SU980063A1 - Цифровой измеритель периода - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРИОДА

Изобретение относитс  к радиоизме-. рительной технике и может быть использовано дл  построени  цифровых широкодиапазонных периодомеров.

Известен цифровой измеритель периода электрических сигналов, основанный на счете числа импульсов образцовой частоты за период сигнала TX и содержащий последовательно соединенные формирователь, временный селектор (ключ), соединенный вторым входом с генератором образцовой час-. тоты и цифровой.счетчик С1,

Относительна  погрешность дискретности такого измерител  cAy ttg/T возрастает с ростом частоты, что существенно ограничивает его частотный диапазон.

Известен измеритель периода с усреднением за п периодов сигнала, содержащий последовательно соединенные входное и формирующее устройство, делитель частоты, узел формировани  и управлени  и счетчик импульсов, последовательно соединенные кварцевый генератор, умножитель частоты, формирователь и временной селектор, соединенный вторым входом с узлом формировани  и управлени , а выходом - с счетчиком импульсов 2.

Относительна  погрешность дискретности такого измерител  в режиме усреднени  сЛт ±to/(nT) уменьшаетс  в п рад, однако она зависит в сильной мере от частоты сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  цифровой измеритель периода, содержащий последовательно соединенные фор10 мирователь с инвертором, первый элемент совпадений с инвертором, счетчик числа периодов, триггер с раздельными входами, триггер пуска, второй элемент совпадений с инвертором,сое15 диненный с вторым входом триггера с раздельными входами, второй выход которого соединен с вторыми входами первого и третьего элементов совпадений , к которому подключены генера20 тор образцовой частоты и индицируемый счетчик, второй вход триггера пуска через одновибратор соединен с входом Пуск устройства, а второй вход вто .рого элемента совпадений соединен с выходом формировател  с инверто25 ром СЗ.

