Способ измерения частоты

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ, основанный на сравнении временных интервалов между одинаковыми -по порядку с начала измерения импульсами эталонной и измеряемой частот в начале и в конце измерения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых частот при сохранении точности измерения, начальный интервал формируют равным наибольшему ожидаемому суммарному отклонению периодов измеряемой частоты за время измерения.

COOS GOBKTCHHX

MUHIIN

РЕСПУБЛИК ае аи

986 A

Р1 Р 6 01 R 23/00 у ржщ 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ООСР

l5 В ПЮ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автоюснсеа сввдатвъствм

Ьйбл ь .: (21) 3455908/18-21 (22) 23.06.82 (46) 23.05.84. Бюл. У 19 (72) 10.А. Плужников, Е.А. Евсеев и А.Н. Горбунов (53) 621.317(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 620906, кл. С 01 R 23/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3446039, кл. G 01 R 23/ОО, 1982. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ, основанный на сравнении временных интервалов между одинаковыми по порядку с начала измерения импульсами эталонной и измеряемой частот в начале и в конце измерения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых частот при сохранении точности измерения, начальный интервал формируют равным наибольшему ожидаемому суммарному отклонению периодов измеряемой частоты за время измерения.

1093986

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения частоты высокостабильных генераторов опорных колебаний.

Известен способ косвенного измерения частоты высокостабильных генераторов опорных колебаний, например способ измерения частоты, основанный на измерении относительной разности фаз по эталонным сигналам в начале и конце фиксированного временного интервала с последующим расчетом частотной поправки, причем измеренный сигнал преобразуют в опорный сигнал и формируют скорректированный сигнал в виде разности измеренного и опорного сигналов. Скорректированный сигнал используется либо для непосредствен" ного определения веса флуктуационной составляющей ухода временных шкал, либо для определения той части измеренного сигнала, которая определяется систематической составляющей уходов 1 7.

Способ позволяет определять уход частоты контролируемого генератора путем непосредственного измерения разности фаэ между сигналами опорного и контролируемого гейераторов. Однако с увеличением частоты следования сравниваемых сигналов снижается точность измерения фаз, что приводит соответственно к снижению точности измерения частоты контролируемого генератора, т.е. данный способ при1меннм для измерения частоты генераторов, выдающих сигналы с низкой частотой следования.

Известен способ измерения частотных флуктуаций высокостабильных генераторов, согласно которому сравнивают временные интервалы между одинаковыми по порядку с начала измерения импульсами эталонной и измеряемой частот и по значениям разностей смежных измерений определяют частотные флуктуации расчетным путем C 2 ).

Известный способ позволяет вести измерение частоты сигнала по отклонению частоты сигнала от эталонной.

Однако диапазон измеряемых частот относительно узкий.

Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых частот при сохранении точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения частоты, основанному на сравнении временных интервалов между одинаковыми по порядку с начала измерения импульсами эталонной и измеряемой частот в начале и в конце измерения, 5 начальный интервал формируют. равным. наибольше%у ожидаемому суммарному отклонению периодов измеряемой частоты эа время измерения.

Сущность способа заключается в

® следующем.

Из изменяющихся напряжений эталонной f и измеряемой Е„ частот форми» руют йоследовательности импульсов соответственно с периодами следова15 ния

1 1

Т --иТ = Т +AT.

Иэ сформированных импульсов эталонной и измеряемой последовательностей с начала измерения формируют новые последовательности импульсов соответственно с периодами.Т КТиT KT+КаТ, 1 причем Tó 2 4 Tìàêñ где A Т щк — наибольшая ожидаемая вез„ личина отклонения периода

30 измеряемой частоты от периода эталонной частоты;

X.T „ " наибольшее суммарное отклонение периодов из35 меряемой частоты от периодов эталонной частоты эа время измерения t» .

