SU657362A1 - Частотомер-фазометр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области цифровой контрольно-измерительной техники и может найти применение в медицинских информационных и диагностических системах.

Известен частотомер-фазометр, содержйщий три умножител , генераторы опорных частот, триггер, формирователь и счетчик результата 1. Недостатком его  вл етс  наличие умножителей , снижающих эффективность использовани  устройства.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению  вл етс  устройство, содержащее счетчики сумматор, триггер, ключевую схему, генератор, группу ключевых схем и измеритель периода 2.

Недостатком такого частотомера  вл етс  избыточна  сложность его схемы , определ ема  наличием нетипичног вычислительного узла-сумматора, который используетс  неэффективно, что, в свою очередь,снижает эксплуатационные характеристики прибора.

Цель изобретени  - повышение точности и чувствительности устройства.

Это .достигаетс  тем, что в частотомер-фазометр , содержащий измерител периода, первый счетчик импульсов.

S

Claims (2)

1. первые выходы которого через блок ключевых элементов соединены с первыми входами сумматора, выход которого подключен к первому входу триггера, второй вход триггера соединен с первым выходом измерител  периода, а выход триггера подключен через ключевой элемент ко входу второго счетчика и к управл ющему входу блока ключевых элементов , при этом второй вход ключевого элемента соединен с выходом генератора эталонной частоты, дополнительно введены ключевой элемент, блок ключевых элементов, элемент ИЛИ, блок упS равлени  и коммутатор, вход которого соединен со входом измерител  периода, второй выход которого соединен через элемент ИЛИ с первым входом первого счетчика, вторые выходы которого сое ) динены через дополнительный блок ключевых элементов со вторыми входами сумматора, причем второй вход элемента ИЛИ подключен к выходу дополнительного ключевого элемента, первый вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, при этом выходы блока управлени  соответственно подключены ко второйу входу первого счетчика , ко второму входу дополнительного ключевого элемента и ко вторым входам дополнительного блока ключевых элем тов, а входы блока управлени  соеди нены соответственно с первым входом триггера и с выходом коммутатора. Структурна  схема частотомера-фа метра приведена на чертеже, В устройства: входит измеритель п риода 1, элемент ИЛИ 2, счетчик имп сов 3, триггер 4, ключевой элемент генератор эталонной частоты 6, клю™ чевой элемент 7, счетчик 8, суммато 9, блок управлени  10, ключевой эле мент 11, коммутатор 12, ключевой эл мент 13. Блок управлени  10, построенный на базе измерител  периода 1, обесп чивает формирование в цикле измерен на первом выходе импульса длительностью , равной фазовому интервалу между импульсами входных последовательностей: опорной UQ и измер емой и(, а также импульса, синхронного с первым импульсом последовательности Ц на втором выходе и импульса сброс счетчика на третьем выходе. Принцип работы прибора заключает с  В измерении частоты сигнала в ви де , где i - цифровой отсчет m - масштаб измерени ; - истинное значение измер емой частоты; - абсолютна .погрешность измерени , а также фазового сдвига импульсов в виде . , -Z. -«- Л1 1 -К. - о , где. К - масштаб измерени ; t - временной фазовый сдвиг сигналов; Т - период входного сигнала Устройство функционирует следующим образом. В исходном состо нии в режиме измерени  частоты счетчики 3,8 и сумматор 9 погашены, ключевые элементы 5, 7, 11, 13 закрыты, коммутатор 12 разомкнут. При поступлении первого импульса измерйемой последовательности U , на вход измерител  периода 1 на его первом вйходе формируютс  импульсы с частотой д, которые через элемент ИЛИ 2 поступают на вход счетчика 3. При поступлении на вход измерител  периода 1 второго импульса последовательности UK формирование импульсов на первом выходе измерител  периода прекращаетс , а в счетчике 3 оказываетс  записанным число N-T-f, где Т - период следовани  импульсов последовательности UQ. Одновременно с приходом второго импульса УИ на втором выходе измерител  периода Формируетс  импульс. включающий триггер 4. Единичным уровнем с плеча триггера 4 открываетс  ключевой элемент 5 и импульсы генератора 6 Поступают на объединенные входы ключевого элемента 7 и входы счетчика 8, при этом каждым имг1ульсом с выхода ключевого элемента 5 содержимое сумматора 9 увеличиваетс  на N, а содержимое счетчика 8 на единицу . После выполнени  i сложений имеет место перепо.