SU479048A1 - Цифровой частотомер - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может найти применение в информационно-измерительных системах, в системах контрол  и управлени  дл  измерени  частоты с высокой точностью.

Известно устройство, содержащее входной формирователь, устройство выделени  одного или нескольких периодов измер емой частоты , устройство запуска, устройство дл  генерации образцовых частот и временных интервалов , устройство выбора предела измерений, устройство формировани  образцовых временных интервалов, устройство дл  делени  временного интервала на пропорциональные части, счетчик и устройство индикации.

Однако такое устройство имеет невысокую точность измерени  входной частоты.

Цель изобретени  - повышение точности измерений при сохранении повышенного быстродействи .

Это достигаетс  тем, что предлагаемый цифровой частотомер снабжен набором эталонных номииалов с узлом коммутации и последовательно соединенными преобразователем погрешности в напр жение, управл емым делителем напр жени , преобразователем напр жение - частота.

Выход третьего узла коммутации подключен к первому входу преобразовател  погрешности в напр жение, второй вход которого

1C 1выходо;м одного из узло(в «омму тации устройства дл  генерации образцовых частот и временных интервалов, а второй выход-с входом схемы перезаииси, ири этом 5 второй вход смесител  подключен к выходу генератора образцовой частоты, а выход - к одному из входов счетчика высокой частоты заиолнени .

На чертеже показана блок-схема цифрово0 го частотомера.

Частотомер состоит из входного формировател  1, устройства 2 дл  генерации образцовых частот и временных интервалов, образованного генератором 3 образцовой частоты, линейкой 4 декадных делителей образцовых частот, линейкой 5 декадных образцовых временных интервалов и соответственно узлов 6 и 7 коммутации, схемы 8 прив зки и форМ.ировани  интервалов измерени , образованной триггером 9 запуока, схемой 10 совпадени  и триггером И формировани  интервала измерени , устройства 12 дл  делени  временного интервала, прапорцио.нального периоду измер емой частоты, на иропорцио5 нальные части, образованного счетчиками 13 и 14 низкой и вьгсокой частоты заполнени , регистром 15 пам ти, схемой 16 совпадени  кодов, схемой 17 перезаписи, схемой 18 собирани  и элементом 19 задержки, схемы 20

0 совпадени  со счетчиком 21 результата,

устройства 22 индикации, устройства 23 выделени  погрешности к коррекции частоты заполнени , включающего преобразователь 24 погрешности и напр жение, набор 25 эталонных номиналов с узлом 26 коммутации, управл емый делитель 27 напр жени , преобразователь 28 напр жени  частоты н смеситель 29.

Частотомер ра;ботает следующим образом.

Входной сигнал, частоту которого необходимо измер ть, поступает на формирователь 1, а с его выхода импульсы входного сигнала подаютс  одновременно на сбросовый вход линейки декадных делителей 4 и на схему 17 перезаписи, схему 18 собнрани , элемент 19 задержки и преобразователь 24 погрешности в на-пр жение. При этом по первому импульсу входной частоты происходит прив зка начала Овриода (входного сигнала f вх и низкой частоты заполнени  /oi путем сброса в «О линейки 4 декадных делителей, лерезапись состо ни  счетчика 13 в регистр 15 пам ти, сброс в «О счетчика 13 н запуск преобразовател  24.

После этого происходит процесс заполнени  счетчика 13 в регистр 15, сброс в «О счетчика 13 и запуск преобразовател  24. Далее счетчик 13 заполн етс  частотой /оь величина которой определ етс  состо нием узлов 6, 7 и 26, а состо ние узла 26 определ ет выбор эталона 25 и характер преобразовани  .погрешности в напр жение преобразователем 24. Каждый импульс частоты /oi из узла 6 сбрасывает и запускает преобразователь 24, одна.ко в конце периода входного сигнала, благодар  прив зке начала периода входного сигнала и частоты /оь всегда наступает такое состо ние, при котором второй импульс (импульс конца периода) фиксирует в преобразователе 24 величину погрешностл дискретности, котора  в общем случае меньше 1//OI.

