SU756305A1 - Низкочастотный частотомер 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при построении прямоотсчетных цифровых частотомеров 5

низких и инфранизких частот.

Известен низкочастотный цифровой частотомер, реализующий принцип преобразования цифрового значения периода в цифровое значение час- Ю тоты измеряемого сигнала [ΐ].На эти измерения и преобразования затрачиваются два периода измеряемой частоты: первый - на получение цифрового значения периода, второй - на преобразование периода в значение частоты..

Недостатком указанного частотомера является низкое быстродействие, так как из измерений исключается тот период входного сигнала, в течение ко- 20 торого осуществляется преобразование.

Известен низкочастотный частотомер, содержащий генератор опорной частоты, выход которого соединен с 25 первым входом первого ключа, причем второй вход первого ключа соединено выходом блока управления, а выход первого ключа - с входом первого счетчика, второй вход которого соединен

2

с выходом блока управления через датчик калиброванных интервалов и с его входом непосредственно, второй счетчик, вход которого соединен с выходом формирователя и входом блока управления, двухвходовые элементы совпадения, входы которых подключены к выходам обоих счетчиков, второй ключ, входы которого соединены с генератором опорных частот и датчиком калиброванных интервалов, третий ключ, входы которого соединены с выходом триггера и с одним из его входов, с выходом элемента ИЛИ и с вторым входом второго счетчика, при этом выход второго ключа соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, выход третьего ключа соединен с входом элемента задержки, а первый вход триггера - с выходом двухвходных элементов совпадения и.

Это устройство по сравнению с первым имеет более высокое быстродействие и обеспечивает формирование циф рового значения частоты каждого периода измеряемого сигнала. Однако и в нем получение частоты осу4

756305

ществляется в два этапа - измерение периода Т_х и· преобразование его в значение частоты £« = 1/Т_х , что является недостатком устройства, так как потенциально снижает его быстродействие. _

Целью изобретения является повы- $ шение быстродействия частотомера путем совмещения во времени процесса измерения периода и преобразования его в значение частоты.

Указанная цель достигается тем, что в низкочастотный частотомер, содержащий последовательно соединенные входной формирователь, блок- управления. и датчик калиброванных, интервалов времени, а также вычитающий 15

Счетчик, вход установки которого подключен к второму выходу блока управления, и последовательно соединенные генератор опорной частоты и ключ,, ' второй вход которого подключен, к тре-. 20 тьему выходу блока управления, вве- . ден управляемый делитель частоты, первый счетный вход которого подключен к выходу ключа, второй управляющий вход - к выходу датчика калибро- 25

ванных интервалов времени, а выход соединен с входом вычитающего счетчика.

На чертеже изображена функциональная блок-схема низкочастотного частотомера. ·*”

Низкочастотный частотомер содержит входной формирователь 1, блок управления 2, датчик калиброванных . интервалов времени 3, генератор опорной частоты 4, ключ 5, управляемый 35 делитель частоты 6, вычитающий счетчик 7.

Низкочастотный частотомер работает следующим образом.

В исходном состоянии блок управ- 4θ ления 2 вырабатывает запрещающее напряжение, приложенное к одному из входов ключа 5. Ключ закрыт и импульсы опорной частоты от -генератора 4не поступают на вход управляемого делителя 6. Датчик калиброванных интерва- ^э лов времени 3 и вычитающий счетчик 7 находятся в произвольном состоянии.

Когда на формирователь. 1 по.ступает входной сигнал частоты £_х - 1/Т_х, он формирует короткие импульсы с периодом следования, равным периоду измеряемой частоты,, которые поступают на блок управления 2. По каждому импульсу блок управления выра- 55 батывает сигнал, удерживающий ключ,5.

