SU991325A1 - Устройство измерени частоты - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ:ЧАСТОТЫ . ,1 Изобретение относитс  к измеригельной и импульснойтехнике и может быть использовано дл  измерени  частоты периодических сигналов. Известно устройство измерени  час тоты, содержащее генератор эталонной частоты, формирователи импульсов эталонной и измер емой частот, ключи триггер управлени , схему совпадени  счетчики импульсов эталонной и измер емой частот, делитель частоты Cl. Однако это устройство допускает возможность переполнени  счетчиков импульсов или же определение частоты по недостаточному количеству подсчитанных импульсов при произвольном коэффициенте делени  делител  частоты. Кроме того, произвольный выбор импуль сов совпадений из разных пакетов не  вл етс  оптимальным с точки зрени  обеспечени  высокой точности во всем диапазоне измерени  измер емых частот В области больших расстроек точность измерени  значительно ниже, чем точность измерени  при близких значени х частот сравниваемых последовательностей . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство измерени  частоты, содержащее генератор эталонной частоты, формирователи импульсов эталонной и измер емой частот, ключи, схему совпадени , . счетчики импульсов эталонной и изме-. р емой частот и -триггер управлени , один из входов которого подключен к выходу счетчика эталонной частоты. В нем регистрируютс  совпадени  импульсов эталонной последовательности и последовательности импульсов неизвестной частоты, формируетс  вре- . менной интервал между импульсами совпадений , подсчитываетс  число импульсов эталонной и неизвестной частот, попавших в сформированный интервал между совпадени ми 2. Однако выбор совпадений в известном устройстве не  вл етс  оптимальным , из-за чего возможна потер  точности измерени . Цель изобретени  - увеличение точности измерени  частоты. Поставленна  цель достигаетс  тем, .что в устройство измерени  частоты, содержащее генератор эталонной частоты , два ключа, счетчики импульсов эталонной и измер емой частот, триггер управлени  и формирователь импульсов измер емой частоты, вход которого соединен с входной шиной устройства.

выход генератора эталонной частоты соединен с входом первого ключа и первым входом элемента И, второй вхо которого подключен к выходу формировател  измер емой .частоты и входу второго ключа, управл ющий вход кото рого соединен с управл ющим входом первого ключа и выходом триггера управлени , выходы первого и второго ключей соединены соответственно со счетными входами счетчика импульсов эталонной частоты и счетчиком импульсов измер емой частоты, выход счетчика импульсов эталонной частоты подключен к первому входу триггера управлени , введены элемент ИЛИ и m каналов, в каждый из которых введены счетчик канала, регистр, дешифратор, блок сравнени  кодов, первый и второй вспомогательные ключи, при этом в каждом канале выход счетчика канал а соединен с кодовым входом регистра и первым входом блока сравнени  кодов, второй вход которого соединен с входом дешифратора и выходом регисра , выход блока сравнени  кодов соединен с управл ющим входом первого вспомогательного ключа, а выход деширатора соединен, с управл ющим входом второго вспомогательного ключа, в каждом канале, начина  с второго, управл ющие входа счетчика канала, регистра и импульсные входы вспомогательных ключей соединены между собой и подключены к выходу первого вспомогательного ключа предыдущего канала, а управл ющие входы счетчика канала, регистра и импульсные входы вспомогательных ключей в первом канале соединены между собой и подключены к выходу элемента И, импульсные входы каждого счетчика канала соединены с выходом генератора эталонной частоты, выходы вторых вспомогательных ключей каждого канала и первого вспомогательного ключа последнего :канала соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу триггера управлени ,

На фиг.1 представлена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временна  диаграмма, по сн юща  его работу.

Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты, формирователь 2 импульсов измер емой частоты, элемент И 3, триггер 4 управлени , первый и второй ключи 5 и. б, счетчик 7 импульсов эталонной, частоты, счетчик 8 импульсов измер емой частоты, элемент ИЛИ 9, m каналов, в каждый из которых входит счетчик 10 канала, регистр 11, блок 12 сравнени кодов, дешифратор 13, первый и второй вспомогательные ключи 14 и 15.

Внутри каждого канала выход счетчика 10 соединен с кодовым входом регистра 11 и первым входом блока 12 сравнени  кодов. Второй вход блока

12соедин етс  с входом дешифратора

13и выходом регистра 11. Выход блока 12 сравнени  кодов соедин етс  с управл ющим входом первого вспомогательного ключа 14. Выход дешифратора

13соедин етс  с управл ющим входом первого вспомогательного ключа 15. Управл ющие входы счетчика 10, регистра 11 внутри каждого канала, начина  с второго, соединены между собой и с импульсными входами первого и второго вспомогательных ключей

14и 15, а затем соедин ютс  с выходом первого вспомогательного ключа 14 предыдущего канала. Аналогичные входы счетчика 10, регистра 11, первого и второго вспомогательных ключе

14и 15 первого канала соединены между собой и с выходом элемента ИЗ Выходы вторых вспомогательных ключей

15каждого канала, а также выход первого вспомогательного ключа 14 последнего канала соедин ютс  с соответствующими им входами элемента ИЛИ 9. Выход генератора 1 эталонной частоты соедин етс  с импульсными входами счетчиков 10 всех каналов, с первым входом элемента И 3 и импульсным входом первого-ключа 5. Выход формировател  2 импульсов соединен

с вторым входом элемента И 3-и импулсным входом второго ключа б. На вход формировател  2 поступает сигнал измер емой частоты. Выход элемента ИЛИ соедин етс  с вторым входом триггера 4 управлени , выход которого соедин етс  с управл ющими входами первого второго ключей 5 и б. Первый вход триггера 4 соединен с выходом счетчика 7. Выход первого ключа 5 соединен со счетным входом счетчика 7, а выход второго ключа б соединен со. счетным входом счетчика 8.