пнение сумматора, и импульс переполнений выключает триггер 4. Процесс измерени  частоты закончен . Число 1, записанное в счетчике 8, пропорционально измер емой частоте. Условие переполнени  суг-лматора имеет вид -iN-C-t-u, (Л где С - емкость сумматораf . д - число в сумматоре после переполнени . Перейд  к частоте заполнени  f получаем 1-Т-Го с-1-д, (2 откуда Обозначив посто нную определ ющую iOJ масштаб преобразовани , через m и -фчерез f вполучим . Максимальное значение остатка в суматоре , При И соотношение (.4) может быть записано в виде .+l. и в режиме измерени  фазового .сдвига в исходном состо нии счетчики 3 и 8, сумматор 9 и блок управлени  10 погаены , коммутатор 12 замкнут. При поступлении первого импульса опЬрной последовательности UQ на вход блока управлени  10 на первом выходе формируетс  уровень, разрешгиощий поступление импульсов генератора б через ключевой элемент 11 и элемент ИЛИ 2 на вход счетчика 3. При поступлении первого импульса последовательности и через коммутатор 12 на второй вход управлени  на ее первом выходе устанавливаетс  уровень, запрещающий прохождение импульсов через ключевой элемент 11 и в счетчике 3 оказываетс  записанным число Kf,, где t - интервал, соответствующий фазовому сдвигу. Одновременно с первым импуль сом UH на втором выходе схемы управл . ни  формируетс  импульс, выполн ющий занесение содержимого счетчика 3 через ключевой элемент 13 в сумматор в дополнительном коде, после чего н третьем выходе блока управлени  фор мируетс  импульс сброса счетчика 3. Таким образом в сумматоре 9 оказываетс  записанным число С-п, а в счетчике 3 число 0. Этим же импульсом последовательности (J запускаетс  измеритель периода 1, на первом выходе которого формируетс  пачка и N импульсов, поступающих в счетчик При по влении на входе измерител  периода 1 второго импульса последовательности (JH поступление импульсов на вход счетчика 3 прекращаетс  и им пульсом со второго выхода измерител  периода включаетс  триггер 4, разре шающий поступление импульсов генера тора 6 через ключевой элемент 5 на входы ключевого элемента 7 и вход счетчика 8. Каждым импульсом с выход ключевого элемента 5 содержимое сум матора увеличиваетс  на N, а содержимое счетчика 8 на единицу. Процесс измерени  заканчиваетс  в момент переполнени  сумматора, пр Этом импульс переполнени  сумматора выключает триггер 4 и возвращает в исходное состо ние блок управлени  10. Условие переполнени  сумматора в режиме измерени  фазового сдвига jiMeeT вид C-V&, Сб) где й- число в сумматоре после переполнени , . П-1-Д п отсюда. . t-d, (8) -н- --.к. maj При .l соотно1чение (8) прини мает вид Врем  обработки результата измере ни  (t,,) зависит от конструктивных особенностей чатотомера-фазометра и равно времени заполнени  сумматора или времени накопле.ни  результата в счетчике 8 620 В режиме частотомера выражение(10) имеет вид . f и .° l iLMSM К, О о в режиме фазометра ft/ari- О о So j. -JL ИЗМ- - О Из выражений (11), (12), (13) видно , что врем  обработки результата, в основном, определ етс  частотой опорного генератора. Формула изобретени  Частотомер-фазометр, содержащий измеритель периода, первый счетчик импульсов, первые выходы которого через блок ключевых элементов соединены с первыми входами сумматора, выход которого подключен к первому входу триггера, второй вход триггера соединен с первым выходом измерител  периода, а выход триггера подключен через ключевой элемент ко входу второго счетчика и к управл ющему входу блока ключевых элементов, при этом второй вход ключевого элемента соединен с выходом генератора эталонной частоты, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и чувствительности устройства, в него дополнительно введены ключевой элемент , блок ключевых элементов, элемент ИЛИ, блок управлени  и коммутатор , вход которого соединен со входом измерител  периода, второй выход которого соединен через элемент ИЛИ с первым входом первого счетчика, вторые выходы которого соединены через дополнительный блок ключевых элементов со вторыми входами сумматора, причем второй вход элемента ИЛИ подключен к выходу дополнительного ключевого элемента, первый вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, при этом выходы блока управлени  соответственно подключены ко второму входу первого счетчика , ко второму входу дополнительного ключевого элемента и ко вторым входам дополнительного блока ключевых элементов, а входы блока управлени  соединены соответственно с первым входом триггера .и с выходом коммутатора . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 368554, кл. G 01 R 23/10,
2. 2. Ермолов Р. С. Цифровые частоЭнерги  Л., 1973, с.12-13, томеры , рис. 1-6,