SU840757A1

SU840757A1 - Digital frequency meter

Info

Publication number: SU840757A1
Application number: SU792821962A
Authority: SU
Inventors: Владимир Владимирович Блатов
Original assignee: Предприятие П/Я А-7672
Priority date: 1979-09-24
Filing date: 1979-09-24
Publication date: 1981-06-23

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах измерения частоты сигналов.The invention relates to measuring equipment and can be used in devices for measuring the frequency of signals.

Известен цифровой частотомер, со-, держащий последовательно соединенные генератор опорной частоты, формирователь импульсов опорной частоты, элемент совпадения, триггер, ключ и счетчик импульсов, выход которого подклю^- ₁₀чен ко второму входу триггера, а выход формирователя соединен со вторым входом ключа,- и последовательно соединенные формирователь импульсов измеряемой частоты, второй ключ и второй счетчик импульсов, причем второй вход второго ключа соединен с выходом триггера, а выход формирователя импульсов измеряемой частоты подключен ко второму входу элемента совпадения flJjQA digital frequency counter is known, comprising a reference frequency generator, pulse generator of a reference frequency, a coincidence element, a trigger, a key and a pulse counter, the output of which is connected ₁₀ times to the second input of the trigger, and the output of the driver ^is connected to the second input of the key, and series-connected pulse shaper of the measured frequency, the second key and the second pulse counter, and the second input of the second key is connected to the output of the trigger, and the output of the pulse shaper of the measured frequency is connected chen to the second input of the matching element flJjQ

Недостатки такого устройства большая ошибка измерения и длительность опорных и сигнальных импульсов, а также задержка начала интер2 вала измерения от момента запуска частотомера до момента совпадения импульсов измеряемой и опорной частот.The disadvantages of such a device are a large measurement error and the duration of the reference and signal pulses, as well as a delay in the start of the measurement interval from the moment the frequency counter starts until the pulses of the measured and reference frequencies coincide.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является устройство, содержащее основной делитель частоты,’генератор опорной частоты, последовательно соединенные формирователь импульсов, первый ключ и счетчик импульсов, последовательно соединенные одновибратор, первый основной триггер, второй ключ и второй основной триггер, выход которого подключен к второму входу первого ключа и к входу основного делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом первого основного триггера и с вторым входом второго основного триггера, а выход формирователя импульсов подключен к второму входу второго ключа £ 2}.Closest to what is proposed in its technical essence is a device containing a main frequency divider, a reference frequency generator, a serially connected pulse shaper, a first key and a pulse counter, serially connected one-shot, the first main trigger, the second key and the second main trigger, the output of which is connected to the second input of the first key and to the input of the main frequency divider, the output of which is connected to the second input of the first main trigger and to the second input of the second main trigger, and the output of the pulse shaper is connected to the second input of the second key £ 2}.

Недостаток известного устройства - низкая точность измерения.A disadvantage of the known device is the low accuracy of the measurement.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем сдвига интервала измерения на полпериода исследуемого колебания при измерении частоты сигналов сложной формы.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by shifting the measurement interval by half a period of the investigated oscillations when measuring the frequency of complex waveforms.

Эта цель достигается тем, что в цифровой частотомер, содержащий основной делитель частоты, генератор опорной частоты, последовательно соединенные формирователь импульсов, первый ключ и счетчик импульсов, последовательно соединенные одновибратор, первый основной триггер, второй ключ и второй основной триггер, выхоД которого подключен к второму входу первого ключа и к входу основного делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом первого основного триггера и с вторым входом второго основного триггера, выход формиро- ; вателя импульсов подключен к второму. входу второго ключа, введены дополнительный делитель частоты и последовательно соединенные дополнительный триггер и коммутатор, второй вход которого подключен к входу дополнительного делителя частоты и к выходу генератора опорной частоты, при этом третий вход коммутатора соединен с выходом дополнительного делителя частоты, второй выход основного делител^я час тоты подключен к четвертому входу коммутатора, первый вход дополнительного триггера соединен с вторым входом первого ключа, а второй вход основного триггера подключен к входу счетчика импульсов.This goal is achieved by the fact that in a digital frequency meter containing a main frequency divider, a reference frequency generator, serially connected pulse shaper, a first key and a pulse counter, serially connected one-shot, the first main trigger, the second key and the second main trigger, the output of which is connected to the second the input of the first key and to the input of the main frequency divider, the output of which is connected to the second input of the first main trigger and to the second input of the second main trigger, the output is formed; The pulse generator is connected to the second. the input of the second key, an additional frequency divider is introduced and an additional trigger and switch are connected in series, the second input of which is connected to the input of the additional frequency divider and to the output of the reference frequency generator, while the third input of the switch is connected to the output of the additional frequency divider, the second output of the main divider the frequency is connected to the fourth input of the switch, the first input of the additional trigger is connected to the second input of the first key, and the second input of the main trigger is connected to the input with pulse counter.

