SU375575A1 - Цифровой измеритель частоты и фазы электрических колебаний - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электроизмерительной техники и может быть иснользовано дл  упрощени  конструкции частотомеров-фазометров .

Известный цифровой измеритель частоты и фазы электрических колебаний, содержащий схему сравнени , распределитель, триггерный регистр, ключи, схему собирани , счетчик и делитель частоты, характеризуетс  усложненной схемой сравнени . Предложенный измеритель снабжен управл ющим триггером и ключом, сигнальный вход которого соединен с выходом схемы собирани , выход - с входом делител  частоты, а управл ющий вход- с выходом управл ющего триггера, нервый вход которого подключен к выходу распределител , а второй - к входному зажиму опорного сигнала, причем установочные входы делител  частоты и счетчика св заны с входной цепью измер емого сигнала.

Благодар  такому выполнению измерител  упрощаетс  его схема сравнени .

На чертеже показана блок-схема измерител .

Измеритель содержит схему У сравнени , выполненную в виде триггера с установочными входами, распределитель 2, управл емые ключи 3, 4 V. 5, триггерпый регистр 6, счетчик 7, схему 8 собирани , делитель 9, управл ющий триггер 10 и генератор 11 образцовой частоты. На вход 12 поступают импульсы измер емой частоты / и фазы ф, на вход 13 - опорный сигнал /ж той же частоты, используемый при измерении фазы.

Устройство работает следующим образом.

На вход 13 счетчика 7 поступают импульсы

образцовой частоты /о, с его выходов - на

ВХОДЫ ключей 4, причем на вход ключа 4 п-го

старщего разр да подаетс  сигнал с частотой,

равной (га-1)-го разр да -./о/ (-2)-го разр да - /о/и т. д. Частота импульсов на входе ключа 4 первого разр да равна другой вход ключа 4 поступают сигналы с выходов регистра 6. Положению «1 триггера регистра 6 соответствует открытое состо ние ключа 4, положению «О - закрытое .

На вход 12 поступают имнульсы измер емой частоты f, каждый из них устанавливает триггер схемы / сравнени  в исходное состо ние , делитель 9 в нулевое положение, а в счетчик 7 переписывает обратный код регистра 6. Эти импульсы также поступают на

вход распределител  2, поочередно от старшего к младшему разр ду открывающего ключи 3 и управл ющего положением триггеров регистра.

Цикл измерени  начинаетс  с того момента,

когда один из импульсов измер емой частоты , пройд  через распределитель 2, устанавливает триггер старшего п-го разр да регистра 6 в положение «1. Этот же импульс открывает ключ 3 данного разр да, устанавливает остальные триггеры регистра в положение «О, а управл ющий триггер 10 в начальное положение, которому соответствует открытое состо ние ключа 5. При этом оказываетс  открытым ключ 4 старшего разр да. Импульсы со счетчика 7 с частотой, равной /0/, через ключ 4 этого разр да, схему 8 собирани  и открытый ключ 5 поступают на вход делител  9. Период следовани  импульсов на входе делител  9 неравномерный, и делитель 9 уменьшает эту неравномерность.

Так как в счетчик имлульсом измер емой частоты записан обратный код регистра, то следуюш,ий за ним импульс образцовой частоты/о по вл етс  на выходе ключа 4, а, следовательно , и на входе делител  9. Но делитель 9 тем же импульсом измер емой частоты установлен в нулевое положение, поэтому первый импульс на выходе делител  5 по вл етс  через врем , равное К-Тг, где К - коэффициент делени  делител  Я а Т. - период сигнала с выхода схемы собирани .

Таким образом, переписыва  импульсом измер емой частоты в счетчик 7 обратный код регистра 6 и устанавлива  этим же импульсом делитель 9 в нулевое положение, удаетс  сфазировать начала периодов измер емого и компенсируемого (на выходе делител  9) сигналов.