В устройстве такие элементы, как инверторы и одновибратор не  вл  ютс  принципиально необходимыми. Относительна  погрешность дискрет И врем  кости измерител  измерени  при заданном значении п также существенно завис т от частоты сигналы. Поэтому в широкодиапаэонных измерител х диапазон рабочих частот разбивают на поддиапазоны, гсоторым соответствуют определенные значени  п, кратные 10 , где К - О, 1, 2,.,. Выбор необходимого значени  п, обеспечивающего заданную точность измерени  и допустимые пределы измерени  времени измерени  при работе в широком диапазоне частот, требуют участи оператора. Цель изобретени  - автоматизаци  измерени  периода сигнала в широком диапазоне частот. Указанна  цель достигаетс  тем, что в цифровой измеритель периода, содержащий формирователь импульсов, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов совпадени , выход первого элемента совпадени  подключен к входу счетчик числа периодов, генератор образцовой частоты, выход которого соединен с первым входом третьего элемента сов-падени , выход которого подключен к счетному входу индицируемого счетчика , триггер пуска, первый вход которого подключен к шине Пуск, введены D-триггер и элемент ИЛИ, причем пр  мой выход 0--триггера подключен к вто рым входам первого и третьего элеме тов совпадени , инверсный выход D-триггера соединен с вторым входом второго элемента совпадени , выход которого подключен к одному из входо элемента ИЛИ, выход которого соединен с С входом D-триггера, О-вход ко торого подключен к выходу триггера пуска, второй вход которого соедине с выходом индицируемого счетчика, входы управлени  положени  зап той которого подключены к выходу первого элемента совпаде 1и  и первой группе выходов счетчика числа периодов, вт ра  группа выходов которого и выход первого элемента совпадени  подключ ны к группе входов элемента ИЛИ. На фиг.1 и на фиг.2представлены временные диаграммы, по сн ющие работу предлагаемого устройства. Цифровой измеритель периода содержит формирователь 1 импульсов, элемент 2 совпадени , счетчик 3 чис периодов, элемент ИЛИ 4, генератор образцовой частоты, элемент б совпа дени , индицируемый счетчик 7, триг гер 8 пуска, 0-триггер 9 и элемент 10 совпадени . Измеритель работает следующим об разом. В исходном состо нии счетчики 3 7 и трип-еры 8 и 9 наход тс  в нуле вом состо нии, а элементы 2 и 6 совпадени  закрыты нулевым уровнем пр мого выхода D-триггера 9. По команде Пуск (ФИГ.2Б) триггер 8 пуска устанавливаетс  в единичное состо ние (фиг.2,в) и ближайшим по времени им-, пульсом начала периода сигнала с выхода формировател  1 (фиг.2а), который проходит через открытый элемент 10 совпадени  (фиг.2д) и элемент ИЛИ 4 {фиг.2г), D-триггер 9 также устанавливаетс  в единичное состо ние (фиг.2е), при этом открываютс  элементы 2 и б совпадени . С этого момента начинаетс  цикл измерени . При этом импульсы с выхода генератора 5 образцовой частоты с периодом поступают на индицируемый счетчик 7, заполн   его до определенного объема М, определ ющего базовое врем  измерени  . (Фкг,2), Соответствующий этому объему выход разр да индицируемого счетчика 7 подключен в торому входу триггера 8 пуска и при по влении импульса на этом выходе триггер 8 пуска устанавливаетс  в нулевое состо ние. Конец измерительного цикла определ етс  импульсом переполнени  с выхода ближайшего старшего дес тичного разр да счетчика 3 числа периодов, не заполненного на момент окончани  базового времени измерени  (фиг. 2,3) . Этот импульс проходит через элемент ИЛИ 4 (фиг.2г.) и устанавливает D-триггер 9 в нулевое состо ние (фиг.2|О , что приводит к закрыванию элементов 2 и 6 совпадени . При этом в индицируемом счетчике 7 регистрируетс  код N, соответствующий измер емому периоду сигнала Tx:NT eni(-(o4x)/To , где , 1, 2... к определ етс  номером ближайшего незаполненного на момент окончани  базового времени измерени  старшего дес тичного разр да счетчика 3 числа периодов. Импульс с выхода этого разр да осуществл ет автоматическую ус- . тановку положени  зап той индицируемого счетчика 7. Врем  измерени  равно цзм- измо 10TX- При изменении частоты сигнала; это врем  измен етс  относительно базового значени  в пределах от-1:,,,„, .0 ДО иэм. макс .о . В такое же число раз измен етс  и относительна  погрешность дискретности 1 (to / АИЗМ.О 0, /tvijM.oJ. При ,.о устройство автоматически переходит в режим измерени  по одному периоду сигнала. Конец измерени  в этом случае определ етс  импульсом с выхода элемента 2 совпадени  . Таким образом, введение новых элементов и св зей позвол ет полностью автоматизировать процесс измерени  периода сигнала в широком диапггЗоне частот, уменьшить зависимость времени измерени  и относительной погрешности от частоты сигнала. Так ,о 0,5 с,иэм. 10,5-4,5) с, независимо от частоты входного сигнала .

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Цифровой измеритель периода, содержащий формирователь импульсов, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов совпадени , выход первого элемента совпадени  подключен к входу счетчика числа периодов, генератор образцовой частоты/ выход которого соединен с первым входом третьего элемента совпадени , выход которого подключен к счетному входу индицируемого счетчика, триггер пуска, первый вход которого подключен к шине ПУСК, отличающийс  тем, что, с целью автоматизации измерений в широком диапазоне частот, в него введены D-триггер и элемент ИЛИ, -причем пр мой

   выход D -триггера подключен к вторш4 входам первого и третьего элементов совпадени , инверсный выход D-триггера соединен с вторым входом второго элемента совпадени , выход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ, выход которого соединен с С-входомВ-триггера,D -вход которого подключен к выходу триггера пуска, второй вход которого соединен с выходом индицируемого счетчика, входы управлени  ,положени  зап той которого подключен ы к выходу первого элемента совпадени  и первой группе выходов счетчика числа периодов, втора  группа выходов которого и выход первого элемента совпадени  подключены к группе входов элемента ИЛИ.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.111л ндин В.М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы. М,, Высша  школа, 1973, с.172.
2. 2.Мирский Г.Я.Радиоэлектронные измерени . М. , Энерги , 1975, с.22.3
3. 3.Ермолов Р.С. Цифровые частотомеры . Л., Энерги , 1973, с.37.