840757 ' 4 включает одновибратор 1, который срабатывает и запускает триггер 2, последний опрокидывается (диаграмма 14/ и открывает ключ 3.840757 '4 turns on the one-shot 1, which fires and fires the trigger 2, the latter rolls over (diagram 14 / and opens the key 3.

Импульсы входного сигнала, сформированные формирователем 7, из поданного на вход колебания (диаграмма 13) через открытый ключ 3 поступают на первый вход триггера 4, который первым импульсом сигнала опрокидывается (диаграмма 15) и открывает ключ 5. Сигнальные импульсы через открытый ключ 5 поступают на счетчик 6 и регистрируются, начиная со второго импульса, причем первый после момента t₀ импульс не регистрируется, так как начало импульса ' с выхода триггера 4 смещено вследствие задержки в ключе· 3 и триггере 4.The pulses of the input signal generated by the driver 7 from the oscillation supplied to the input (diagram 13) through the public key 3 are fed to the first input of the trigger 4, which overturns with the first pulse of the signal (diagram 15) and opens the key 5. Signal pulses through the public key 5 are fed to counter 6 and are recorded starting from the second pulse, and the first pulse after time t _{0 is} not registered, since the beginning of the pulse 'from the output of trigger 4 is shifted due to a delay in the key · 3 and trigger 4.

Импульс с выхода триггера 4 передним фронтом воздействует на делитель 8 частоты, устанавливая его в начальное (нулевое) состояние. Коэффициент деления делителя 8 частоты определяет длительность интервала измерения, поэтому с момента его установки начинается отсчет интервала измерения. Кроме того, выходной им30 пульс триггера 4 опрокидывает триггер 9, который в исходное состояние возвращается первым же импульсом сигнала, прошедшим через ключ 3, т.е. вторым импульсом после момента запуска ίθ. В результате на выходе триггера 9 появляется импульс (диаграмма 16), длительность которогоThe pulse from the trigger output 4 by the leading edge acts on the frequency divider 8, setting it in the initial (zero) state. The division factor of the frequency divider 8 determines the duration of the measurement interval, therefore, from the moment of its installation, the measurement interval begins. In addition, the output pulse 30 of the trigger 4 overturns the trigger 9, which returns to its original state by the first signal pulse that passed through the key 3, i.e. second pulse after the start of моментаθ. As a result, a pulse appears at the output of trigger 9 (diagram 16), the duration of which

На фиг. 1 схематично представлен цифровой частотомер; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу устройства.In FIG. 1 schematically shows a digital frequency meter; in FIG. 2 - diagrams explaining the operation of the device.

Цифровой частотомер содержит одновибратор 1, триггер 2, ключ 3, триггер 4, ключ 5, счетчик 6, формирова- ₄₅тель 7, делитель 8 частоты, триггер 9, коммутатор 10, генератор 11 опорной частоты, делитель 12 частоты.The digital frequency meter contains a one-shot 1, trigger 2, key 3, trigger 4, key 5, counter 6, generator ₄₅ , frequency divider 8, trigger 9, switch 10, reference frequency generator 11, frequency divider 12.

На диаграммах обозначены: 13 - импульсы сигнала на выходе формировате- ₃θ ля 7; 14 - напряжение на выходе триггера 2; 15 - напряжение на выходе триггера 4; 16 - напряжение на выходе триггеба 9; I7 - импульсы опорной частоты на выходе коммутатора 10. ,On the diagrams are indicated: 13 - signal pulses at the output of the formative - ₃ θ for 7; 14 - voltage at the output of trigger 2; 15 - voltage at the output of trigger 4; 16 - voltage at the output of the trigger 9; I7 - pulses of the reference frequency at the output of the switch 10.,

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

На клемму Запуск в момент времени to поступает сигнал запуска и точно равна одному периоду частоты следования сигнала.A start signal is received at the Start terminal at time to and is exactly equal to one period of the signal repetition rate.

