SU1506373A1 - Устройство дл измерени частоты сигналов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  частоты сигналов в анализирующей аппаратуре. Цель изобретени  - повышение точности - достигаетс  за счет измерени  плотности веро тности мгновенной частоты входного сигнала и нахождени  максимума этого распределени . В устройстве за врем  измерительного интервала, формируемого формирователем 16, импульсы входного формировател  1 подсчитываютс  счетчиками 4 в M параллельных каналах после прохождени  селекторов 3 импульсов. По окончании измерительного интервала с помощью коммутатора 5, регистра сдвига 11, сумматора 6, блока делени  7 чисел производитс  нахождение координаты максимума распределени . Погрешность измерени  значительно меньше полосы канала, поскольку значение координаты уточн етс  по соотношению отсчетов в соседних каналах. На чертеже также показаны ключи 2 и 13, блок 8 пам ти, триггеры 10 и 15, элемент 12 задержки, генератор 14 тактовых импульсов. 4 ил.

Description

t

(21)4217243/24-21

(22)21.03.87

(46) 07.09.89. Бкш. № 33 (72) В.В.Блатов .

(53)621.317(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 622017, кл, G 01 R 23/10, 1977.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СИГНАЛОВ

(57)Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  частоты сигналов в анализирующей аппаратуре. Цель изобретени  - повышение точности - достигаетс  за счет измерени  плот ности веро тности мгновенной частоты входного сигнала и нахождени  максимума этого распределени . Б устрой2 ,

стве за врем  измерительного интервала , формируемого формирователем 16, импульсы входного формировател  1 подсчитываютс  счетчиками 4 в m параллельных каналах после прохождени  селекторов 3 импульсов. По окончании измерительного интервала с помощью коммутатора 5, регистра сдвига II, сумматора 6, блока делени  7 чисел производитс  нахожде1ше координаты максимума распределени . Погрешность измерени  значительно меньше полосы канала, поскольку значение координаты уточн етс  по соотношению отсчет тов в соседних каналах. На чертеже также показаны ключи 2 и 13. блок 8 пам ти, триггеры 10 и 15, элемент 12 задержки, генератор 14 тактовых импульсов . 4 ил.

а S

(Л

Aroff

СП

о

OJ

со

со

вых.

фиг.

31506373

Изобретение относитс  к нзмери- телыюй технике и может быть нспольг зовано дл  измерени  частоты сигналов в приемно-анализирующей аппаратуре.

Цель изобретени  - повышение точ- ности намерени .

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что измер етс  плотность веро тности мгновенной частоты входно- JQ го сигнала и находитс  координата максимума (мода) этого распределени  при гармоническом и импульсном сигналах или координаты нескольких макси- при полимодальном распределе- 15 НИИ (многопозиционный сигнал). Моды соответствуют частотным позици м сигнала (в частности при ЧТ - бимодальное .распределение).

Погрешность измерени  значитель- 20 но меньше полосы канала, поскольку значение моды уточн етс  по соотношению отсчетов в соседних каналах,

На фиг,1 представлена, функциональна , схема устройства дл  измерени  25 частоты сигналов; на - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства; на фиг.З - веро тности попадани  мгновенной;частоты сигнала в соседние каналы в зависимости от положени  частоты сигнала внутри канала; на фиг.4 - график значений отсчетов К в каналах при ЧТ-сигнале с частотами f и f.

Устройство дл  измерени  частоты 35 сигналов содержит формирователь 1 импульсов, выход которого через ключ 2 соединен с входами m параллельных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединен- 40 ных селектора.3 импульсов и счетчика А, разр дные выходы которых подключены к- соответствующему входу т-входового коммутатора 5, две груп- ггы выходов которого соединены с вхо- 45 дами сумматора 6. Выход сумматора 6 соединен с первым входом блока 7 делени  чисел, второй вход которого объединен с вторым входом сумматора 6. Выход блока 7 делени  чисел 50 соединен с первым входом элемента 8 пам ти, второй вход которого объединен с управл ющим входом коммутатора 5 и подключен к выходу счетчиИнтервал измерени  Т определ ет с  импульсом (фиг,2б) с первого выка 9. Выход одного из младших разр - 55 хода формировател  1 временных индов кал дого канального счетчика 4 через триггеры 10 подключен к соответствующим ииформациогтым входам

тервапов (ФВИ), который устанавлива ет регистр 11 сдвига в параллельный режим работы и открывает ключ 2, Фо

регистра ) сдпига, выход которот о через элемент 12 задер ски соединен с входом записи элемента 8 пам ти, а тактовый вход соединен с тактовым входом счетчика 9 и с выходом ключа 13, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора 14 тактовых импульсов, а управл ющий вход - с выходом триггера 15. Первый выход формировател  16 временного интервала подключен к управл ющему входу ключа 2, первому входу триггера 15 и входу выбора режима регистра 11 сдвига. Второй вход триггера 15 соединен с выходом старшего разр да . счетчика 9. Второй выход формировател  16 временного интервала подключен к входу предварительной установки регистра 11 сдвига.

На фиг,2 представлены эпюры следующих напр жений: а .- на выходе ключа 2; б - на первом выходе формировател  16 временного интервала; в - на выходе триггера 15; г - на выходе ключа 13; Д - число на выходе счетчика 9,

На фиг,3 приведены веро тности Р. , Р. и Р, мгновенной частоты сигнала соответственно в 1-1, I, 1+1 . каналах при фиксированном значении периода частоты Т.

На фиг,4 изображена гистограмма чисел К, зарегистрированных счетчиками 4 после окончани .интервала измерени  Т при воздействии ЧТ-сигнала с частотами f и f

1

Устройство работает следующим образом .

