Устройство для измерения абсолютного отклонения частоты

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1205050 А (59 4 С 01 R 23/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / - . Ж

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3482473/24-21 (22) 05.08,82 (46) 15.01.86. Бюл. № 2 (72) Ю.А.Ппужников, Е.А.Евсеев и А.Н. Горбунов (53) 621.3 17(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 817599, кл. G 01 R 23/10, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1093986, кл. G 01 R 23/10, 1982. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

АБСОЛЮТНОГО ОТКЛОНЕНИЯ ЧАСТОТЫ, содержащее блок задержки и делитель частоты, подключенные первыми входами к соответствующим входным клеммам устройства, а выходами — соответственно к первому и второму входам триггера, блок формирования интервала измерения, содержащий триггер и счетчик, измеритель разности интервалов, первый вход котоpoFo подключен к .выходу триггера, второй — к выходу блока формирования интервала измерения, а первые выходы измерителя разности интервалов подключены к соответствующим входам цифрового регистратора, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены счетчик, дешифратор и формирователь сброса, вход которого соединен с вторым выходом измерителя разности интервалов, а выход — с входами сброса блока задержки, делителя частоты, счетчиков, триггера, блока формирования интервала измерения и измерителя разности интервалов, другой вход введенного счетчика соединен с вторым выходом делителя частоты, а поразрядные выходы соединены с первыми входами дешифратора, выход которого подключен к входу цифрового регистратора, а вторые входы подключены к разрядным выходам блока формирования интервала измерения, второй вход которого соединен с вторым выходом блока задержки, а третий вход соединен с третьим выходом блока задержки и с третьим входом делителя частоты.

12

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании цифровых измерителей абсолютного отклонения частоты высокостабильных опорных генераторов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет контроля правильности измерения.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — диаграммы работы устройства, когда Ец ) на фиг. 3 — то же, когда Е3 - й; на фиг. 4 — начальный момент работы устройства (в увеличенном масштабе)

Устройство для измерения абсолютного отклонения частоты от номиналь— ного значения содержит блок 1 задержки, делитель 2 частоты, блок 3 формир жевания интервала измерения, триггер 4, измеритель 5 разности интервалов, цифровой регистратор 6, счетчик 7, дешифратор 8, формирователь 9 сброса, первый, второй и третий входы 10, 11 и 12 устройства.

Блок 1 задержки содержит входной формирователь 13,два триггера 14 и 15, элемент И 16,делитель 1 7 частоты. Делитель 2 частоты содержит входной формирователь 18, два триггера 19 и 20, элемент И 21, делитель 22 частоты.

Блок 3 формирования интервала измерения содержит счетчик 23 и триггер 24.

Измеритель 5 разности интервалов содержит формирователь 25 генератор

26 импульсов, элементы И 27, 28, реверсивный счетчик 29.

Вход формирователя 18 подключен к входу 10 устройства. Первый вход элемента И 27 подключен к генератору 26 импульсов, а выход — к входу суммирования реверсивного счетчика

29, выходы которого соединены с информационными входами цифрового регистратора 6, знаковый вход которого соединен со знаковым выходом реверсивного счетчика 29.

Вход формирователя 13 подключен к входу 11 устройства, а прямой выход — к первому входу элемента И 16.

Инверсный выход формифователя 13 подключен к входу синхронизации триггера 14, информационный вход которо— го соединен с входом 12 устройства.

Прямой выход триггера 14 соединен

05050 2

В исходном состоянии счетчики

55 7,23, 29 и триггеры 4, 14, 15, 19, 20, 24 находятся в нулевом состоянии, Элементы И 16, 21, 27, 28 закрыты, Формирователь 18 формирует

l5

50 с единичным входом триггера 24 и с единичным мой выход которого соединен с вто— рым входом элемента И 16, выход кото. го соединен со счетным входом делителя 17 частоты, Импульсный выход делителя 17 частоты соединен с единичным входом триггера 4, а потенциальный выход — с информационным входом триггера 19 и со счетным входом счетчика 23.Поразрядные выходы счетчика 23 соединены с первыми И-входами дешифратора 8, выход которого соединен с информационш.м входом регистратора 6, а вторые N-входы — с поразрядными выходами счетчика 7.Счетный вход счетчика 7 соединен с потенциальным выходом делителя 22 частоты, импульсный выход которого подключен к нулевому входу триггера 4, прямой выход которого подключен к тактовому входу формирователя 25 по фронтам, J информационный вход которого соединен с прямым выходом триггера 24, а первый выход — с входом элемента И

27, другой вход элемента И 27 соединен с выходом генератора 26 импульсов и с первым входом элемента И 28, выход которого подключен к входу вы- . читания реверсивного счетчика 29.

Второй вход элемента И 28 подключен к второму выходу формирователя

25 по фронтам и входу формирователя 9 сброса. Выход формирователя 9 сброса подключен к нулевым установочным входам счетчико» 7, 23 и 29, к нулевым установочным входам дели— телей 17 и 22 частоты, к нулевым входам триггеров 4, 14, 15, 19, 20 и 24. Вход синхронизации триггера

19 соединен с инверсным выходом формирователя 18, а прямой выход с единичным входом триггера 20, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И 21, второй вход которого соединен с прямым выходом формирователя 18. Выход элемента И 21 соединен со счетным входом делителя 22 частоты.