в закрытом состоянии на время £> = т >

*1

где - максимальная измеряемая

частота выбранного предела изме- 60

рения. Одновременно блок управления вырабатывает команду, по которой в счетчике 7 устанавливается число Н·,, соответствующее ί_ή. .- Непосредственный . отечет измеряемой частоты обеспечивается вычитанием с помощью счетчйка 7 из числа ФЦ

соответствующего максимальному значению измеряемой частоты, некоторого числа &М, зависящего от длительности периода входного сигнала. Возможность замены операции деления ( = 1/Τχ) описанной операцией вычитания очевидна при аппроксимации гиперболической зависимости частоты от длительности периода с помощью линейноломаной кривой. На каждом участке аппроксимации аппроксимирующая функция имеет разный наклон. В точках пересечения аппроксимирующих прямых значения функций совпадают, в . остальных точках допускается погрешность аппроксимации. С уменьшением интервала аппроксимации ее погрешность может быть сделана сколь угодно малой .

Через время. по команде блока управления 2 начинает работать датчик калиброванных интервалов времени 3, который через определенные промежутки времени в. (интервалы

аппроксимации), начиная с момента поступления ' команды от блока управления, вырабатывает сигналы установки коэффициента деления на управляющий вход управляемого делителя частоты 6. ПО первому сигналу установки, совпадающему во.времени с приходом импульса от блока управления, в счетчике устанавливается первый коэффициент деления 1<^ . Одновременно

|блок управления открывает ключ 5 и импульсы от генератора опорной частоты 4 через открытый ключ начинают, поступать на первый вход управляемого делителя частоты 6. Частота импульсов на выходе управляемого де£_оп

. При послителя частоты £ „ олл

туплении второго,третьего, И-го сигналов установки, интервалы времени между которыми А-Ц , А-Ц ,. . . , а£ц , в управляемом делителе частоты последовательно устанавливаются коэффициенты деления , ,. . .,к ,

и частота импульсов, поступающих на вход вычитающего счетчика 7, будет

X ^^оп г £оп

соответственно ±оп_г"· -^,£_οη^ “к<" '

£ - —25.. Каждый поступающий

^опп Ф-н

коэффициент деления управляемого делителя частоты выбирается таким,чтобы за интервал времени АЬ^число в счетчике уменьшилось до значения -£ _па+

Τι П“4 <1

г ’ 1

и соответствовало частоте х*,- —и '

1=1

При поступлении импульса, соответствующего концу периода измеряемой частоты, блок управления снова закрывает ключ 5 на время , в

5

756305

6

счетчйке зафиксировано числовое значение частоты измеряемого сигнала.

После переноса числового значения из вычитающего счетчика в устройство индикации в счетчике снова устанавливается начальное число , а часто- 5 томер начинает новый цикл измерений.

Таким образом, введение управляемого делителя частоты с переменным коэффициентом деления в сочетании с вычитающим счетчиком обеспечивает ‘ формирование значений измеряемой частоты без затраты дополнительного времени на преобразование. Указанное преимущество позволяет расширить область применении цифровых частотомеров низких частот. При использовании их, например, в автоматизированных системах управления и контроля обеспечивается Измерение и регулирование параметров контролируемых объектов в реальном масштабе времени и облег- 20 чается обмен информацией с устройствами обработки данных. Кроме того, повышение быстродействия расширяет диапазон измеряемых частот по сравнению с аналогами и прототипом ( в об- 25 ласти высоких частот) за счет исключения времени преобразования, что позволяет в некоторых случаях уменьшить количество типов используемых приборов.

Claims (1)

1. Формула изобретения Низкочастотный частотомер, содержащий последовательно соединенные входной формирователь, блок управления и датчик калиброванных интервалов времени, а также вычитающий счетчик, вход установки которого подключен к второму выходу блока управления, и последовательно соединенные генератор опорной частоты и ключ, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия частотомера, в него введен управ ляемый делитель частоты, первый счет ный вход которого подключен к выходу ключа, второй управляющий вход к выходу датчика калиброванных интервалов времени, а выход соединения с входом вычитающего счетчика.