В очетчик 13 за период фиксируетс  число п, равное целочисленному значению отношени  foi/fx остаток этого отношени  (погрешность дискретности) фиксируетс  в виде напр жени  в преобразователе 24. Тот же импульс конца периода производит перезапись состо ни  счетчика 13 в регистр 15 и последующий сброс этого счетчика.

PerHiCTip 15 /в у1пр.а1вл амам делителе 27 напр жени  устанавливает коэффициент делени , равный числу п. Напр жение с выхода преобразовател  24 поступает на вход делител  27 (коэффициент делени  которого пропорционален периоду входного сигнала), а с выхода делител  27 - на вход преобразовател  28 напр жение-частота.

Выходной сигнал преобразовател  28, частота которого /кор  вл етс  корректирующей и пропорциональной погрешности дискретности , поступает на смеситель 29, где вычитаетс  из высокой частоты заполнени  /ог генератора 3. Таким образом, на вход очетчика 14 поступает сигнал с частотой /о2-/иорЗаполнение счетчика 14 частотой /ог - f кор происходит до сравнени  состо ний счетчика 14 и регистра 15, которое циклически происходит на схеме 16. Последовательность импульсов ср аанени  с (выхода схемы 16 поступает на схему 18 собирани , на эту схему поступают также импульсы входной частоты. С выхода схе.мы 18 последовательность и.мульсов поступает одновременно на циклический сброс в «О счетчика 14 и на вход схемы совпадени  20. Частота повторени  импульсов в этой последовательности равна входной частоте / , умноженной в /o2//oi раз. В случае по влени  импульса «Пуск на

входе триггера 9, он перебрасываетс  и подготавливает схему 20 совпадени . При совпадении па схеме 20 импульсов от генератора 3 и с выхода схемы 18 производитс  сброс декадных делителей формировани  интервала измерени  в «О и переброс триггеров 9 и 11. Триггер И открывает при этом схему 20 и начинаетс  счет импульсов умноженной входной частоты 1счетч иком 21 до тех пор, пока па выходе коммутирующего устройства 7

не по витс  импульс конца интервала измерени , который возвращает триггер 11 в нулевое состо ние и закрывает тем самым схему 20. Счет импульсов прекращаетс , и устройство 22 индикации отображает результат

измерени  частоты (входного сирвала.

Таким образом, в предлагаемом частотомере уменьшаетс  (ПОГ1рещн1асть измерени  за счет устранени  ее основной составл ющей погрешности дискретности делени 

периода входного сигнала на пропорциональные части, путем коррекции /02 частоты заполнени  высокочастотного счетчика по величине этой погрешности. Это позвол ет уменьшить низкую частоту заполнени  /оь повысить коэффициент умножени  (делени  периода ) входной частоты и снизить вторую составл ющую общей погрешности у част Кроме того, возможно уменьшение объема счетчиков низкой и высокой частоты заполнени , а также регистра пам ти, что особенно важно при измерении низких и инфранизких частот, где значение периода, а соответственно и п, значительно.

Предмет изобретени 

Цифровой частотомер, содержащий входной формирователь, устройство дл  генерации образцовых частот и временных интервалов,

55 образованное генератором образцовой частоты , двум  линейками декадных делителей частоты с двум  узлами коммутации, сх-ему прив зки и формировани  интервала измерени , устройство дл  делени  временного интервала, образованное счетчиком высокой и низкой частоты заполнени , регистром пам ти , схемой совпадени , схемой перезаписи, схемой собирани  и элементом задержки, а также схему совпадени  со счетчиком результата и устройство индикации, отличающийс 

тем, что, с целью повышени  точности измерений , он снабжен набором эталонных номиналов с третьим узлом коммутации и последовательно соединенными преобразователем погрешности измерени  в напр жение, управл емым делителем напр жени , преобразователем напр жение-частота, смесителем, причем выход третьего узла коммутации подключен к первому входу преобразовател  погрешности в напр жение, второй вход которого соединен с выходом одного из узлов коммутации устройства дл  генерации образцовых частот и временных интервалов, а второй выход - с входом схемы перезаписи, при этом второй вход смесител  подключен к выходу генератора образцовой частоты, а выход - к одному из входов счетчика высокой частоты заполнени .