Оценка частоты производитс  в два этапа. На первом этапе (Измерение) производитс  накопление данных - формирование , плотности веро т 1ости мгновенной частоты процесса.

На втором этапе (Считывание) вычисл ютс  и считываютс  моды полученного распределени .

Перед началом измерени  проводитс  обнуление счетчиков 4 и 9, триггеров 10 и 15, элемента 8 пам ти и pe.TWCTpa 1 1 сдвига (цепи обнулени  не показаны),

Интервал измерени  Т определ етс  импульсом (фиг,2б) с первого выхода формировател  1 временных интервапов (ФВИ), который устанавливает регистр 11 сдвига в параллельный режим работы и открывает ключ 2, Фор

5 .

мирователь 1 импульсов при переходе входиог о процесса через нуль (в одн сторону) вь рабатывает короткие импульсы , интервал Т между ними равен текущему значению мгновенной частот входного процесса. Через открытый ключ 2 импульсы поступают на входы селекторов 3 импульсов (фиг,2а).

Однако даже при воздействии на селекторы гармонического сигнала он оказываетс  зарегистрированным в двух соседних каналах. Это объ сн етс  тем, что фаза опорной частоты fg селекторов случайна по отношению к входному сигналу. Веро тности попадани  сигнала в соседние каналы (фиг.З) линейно завис т от положени частоты сигнала U в канале и опред л ютс  соотношением (фиг.4)

Л г

t

к

e-fi

где К и К |- количество отсчетов в t-и (Е+1)-м каналах.

В результате частота определ етс  не только номером канала I-, но и поправкой Д1.

. Входы триггеров 10 подключены к одному из младших разр дов соответствующих счетчиков А так, что каждый триггер 10 опрокидываетс  только после регистрации, в своем канале К импульсов (активный канал), где К„ 2- 4 - порог,, защищающий триггеры 10 от случайных срабатываний.

После окончани  интервала Т в счетчиках 4 оказываютс  зарегистрированными числа К (фиг.4), которые характеризуют плотность веро тности мгновенной частоты. Активные каналы отмечены соответствующими триггерами 10. В конце интервала измерени  информаци  с выхода триггеров,10 записываетс  в регистр 11 сдвига импульсом с второго выхода ФВИ 16. Регистр 11 затем переводитс  в режим последовательной работы. Одновременно опрокидываетс  триггер 15 (фиг.2в и начинаетс  процесс обработки.

Через открытый ключ 13 импульсы с выхода генератора 14 тактовых импульсов (фиг.2г) поступают на тактовые входы регистра I1 сдвига и счетчика 9, который последовательно формирует т-1 адресов на управл ющем входе коммутатора 15 (фиг.2д).

В соответствии с адресом нз выходе коммутатора 5 по вл ютс  коды

0

373

5

ггисел к,и К

до к и К 1-1

0

6

затем К и К и т.д. . Те же тактовые имгтуль сы, которые переключают адрес, йоз- дейстЕу  на вход счетчика 9, сдвигают содерА-ммое регистра 1 I . Одновременно с по влением на первом выходе, коммутатора 5 числа К, К на выходе регистра 11 сдвига по вл етс  импульс записи, который через элемент 12 задержки поступает на цепь записи элемента 8 пам ти, фикс ру  задержанным передним фронтом число t+Кр,/(Кр+Кр, ).Значение I поступает с выхода счетчика 9, а уточненное значение ЛI - с выхода блока 7 делени  чисел. В результате на выходе элемента 8 пам ти фиксируетс  уточненное значение одной из частот мно- гопозидионного сигнала, момент его по влени  отмечаетс  импульсом записи . Это значение хранитс  до по влени  следующего максимума, который определ етс  и записываетс  анапогич

5 ным образом. Количество частот многопозиционного сигнала равно числу максимумов плотности веро тности мгновенной частоты Запись каждой частоты сопровождаетс  импульсом записи,

0 снимаемым с выхрда элемента 12.

После перебора всех номеров каналов счетчик 9 возвращает триггер 15 в исходное состо ние. Ключ 13 запираетс . Процесс считьшани  результатов

5 измерений закончен. Он повтор етс  при по влении на первом выходе ФВИ 16 следующего импульса.

Таким образом, при считывании на выход устройства последовательно по0 ступают коды, одно11начно определ ю- щие частоты гармонического, импульсного или многопозиционного сигнала.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  частоты сигналов, содержащее та параллельных счетных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных счетчика и триггера, формирователь импульсов, два ключа, элемент задержки, счетчик и формирователь временного интервала, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений, в него введены коммутатор, сумматор, блок делени  чисел, элемент пам ти, регистр сдвига , тригг ер, генератор тактовых импульсов, m селекторов импульсов.

   при этом последовательно соединены формирователь временного интервала, триггер, ключ, счетчик, коммутатор; m групп входов которого соединены с соответствующими выходами счетчиков , а две группы выходов подключены к входам сумматора, выход которого соединен с входом блока делени  чисел , второй вход которого объединен с вторым входом сумматора, выход блока делени  чисел соединен с первым входом блока пам ти, второй вход которого объединен с выходом счетчика, выходы всех канальных триггеров подключены к соответствующим информационным входам регистра сдвига, выход которого через элемент задержки соединен с входом записи элемента пам 

   ти, выход старшего разр да счетчика подключен к втором входу тригтера, вход устройства через последовательно соединенные формирователь импульсов и второй ключ соединены с входами всех селекторов импульсов, управл ющий вход второго ключа и вход выбора режима регистра сдвига подключены к выходу формировател  временного интервала, второй вход первого ключа соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход этого ключа подключен к тактовому входу регистра сдвига,, вход предварительной установки которого соединен с вторым выходом формировател  временного интервала .

   фие.2

   kP,

   О 1 t /;/2

   Фиг.

   Фиг.З