Выходной импульс триггера 9 управляет коммутатором I0 таким образом, что при отсутствии импульса на вход делителя 8 частоты поступают импульсы опорной частоты непосредственно с выхода генератора 11 опорной частоты, а при воздействии импульса через делитель 12 частоты. Таким об-, разом, на выходе коммутатора 10 (диаграмма 17) частота опорных импульсов сказывается переменной, т.е. уменьшенной в два раза (% /2) на интервале первого периода сигнала и номинальной (^j) в остальное время.The output pulse of trigger 9 controls the switch I0 in such a way that, in the absence of a pulse, the pulses of the reference frequency directly come from the output of the reference frequency generator 11 to the input of the frequency divider 8, and when the pulse is exposed through the frequency divider 12. Thus, at the output of the switch 10 (diagram 17), the frequency of the reference pulses affects the variable, i.e. halved (% / 2) in the interval of the first signal period and nominal (^ j) the rest of the time.

S течение первого периода сигнала для формирования интервала измерения на вход делителя 8 частоты поступает на (f₀-T_c)/2 импульсов опорной частоты меньше за счет деления опорной часто5 ты в делителе 12. Для сохранения заданного количества импульсов, необходимого для наполнения делителя 8 частоты, происходит приращение интервала измерения Т_п на величину T_rt/2, а поскольку первый импульс сигнала счетчиком 6 не регистрируется, приращение интервала эквивалентно его сдвигу, при этом погрешность дискретности уменьшается Таким образом, ровом частотомере измерений частоты уменьшения ошибки этом форма колебаний вдвое.S during the first period of the signal for the formation of the measurement interval at the input of the frequency divider 8, it arrives at (f ₀ -T _c ) / 2 pulses of the reference frequency are less due to the division of the reference frequency 5 in the divider 12. To maintain a given number of pulses required to fill the divider 8 frequency, the increment of the measurement interval T _p by the value of T _rt / 2, and since the first pulse of the signal by the counter 6 is not recorded, the increment of the interval is equivalent to its shift, while the discreteness error decreases Thus, often Tomere measuring the frequency of error reduction by this waveform doubles.

в предлагаемом цифповышена точность сигналов за счет дискретности, при , частота которых измеряется, не влияет на величину погрешности измерения, а сдвиг интервала измерения происходит с пре'цизионной точностью при любой частоте синусоидальных и импульсных сигналов, т.е. весьма простыми техническими средствами^погрешность цифровых частотомеров .может быть уменьшена вдвое, что очень важно на практике, особенно при ограниченном времени измерения.in the proposed one, the accuracy of the signals is increased due to the discreteness, at, the frequency of which is measured, does not affect the measurement error, and the shift of the measurement interval occurs with precision accuracy at any frequency of sinusoidal and pulse signals, i.e. by very simple technical means ^ the error of digital frequency meters can be halved, which is very important in practice, especially with a limited measurement time.

840757· 6 тор, первый основной триггер, второй ключи второй основной триггер, выход которого подключен к второму входу первого ключа и к входу основного делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом первого основного триггера и с вторым входом второго основного триггера, выход формирователя импульсов.подключен к второму входу второго ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены дополнительный делитель частоты и последовательно соединенные дополнительный триггер и коммутато5р, второй вход которого подключен к входу дополнительного делителя частоты й к выходу генератора опорной частоты, при этом третий вход коммутатора соединен с делителя частоты, второй выход основного делителя частоты подключен к четвертому входу коммутатора, первый вход дополнительного триггера соеди-. нен с вторым входом первого ключа, а второй вход основного триггера подкхвочен к входу счетчика импульсов.840757 · 6 torr, the first main trigger, the second keys the second main trigger, the output of which is connected to the second input of the first key and to the input of the main frequency divider, the output of which is connected to the second input of the first main trigger and to the second input of the second main trigger, pulse former output .connected to the second input of the second key, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, an additional frequency divider is introduced into it and an additional trigger and switch 5p are connected in series, the second input to orogo connected to the input of additional frequency divider to the output of the second reference oscillator, the third input switch connected to the frequency divider, the second output of the main frequency divider is connected to a fourth input of the switch, the first input of the additional flip-flop soedi-. nen with the second input of the first key, and the second input of the main trigger is connected to the input of the pulse counter.