Если период измер емого сигнала больше периода компенсирующего, то импульс с выхода делител  9 (импульс конца периода компенсируюшего сигнала) измен ет состо ние триггера схемы сравнени . При этом на выходе последнего возникает сигнал, который , пройд  через ранее открытый ключ 3 старшего разр да, устанавливает триггер этого разр да регистра 6 в положение «О.

В случае, если период измер емого сигнала меньше периода компенсируюш,его сигнала, то импульс с выхода делител  9 не по вл етс , триггер схемы 1 сравнени  и триггер старшего разр да регистра 6 остаютс  в прежнем положении. Следующий импульс измер емой частоты, пройд  через распределитель в положение «1 открывает ключ 3 этого разр да, при этом оказываетс  открытым ключ 4 (п-1)-го разр да.

Если триггер старшего разр да регистра 6 находитс  в положении «1, то на входах схемы 8 собирани  по вл ютс  две последовательности импульсов с выходов ключей 4 старшего и (п-1)-го разр дов, частота которых равна /0/2 и fo/4 соответственно, на выходе этой схемы присутствует сигнал, частота которого равна сумме частот этих последова/ / 3 .

тельностей, т. е.- - joЕсли триггер старшего разр да регистра 6 находитс  в положении «О, то на выходе 65

схемы собирани  по вл етс  только одна последовательность импульсов, частота которой равна /0/4. И в том, и в другом случа х осуществл етс  фазирование начал периодов измер емого и компенсирующего сигналов.

Далее аналогично описанному выше происходит сравнение периодов измер емого и компенсирующего сигналов и определение положени  (п-1)-го разр да регистра 6, затем (п-2)-го разр да и т. д. до определени  положени  триггера первого разр да. , На этом процесс измерени  частоты fx заканчиваетс .

Таким образом, на измерение частоты fx затрачиваетс  врем , равное п периодам измер емого сигнала, где п - число разр дов регистра 6.

За врем  следующего ( -|-1)-го нериода сигнала измер етс  угол фазового сдвига его относительно опорного сигнала fx такой же частоты. В предществующие п тактов установлено равенство измер емой и компенсирующей частот. Следующий (п+1)-й импульс сигнала fx, пройд  через распределитель 2, открывает вход управл ющего триггера JO дл  сигнала /ж и осуществл ет так же, как и ранее начальные установки делител  9 и счетчика 7, тем самым фазиру  начала периодов этих сигналов. Первый импульс сигдала f , по вившийс  на входе управл ющего

триггера 10 после импульса сигнала fx, закрывает ключ 5. За врем  ф между (п+1)-м импульсом сигнала fx и первым импульсом сигнала fx в делитель 9 поступает N импульfo

сов, причем N --.

то N

К, Но так как Гг

К TX

0 где Гг - период сигнала на входе делител  9;

TX - период сигнала на выходе делител ,

равный периоду измер емого сигнала fx, К.-

коэффициент делени  делител  9.

Из последнего выражени  видно, что код

5 делител  9 к концу интервала времени /ф равен значению угла фазового сдвига сигнала fx относительно опорного сигнала f , если значение коэффициента делени  К равно 3,6-10, где т - целое число, выбираемое из

0 услови  получени  заданной точности измерени .

На этом цикл измерени  частоты и угла фазового сдвига заканчиваетс . С приходом следующего импульса измер емой частоты

5 вновь триггер старшего разр да регистра 6 устанавливаетс  в положение «I, остальные триггеры в положение «О, управл юший триггер 10- в начальное положение, и начинаетс  новый цикл измерени  частоты и фазы

сигнала fxПредмет изобретени  Цифровой измеритель частоты и фазы электрических колебаний, содержащий схему

сравнени , распределитель, триггерный регистр , ключи, схему собирани , счетчик и делитель частоты, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  схемы сравнени , он снабжен управл ющим триггером и ключом, сигнальный вход которого соединен с выходом схемы собирани , выход - с входом делител  частоты, а управл ющий вход-с выходом управл ющего триггера, первый вход которого подключен к выходу распределител , а второй- к входному зажиму опорного сигнала, причем установочные входы делител  частоты и счетчика св заны с входной цепью измер емого сигнала.