SU789852A1 - Цифровой измеритель частоты - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и в частности может быть использовано при высо .коточном измерении частоты в широком диапазоне и дл  преобразовани  5 частоты в ЦИФРОВОЙ код.

Известен цифровой измеритель частоты , содержащий последовательно включенные формирующее устройство, элемент совпадени  и счетчик, а 10 также последовательно соединенные енератор импульсов и врем задающий блок, выход которого подсоединен к элементу совпадени , и арифметическое устройство, выполн ющее операцию 5 делени  посто нного числа (например равного единице) на число, пропорциональное длительности периода входного сигнала l.

Недостатком этих цифровых часто- 20 томеров  вл етс  повышенна  сложность реализации аппаратуры, св занна  с необходимостью осуществлени  автоматической операции делени .

Из известных устройств наиболее 25 близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  цифровой измеритель частоты, осуществл ющий принципы повьииени  точности цифрового измерени  частоты, основанные ЗО

на дополнительном измерении интер . :Ьала времени между последним импульсом , сформированным из входного сигнала , И концом калиброванного интервала времени, содержащий генератор импульсов, формирователь, соединенный с ОДНИМ входом элемента 2Н, второй вход которого подключен к выходу делител  частоты, а выход элемента 2 И соединен со входом счетчика импульсов, выход которого подключен к элементу индикации 2..

Недостатком данного устройства  вл етс  сложность синтезировани  частоты, превышающей частоту входного сигнала в 10 раз, из опорного напр жени  при измерении частоты в широком диапазоне.

Цель изобретени  - повышение ТОЧНОСТИ измерени  путем уменьшени  составл ющей погрещности от дискретности .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в ЦИФРОВОЙ измеритель частоты , содержащий генератор импульсов формирователь, соединенный с одним входом элемента 2 И, второй вход которого подключен к выходу делител  частоты, а выход элемента 2 И соединен со входом счетчика импульсов , выход которого подключен к эле менту индикации, дополнительно введены устройство управлени  и п делителей частоты, соединенные последовательно , причем первый вход устройства управлени  соединен, с выходом-генератора импульсов, второй вход подключен к выходу формировател , параллельные разр дные входы устройства управлени  сзэединены с 1 соответствующими разр дными выходами делител  частоты, первый выход устройства управлени  соединен со счетным входом первого из п дополнительных делителей частоты, а разр дные выходы устройства управлени  соединены с соответствующими установочными входами в каждом из п дополнительных делителей частоты и в счетчике импульсов, выход последнего из п дополнительных делителей частоты соединен с делителем частоты. Поставленна  цель достигаетс 

также тем, что устройство управлени  состоит из элемента 2И, первый вход которого подключен к первому входу устройства управлени , второй вход к выходу коммутатора, первый вход которого подключен ко второму входу устройства управлени , авыход элемента 2И подключен к первому выходу устройства управлени , параллельные разр дные выходы коммутатора  вл ютс  разр дными выходами устройства управлени , а разр дные входы устройства управлени  соединены последовательно через дешифратор с параллельными входами коммутатора, выход логического элемента 2И  вл етс  первым выходом устройства управлени 

На фиг. 1 представлена структурна  электрическа  схема цифрового измерител  частоты; на фиг. 2 структурна  электрическа  схема устройства управлени , вход щего в состав управл емого блока Делени ; на фиг. 3 - эпюры напр жений, по сн ющие работу .устройства.

Цифровой измеритель частоты содержит формирователь 1, устройство управлени  2 генератор импульсов 3, делитель .частоты 4, элемент 2И 5 счетчик импульсов б, содержащий цепочку последовательно включенных управл емых счетчиков. 7, элементы индикации 8, п дополнительных управл емых делителей частоты 9, образующих совместно с устройством управлени - 2. блок делени  10, дешифратор 11, коммутатор 12, первый вход которого подключен ко второму входу устройства управлени , и элемент 2И 13., первый вход которого подключен к первому входу устройства управлени , а его выход - к первому . выходу устройства управлени .

Работа предлагаемого устройства заключаетс  в следующем.

