SU815667A1 - Цифровой периодомер-частотомер - Google Patents

Description

Изобретение относится к радиоизмерению и может быть использовано для построения широкодиапазонных цифровых измерителей частоты и периода электрических сигналов..

Одной из ведущих тенденций развития цифровой измерительной техники является широкое внедрение микроэлектронных вычислительных устройств для обработки первичной измерйтель ной информации и программного управления работой прибора и разработка на их основе многофункциональных измерительных приборов, обеспечивающих комплексное измерение широкого15 круга параметров сигналов. Указанные возможности особенно расширились в связи с появлением микропроцессоров. Наиболее эффективное применение вычислительных средств может быть 20 достигнуто при измерении ряда взаимосвязанных параметров сигналов и, в частности, их временных характернее тик периода, частоты, времени запаздывания, интервалов времени и скваж-25 ности, определяемых путем микропроцессорной обработки минимально необходимого объема пёрвичной информации.

Известны устройства, содержащие форт мирователи,ключи,генератор и счетчик[у,30 i Недостаток известных устройств низкая точность измерения.

Наиболее близким по своей технической сущности является устройство, содержащее формирователь импульсов, первый ключ, счетчик числа периодов, генератор образцовой частоты, второй .ключ, счетчик импульсов, триггер пуска, основной элемент совпадений и управляемый триггер [2].

Недостаток известного устройства низкая точность измерение·

Цель изобретения - повьапение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что цифровой периодомер-частотомер, содержащий последовательно соединенные формирователь импульсов, первый ключ и счетчик числа периодов, последовательно соединенные генератор образцовой частоты, второй ключ и счетчик импульсов, триггер пуска, основной элемент совпадений и управляемый триггер, введены дополнительный элемент совпадений и последовательно соединенные блок управления и вычислительный блок, второй вход которого подключен к выходу счетчика числа периодов, второй вход послед него соединен с первым входом вычислительного блока, третий вход которого подключен к выходу счетчика импульсов, второй вход которого соединен со вторым выходом блока управления, вход последнего подключен к второму входу первого ключа, к второму входу второго ключа и к выходу управляемого триггера, второй вход которого соединен с выходом дополнительного элемента совпадения, первый ₍ вход которого подключен к второму выходу триггера пуска, при этом второй •вход дополнительного элемента совпадения соединен с вторым входом основного элемента совпадения и с выходом формирования мипульсов.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого цифрового периодомера-частотомера.

Периодомер-частотомер содержит формирователь 1 импульсов, первый электронный ключ 2, счетчик 3 числа периодов, вычислительный блок 4, генератор 5 образцовой частоты, второй электронный ключ б и счетчик 7 ‘импульсов, блок 8 управления, триггер пуска 9, основной элемент 10 совпадения, дополнительный элемент 11 совпадения и управляемый триггер 12.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 3 и находятся в нулевом состоянии. По команде Пуск триггер 9 пуска устанавливается в единичное состояние и открывает элемент 10 совпадения. Первым, импульсом начала периода с выхода формирователя 1 управляемый триггер 12 также устанавливается.в единичное состояние и открывает электронные ключи 2 и б. С этого момента начинается цикл измерения. Импульсы с выхода генератора 5 образцовой частоты f_Q поступают через второй электронный ключ 6 на счетчик выходу одного из разрядов счет7 подключен второй вход триггепуска. Через заданное время определяемое кодом счетчика N

7. К чика ра 9 Nt₀, на момент заполнения соответствующего разряда, импульсом с выхода этого разряда триггер 9 пуска устанавлива.ется в нуль, закрывает элемент 10 совпадений и открывает дополнительней элемент 11. совпадений. Ближайшим иАпульсом начала периода с выхода формирователя 1 управляемый триггер 12 переводится в нулевое состояние и закрывает электронные ключи 2 и 6.

На этом цикл измерения заканчивается. Время измерения при этом равно “Ntotjat = tHjfjo+at = ηΤ*, ^гД^е *иэм. = ΝΤ0 ; ¹ » Тх - произведение дробной части отношения tuw\o _{на т}* . время измерения кратно периоду сигнала и остается практически неизменным и равным tniM.*· при Т_х ь (0,1-0,2)Nt о. При Т_х» Nt_fl время измерения t_H3M =Т_Х , т.е. при бор автоматически переходит на режим измерения по одному периоду сигнала.

В паузе между измерениями, код , записанный в счетчике 7 за вре1мя° измерения , и код п, записанный в счетчике 3 числа периодов, по • команде с блока 8 управления вводится в вычислительный блок 4. В режиме измерения периода вычислительный блок 4 производит деление кода (пТ_х)/t₀ на код η и умножение результата на некоторый масштабный множитель ot, обеспечивающий непосредственный отсчет периода сигнала Т_х в единицах времени. В режиме измерения ч ?тоты вычислительный блок 4 осущест* :яет деление кода η на код (пТ_х)/t, и умножений результата на масшта!. ный множитель β, обеспечивающий непосредственный отсчет частоты в Гц, кГц или МГц.

Относительная погрешность измерения данного прибора в режиме усреднения определяется как =± и при панама она равна: t₀ /1₀ .

Погрешность практически не зависит от частоты сигнала на частотах выше некоторого значения (5т 1 0) При F_x < F_u погрешность уменьшается по мере понижения частоты сигнала.

Следует заметить, что для цифрового частотомера с непосредственным счетом числа периодов частоты за калиброванный интервал времени, погрешность дискретности равна [11 :

= · ^ПР^{И т}х^{> с}(> ^кли (F’x'ifo) погрешность такого частотомера оказывается больше, чем у предлагаемого. В отличие от периодов с усреднением за η периодов сигнала, где n = 10^, предлагаемый периодомер-частотомер может работать в широком диапазоне частот, без каких-либо коммутаций с практически не зависящей от частоты погрешностью изменения.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР

256866, кл. G 01 R 23/10, 20.11.67.

2.Аппаратура дл  частотных и временных измерений. Под ред. А.П.Гср нкова , М., Советское радио, 1971.