной составл ющих погрешности, достигаемое путем введени в устройство сумматора, автоматического переключател , двух триггеров, формировател импульсов, элемента И-НЕ, счетчика и дешифратора, повышает точность измерени мгновенных значений частоты электрического сигнала.The exclusion of additive and multi-. The predictive components of the error, achieved by introducing into the device an adder, an automatic switch, two triggers, a pulse former, an NANDI item, a counter and a decoder, increase the accuracy of measuring the instantaneous frequency values of the electrical signal.
5five
0 М0 M
5050
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874277668A SU1503022A1 (en) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | Method and apparatus for determining instant values of electric signal frequency |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874277668A SU1503022A1 (en) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | Method and apparatus for determining instant values of electric signal frequency |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1503022A1 true SU1503022A1 (en) | 1989-08-23 |
Family
ID=21316931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874277668A SU1503022A1 (en) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | Method and apparatus for determining instant values of electric signal frequency |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1503022A1 (en) |
-
1987
- 1987-06-08 SU SU874277668A patent/SU1503022A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 879491, кл. G 01 R 23/00, 1981. Авторское свидетельство СССР № 1185260,кл.О 01 R 23/00, 1985. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3983481A (en) | Digital intervalometer | |
US3675127A (en) | Gated-clock time measurement apparatus including granularity error elimination | |
US4843328A (en) | Apparatus for using a time interval counter to measure frequency stability | |
JPH0820473B2 (en) | Continuous period-voltage converter | |
SU1503022A1 (en) | Method and apparatus for determining instant values of electric signal frequency | |
SU1280697A1 (en) | Device for measuring the reading delay time of analog-to-digital converters | |
SU1157520A1 (en) | Recirculation time-interval counter | |
SU1020789A1 (en) | Transistor thermal resistance measuring device | |
SU1297003A1 (en) | Device for determining time position of absolute maximum in signal implementation | |
SU782144A1 (en) | Device for automatic testing of analogue-digital converters | |
SU1441320A1 (en) | Method of measuring the amplitude value of electric signal | |
SU377798A1 (en) | ALL-UNION | |
SU983637A1 (en) | Time interval measuring device | |
SU725223A1 (en) | Device for testing analogue-digit converters | |
SU690625A1 (en) | Device for measuring random errors of analogue-digital converters | |
SU756411A1 (en) | Device for processing signals of composition analyzer | |
FR2281573A1 (en) | Digital measurement appts. for analog phase shift - gives count during input to output pulse time interval wrt given input count | |
SU746397A1 (en) | Time interval meter | |
SU518775A1 (en) | Electronic circuit modeling device | |
SU1495982A1 (en) | Sawtooth voltage generator with variable slope | |
SU1307443A1 (en) | Meter of time intervals | |
RU2174706C1 (en) | Device for metering distribution density of random process probabilities | |
SU1232962A1 (en) | Digital thermometer | |
SU1363078A1 (en) | Stroboscopic-oscillographic detector of single electric signals | |
SU1631458A1 (en) | Method for measuring the instanteous phase shift between electric signals |