Входные сигналы преобразуютс  при помощи формировател  1 в остроконечные импульсы, которые подаютс  на элемент 2И 5, на второй вход которого подаетс  пр моугольный импуль от делител  частоты 4. Этот пр моугольный импульс определ ет длительность времени измерени . Результирующа  п.огрешность результата измерени  определ етс  величинами &t,f и ь. t ( фиг, 3). На фиг. 3 t - калиброванный интервал времени, т i/F - период сигнала, частота F которого измер етс  ,

Дл  исключени  погрешности, возникающей в начале измерени  д1, используетс  известное решение синхронизации начала измерени  импульсами , поступающими с формировател  1, .т.е. обеспечиваетс  М:. 0. Непосредственно после начала измерени  коэффициент делени  цепочки п дополнительных делителей частоты 9 равен единице, цепочка управл емых счетчиков 7 также отключена. Управл ющие сигналы формируютс  устройством управлени  2. Через некоторое врем  после начала измерени , когда на врем задающий блок поступит определенное число импульсов, при помощи дешифратора 11 формируетс  управл ющий сигнал, который через коммутатор 12 управл ет коэффициентом делени  цепочки из п дополнительных делителей частоты и счетчика б, состо щего из цепочки управл емых счетчиков 7, путем включени  соответствующего управл емого делител  частоты 9 и управл емого счетчика 7. Коэффициенты делени  управл емых делителей 9 и управл емых счетчиков 7 одинаковы, и их подключение производитс  одновременно и синхронизируетс  импульсами с формировател  1, т.е. подключение делителей 9 и счетчиков 7 производитс  в момент поступлени  импульса с формировател  1. Этим значительно уменьшаетс  вес погрешности измерени  частоты, обусловленной составл ющей от дискретности At (фиг. 3),

Эффективность повышени  точности по сн етс  следующим примером. Пусть нижн   частота измер емого диапазона 100 Гц, врем  измерени  ti, l сек. Рассмотрим первый простейший случай однократного уменьшени  частоты т.е. цепочка делителей 9 и счетчиков 7 состоит из ддного дополнительного делител  9 и одного счетчика 7. При использовании дл  отсчета дес тичной системы исчислени  коэффрщиёнт делени  делител  9 и пересчета счетчика 7 целесообразно выбрать равными 105, где, S - целое число. Когда на делитель частоты 4- поступает число импульсов N, равное например N 0,99 N, где N - общее число импульсов , поступающих на делитель

частоты 4 дл  формировани  сек дешифратор 11 формирует сигнал, который подготавливает коммутатор 12. В момент поступлени  очередного импульса с формировател  1 устройства происходит подключение делите ,л  9 и счетчика 7, имеющих в данном случае коэффициенты,равные 100. В наихудшем случаеврем  измерени  при этом увеличитс  в 5 раза, т.е. станет равным 2 сек, а погрешность уменьшитс  в 100 раз. Можно осуществить многократное уменьшение частоть1 . Та« при двухкратном (в этом случае цепочка делителей 9 состоит из двух дополнительных делителей, а цепочка счетчиков 7 - из двух счетчиков) врем  измерени  увеличиваетс  в 3 раза, а погрешность уменьшитс  в 10 раз .

Данный пример показывает высокую эффективность предлагаемого цифрового измерител  частоты при выполнеНИИ очень важного услови  - чрезвычайной простоты реализации аппаратуры .

Claims (2)

1. Цифровой измеритель частоты, содержащий генератор импульсов, формирователь, соединенный с одним входом элемента 2И, второй-вход которого подключен к выходу - делител  частоты, а выход элемента 2И соединен со входом счетчика импульсов, выход которого подключен к элементу индикации, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  путем уменьшени  составл ющей погрешности от дискретности , дополнительно введены устройств управлени  и п делителей частоты, соединенные последовательно, причем

первый вход устройства управлени  соединен с выходом генератора импуль сов, второй вход подключен к выходу формировател , параллельные разр дные входы устройства управлени  соединены с Соответствующими разр дными выходами делител  частоты, -первый выход устройства управлени  соединен со счетным входом первого из п дополнительных делителей частоты, а разр дные выходы устройства упрАвлени  .соединены с соответствующими установочными входами в каждом из п дополнительных делителей частоты и в счетчике импульсов выходпоследнего из п. дополнительных делителей частоты соединен с делителем частоты .

2. Цифровой измеритель частоты„ ПОП.1, отличающийс  тем что устройство управлени  состоит из элемента 2И, первый вход которого подключен к первому входу устройства управлени , второй вход к выходу коммутатора, первый вход которого подключен ко второму входу устройства управлени , а выход элемента 2И подключен к первому выходу устройства управлени , параллельные разр дные выходы коммутатора  вл ютс  разр дными выходами устройства управлени , а разр дные входы устройства управлени  соединены последовательно через дешифратор с параллельными входами коммутатора , выход логического элемента 2И  вл етс  первЕЛМ выходом устройства управлени .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 370539, кл. G 01 R 23/00, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 482692, кл. G.01 R 23/02,11.05.73.

JJ

/f

k k HaSuW -

HaS

uti

Utf