Устройство работает следующим образом .

В каждом канале счетчики- 10 канала подсчитывают поступающие на их импульсные входы импульсы с генератора эталонной частоты между моментами прихода импульсов на управл ющие входы счетч Гков 10, регистров 11 и импульсные входы первого и второго ключей 14 и 15. В момент прихода импульса на управл ющий вход счетчика 10 его состо ние фиксируетс . Блок 12 сравнени  кодов сравнивает код счетчика 10 и код регистра 11. Если в этот момент код счетчика 10 больше (или меньше) кода регистра 11, то блок 12 открывает первый вспомогательный ключ 14 и пропускает импульс поступающий в это врем  на его импульсный вход. Одновременно дешифратор 13 анализирует код регистра 11 и если он больше заданного значени  N-; , то дешифратор 13 открывает второй

в&помогательный ключ 15 и пропускает импульс, поступаювдай на импульсный вход этого ключа. По окончании действи  импульсов (например, по. их заднему фронту), поступающих на управл ющие входы счетчика 10 и регистра 11, содержимое счетчика 10 переписываетс  в регистр 11, а сам счетчик обнул етс . После этого процесс повтор етс .

Таким образом, в каждом канале имеет место преобразование вход щей последовательности импульсов, поступающей в него на управл ющие входы счетчика 10 и регистра 11, а также импульсные входы первого и второго вспомогательных ключей 14 и 15. На выходе первого вспомогательного -ключа 14 формируетс  нова  последовательность , состо ща  из тех импульсов вход щей последовательности, которые образуют начальные (или конечные ) границы таких интервалов между ближайшими импульсами этой последовательности , длительность которых больше (или меньще ) длительности предшествующих им аналогичных интервалов . Нова  последовательность выбранных импульсов поступает в следующий канал. .При этом, дл  первого канала вход щей  вл етс .последовательность импульсов совпадений, сформированна  элементом И 3 из совпадающи импульсов эталонной частоты f, и неизвестной частоты fx , поступающих на ее первый и второй входы, соответствен но, с выходов, генератора 1 и формировател  2. В свою очередь, последовательность импульсов, выбранна  в первом канале через его первый вспомогательный ключ 14, поступает во второй канал и уже дд  него  вл етс  вход щей и т.д.

Очевидно, что временной интервал между импульсами каждой новой после ,овательности больше, чем интервал между импульсами вход щей последовательности , из которой формируетс  нова . Поэтому в части каналов, начина  с того, дл  которого временные интервалы между импульсами вход щей последовательности достаточно велики , коды дешифраторов 13 будут превышать заданное значение N. В этих каналах помимо преобразовани  вход щие последовательности пропускаютс  через вторые вспомогательные ключи 15 на соответствующие входы элемента или 9, а через него - на второй вход триггера 4 управлени . Если ни в одном из каналов вторые вспомогательные ключи 15 не будут открыты то на элемент ИЛИ 9 и через него на триггер 4 будут поступать импульсы с выхода первого вспомогательного ключа 1.4 последнего канала.

Триггер 4 по первому пришедшему на его второй управл ющий вход им-

пульсу открывает, а по j-му закрывает первый и второй ключи ,5 и 6, причем j-му импульсу предшествует сигнал, поступающий на первый вход триггера 4 и сигнализирующий о превышении содержимого счетчика импульсов этсшонной частоты некоторого значени . В сформированном интервале счетчик 7 подсчитывает число N импульсов эталонной последовательности,

проход щих через первый ключ 5, а счетчик 8 - число N. импульсов последовательности измер емой частоты, проход щих через второй ключ б. Причём первылш подсчитанными счетчиками 7 и 8 импульсами  вл ютс  импульсы , следующие непосредственно за теми совпавшими на входах элемента И 3 импульсами, которые вызвали по вление первого импульса на выходе элемента

9 или с i-го канала. По подсчитанным .значени м рассчитываетс  неизвестна  Частота fx

N;

fx -j;ffn- -

Работа устройства по сн етс  с помощью диаграммы, на которой последо- вательности разбиты на участки. Импульсы эталонной последовательности, назовем ее первой, с периодом изображены на трех участках и, г, (фиг.2). Дл  удобства определени  импульсы эталонной пос едовательности пронумерованы, при этом в начале каждого участка показаны импульсы, наход щиес  в конце предыдущегхз участка. Аналогичным образом на участках Б,э, 3 (фиг.2) представлены импульсы второй последовательности с периодом TX I/ XСовпадени  импульсов первой и второй последовательностей образуют последовательность импульсов совпадений.

Импульсы совпадений группируютс  в пакеты. Временные интервалы между импульсами , вход щими в пакеты, равны Т , т.е. величине периода первой по.следовательности. Между пакетами

образуютс .интервалы, имеющие длительность , превышающую величину 2Тз. Это позвол ет в первом канале из исходной последовательности совпадений выделить либо первые, либо последние импульсы пакетов импульсов совпадений , так как эти импульсы образую границы интервалов, длительность которых отличаетс  от.длительности соседних с ним интервалов. В частности на диаграмме это импульсы с номерами

0,4,8,11,15,18 и 22.

Claims (1)

1.Авторское свидетельство СССР № 409149, кл. G 01 R 23/10, 1974.

2,Авторское свидетельство СССР

451962, кл. G 01 R 23/02 (прототип)

№