выходом дополнительногоadditional output

Claims

(54) DIGITAL FREQUENCY METER The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy by shifting the measurement interval by half the period of the studied oscillation when measuring the frequency of signals of complex shape. This goal is achieved by the fact that in a digital frequency meter containing a main frequency divider, a reference frequency generator, a serially connected pulse generator, a first key and a pulse counter, serially connected one-oscillator, a first main trigger, a second key and a second main trigger, the output of which is connected to the second the input of the first key and the input of the main frequency divider, the output of which is connected to the second input of the first main trigger and the second input of the second main trigger, the output of the driver and The pulses are connected to the second input of the second key, an additional frequency divider and serially connected additional cable and switch are introduced, the second input of which is connected to the input of the additional frequency divider and to the output of the reference frequency generator, while the third input of the switch is connected to the output of the additional the frequency divider, the second output of the main frequency divider is connected to the fourth input of the switch, the first input of the additional trigger is connected to the second input of the first key, and the second input of the main The trigger is connected to the input of the pulse counter. FIG. 1 schematically shows a digital frequency counter; on f11g. 2 - diagrams for the operation of the device. Digital frequency meter contains one vibrator 1, trigger 2, key 3, trigger 4, key 5, counter 6, driver 7, frequency divider 8, trigger switch 10, reference frequency generator 11, frequency divider 12. The diagrams show: 13 - the pulse of the signal at the output of a formate l 7; 14 - the voltage at the output of the trigger 2; 15 - voltage at the output of the trigger 4; 16 - voltage at the output of the trigger 9; 17 - reference pulses at the output of the switch 10. The device operates as follows. A start signal is received at the Start terminal at time to and 7 turns on one-shot 1, which triggers and starts trigger 2, the latter overturns (diagram 14 and opens key 3. The input signal pulses generated by driver 7 are from an input oscillation (diagram 13) through the public key 3 is fed to the first input of the trigger 4, which is overturned by the first pulse of the signal (diagram 15) and opens the key 5. The signal pulses through the open KJB04 5 arrive at counter 6 and are recorded starting from the second pulse The first pulse after the moment tg is not registered (it is inadequate, since the beginning of the pulse from the trigger code 4 is shifted due to a delay in the key 3 and trigger 4. The pulse from the output of trigger 4 has a leading edge affecting the frequency divider 8, setting it to the initial (zero ) state. The division factor of the frequency divider 8 determines the duration of the measurement interval, therefore, from the moment of its installation, the measurement interval begins. In addition, the output pulse of the trigger 4 overturns the trigger 9, which is returned to its initial state by the first pulse of the signal passing through the key 3, i.e. the second impulse after the launch moment tQ. As a result, a pulse appears at the output of flip-flop 9 (diagram 16}, the duration of which is exactly equal to one period of the signal following frequency. The output pulse of flip-flop 9 controls the switch 10 so that, in the absence of a pulse, the reference frequency directly arrives at the input of the frequency divider 8 from the output of the reference frequency generator 11, and when subjected to a pulse through a frequency divider 12. Thus, at the output of switch 10 (diagram 17), the frequency of the reference pulses is variable, i.e. reduced by two times for (% / 2) in the interval of the first signal period and nominal () for the rest of the time. During the first period of the signal to form the measurement interval, the input of the divider 8 frequency is less (fQT) / 2 frequency reference pulses due to the division of the reference frequency in divider 12. In order to preserve the specified number of pulses necessary to fill the frequency divider 8, the measurement interval T is incremented by an amount, and since the first pulse of the signal by counter 6 is not recorded, increasing the interval is equivalent to its shift, however, the discretization error is halved. Thus, in the proposed digital frequency meter, the accuracy of frequency measurements of the signals is improved by reducing the error of discontinuity, because this waveform, whose frequency is measured, does not affect the magnitude of the measurement error, and the shift of the measurement interval occurs with precision at any frequency sinusoidal and pulse signals i.e. very simple technical means the accuracy of digital frequency meters. can be reduced by half, which is very important in practice, especially with limited measurement time. DETAILED DESCRIPTION A digital frequency meter comprising a main frequency divider, a reference frequency generator, a serially connected pulse generator, a first key and a pulse counter, a serially connected one-shot, the first main trigger, a second key and a second main trigger, the output of which is connected to the second input of the first key and the input of the main frequency divider, the output of which is connected to the second input of the first main trigger and the second input of the second main trigger, the output of the pulse generator Connected to the second input of the second key, characterized in that, in order to improve measurement accuracy, an additional frequency divider and serially connected additional trigger and commutator are introduced into it, the second input of which is connected to the input of the additional frequency divider and to the output of the reference frequency generator , while the third input of the switch is connected to the output of the additional frequency divider, the second output of the main frequency divider is connected to the fourth input of the switch, the first input of the additional trigger oedi-. It is not connected with the second input of the first key, and the second input of the main trigger is connected to the input of the pulse counter. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR 451962, cl. GOlTi 23/02, 05.02.73. 2. Ermolov R.S. Digital frequency meters. L., Energie, 1973, p. 7, fig. I-

2. I 1 I I I I I

14

01

IS

F

Ti + Ge / g

sixteen

Gs

s / g I

17

4z

FIG. 2