Импульсы измеряемой последовательности формируют относительно импуль40 сов эталонной последовательности с начальным сдвигом t1 =4 Т „ . Отклонение одного периода входйой измеряемой последовательности составляет, hTt, двух периодов - 4Т I + hT2, а

45 суммарное отклонение К периодов равЙ ,но (Т1 + ЬТ2 + ...+ ЬТН) +0T; .

i=-1

Подсчитав количество входйых им5О пульсов И, прошедших эа время измерения й„з, и учитывая, что ЬТ1 йТ2 =

=д TN, получим ) дТ НйТ, tl т йначе AT = 5 ЬТ /М .

1=1

Одинаковые по порядку с начала из- мерения импульсы эталонной и измеряемой последовательностей определяют задающего время измерения t„> По команде блока 3 блок 1 начинает формировать последовательность импульсов с периодом Т

Первый импульс эталонной последовательности Тз поступает на первый з1 вход блока 4, после чего на его выходе формируется начало временного интервала (С2). Поступающий на второй вход блока 4 сдвинутый импульс измеряемой последовательности Т„ формиt рует на выходе блока 4 конец временного интервала (t ).

Блок 5 по команде блока 3 производит измерение первого временного интервала Тн и сохраняет значение результата йзмерения. Через время „,„ блок 5 по команде блока 3 (t4) вновь производит измерение временного интервала Тк (t< 6) и вычитание ре зультатов измерения Т вЂ” Т .

В блоке 6 подсчитывается число импульсов N, прошедших за время от начала Тн до начала Т и вычисляются

Й

Х дт,1=1 величины Т =

Т =Т +Дти

3 и т

Таким образом, в предлагаемом устройстве в соответствии с предло,женным способом осуществляется измерение частоты с высокой точностью измерения в широком частотном диапазоне.

Высокая точность измерения обеспечивается путем вычитания Т < — Т, т.е. погрешности, обусловленные фазовыми сдвигами входных последовательностей, исключаются,иэ конечного реN эультата вычитания

1-1 1

Частотный диапазь* расширен за счет формирования предложенным способом новых последовательностей Т - и

Т„ . Варьируя величинами и э1

Й1 имеется возможность измерять частоту с высокой точностью в заданный отрезок времени в широком частотном диапазоне.

Э 109398 границы временных интервалов. Первый после начала измерения временной интервал Т и первый после конца измерения временной интервал Т„ сравнивают и измеряют разность Тк — T>. Так 5 как границы временных интервалов фор-. мируют одноименные с начала измерения импульсы входных последовательностей, то разность Т„ - Т есть не что иное

Н 10 как суммарное отклонение > и 1=1

t :ьт, = т„- т„, i=-1

Зная величины ь Г и И, опреде- 15 !

4 ляют период измеряемой частоты и

Т„= т, +дт - Т, + .ЕП,,/N э

На фиг.1 приведена блок-схема уст- . ройства, реализующего предложенный способ; на фиг.2 — временные диаграммы работы блоков устройства.

Устройство содержит блок выделе- 25 ния последовательности Т .из иэменяю31 щихся напряжений эталоннои частоты, блок 2 формирования задержки t ©A u последовательности Tö, блок 3 форми"

"1 рования интервала измерения, блок 4 30 формирования временных интервалов, блок 5 измерения разности временных интервалов и блок 6 подсчета импульсов, вычисления и регистрации результата. 35

На фиг. 2 цифрами обозначены выходные сигналы соответствующих элементов, показанных на фиг. 1.

Характерные моменты переключения отмечены временем t„ — 40

Устройство работает следующим образом.

Входнбй эталонный сигнал поступает на вход блока формирования последовательности T> . Входной измеряемый сигнал поступает на вход блока 2 формирования начального сдвига Сзо „и последовательности импульсов с периодом т„.

"1

Начало измерения (момент времени

t„) начинается по команде блока 3, 1093986

° ч

°

Фт

Составитель В. Новоселов

Редактор А, Козориз Техред T,äóáööùù

@ а а

Заказ 3417/36 Тираж 711

Корректор О. Билак

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 ° Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4