Устроиство работает следующим образом.

12050 из входной измеряемой частотной последовательности импульсы измеряемой частоты, формирователь 13 иэ входной эталонной частотной последовательности формирует импульсы эталонной частоты. На выходах

Ъ формирователей формируются прямые и инверсные импульсы. Генератор 26 вырабатывает импульсы с частотой следования f, выбираемой в зависимости от величины отклонения измеряемой частоты от эталонной и от точности измерения этого отклоне10 ния.

30

В момент первого переполнения делителя 17 частоты на его потенциаль- 55 ном выходе формируется низкий уровень, при этом в счетчик 23 записывается 1, а на импульсном выходе деПо приходу команды ПУСК и по заднему фронту импульса инверсного выхода формирователя 13 (момент времени t, фиг. 2, 3 и 4) триггер 14 устанавливается в единичное состояние и высокий уровень прямого выхода триггера 14 устанавливает триггеры

15, 24 в единичное состояние. По окончании команды ПУСК и по заднему фронту импульса инверсного выхода формирователя 13 (tq, фиг.4) триггер 14 возвращается в исходное состояние. Переключаясь, триггер 24 подготавливает формирователь 25 для прохождения первого тактового импульса на первый выход формирователя

25. Переключаясь, триггер 15 открывает элемент И 1 6 для прохождения импульсов эталонной частоты на счетный вход делителя 17 частоты. Делитель 17 частоты заполняется импульсами эталонной частоты, и в момент переключения последнего разряда делителя 17 частоты на его потенциальном выходе появляется вы- 40 сокий потенциал (tq ), который дает разрешение на установку триггера 19 в единичное состояние. По заднему фронту импульса инверсного выхода формирователя 18 триггер 19 устанавливается в единичное состояние и высокий уровень прямого выхода триггера 19 устанавливает триггер 20 в единичное состояние (t ). Переключаясь триггер 20 Откр ет элемент 50

И 21 для прохождения импульсов из меряемой частоты на счетный вход делителя 22 частоты.

4 лителя 17 частоты (t ) формируется короткий импульс, устанавливающий триггер 4 в единичное состояние. Переключаясь, триггер 4 формирует на тактовом входе формирователя 25 передний фронт тактового импульса.

При этом на первом выходе формирователя 25 появляется высокий потенциал, который открывает элемент

И 27 для прбхождения импульсов частоты f на суммирующий вход счетчика 29. Счетчик 29 накаливает импульсы с частотой f

В момент первого переполнения делителя 22 частоты на его потенциальном выходе формируется низкий уровень, при этом в счетчике 7 записывается 1, а на импульсном выходе делителя 22 частоты формируется короткий импульс, устанавливающий триггер 4 в исходное (нулевое) состояние (t6 ) ° Переключаясь триггер 4 формирует задний фронт первого тактового импульса на тактовом входе формирователя 25. При этом на первом выходе формирователя

25 появляется низкий потенциал, закрывающий элемент И 27, счет импульсов счетчиком 29 прекращается.

В дальнейшем тактовые импульсы, формируемые триггером 4 на входе формирователя 25, на первый выход не проходят. Счетчик 7 накапливает импульсы измеряемой частоты, а счетчик 23 — эталонной. Счетчик 23 задает время измерения и по истечении этого, времени на выходе счетчика

23 (tq ) появляется импульсный сиг-. нал, переключающий триггер 24 в исходное состояние.

При этом на выходе 24 устанавливается низкий уровень, а формирователь 25 настраивается на пропускание тактового импульса на второй выход. Первый после переключения триггера 24 тактовый импульс проходит на второй выход формирователя 25, при этом на время действия тактового импульса открывается эле-. мент И 28 для прохождения импульсов частоты К на вычитающий вход счетчика 29, По окончании тактового импульса счет прекращается и в счетчике 29 фиксируется разность между длительностью импульса, прошедшего в начале измерения, и длительностью импульса, прошедшего в конце,измерения. Полученный результат измерения и знак отклонения фиксируется в циф1205050 где Тц аТ

S ровом регистраторе 6. Для удобства вычислений время измерения задается кратным 10", где п 1,2,3,..., и зависит от величийы отклонения измеряемой частоты от эталонной и от точности измерения этого отклонения.

После прихода очередного импульса на вход счетчика 23 в первом и в последнем разрядах будут зафиксированы 1, а в остальных — О, при этом 10 в счетчике 7 во всех разрядах, кроме последнего, должны быть О. Только при этом условии на выходе дешифратора 8 появится импульсный сигнал, фиксирующийся в регистраторе 6 и 15 свидетельствующий о правильности измерения, Отсутствие сигнала на выходе дешифратора 8 говорит о том, что величина отклонения измеряемой частоты от эталонной больше предельно 2О допустимой.

После окончания импульса на втором выходе формирователя 25 на входе формирователя 9 вновь появляется низкий уровень, при этом на выходе формирователя 9 через время, превышающее период перерасчета делителя 17, формируется импульс сброса, устанавливающий устройство в исходное состояние. ЗО

Параметры элементов устройства должны удовлетворять следующему соотношению

L T> ) 2а T sc N м где L — основание системы пересчета делителей 17 и 22 (если делители частоты 17,22 десятичные, то L = 10);

М - разрядность делителей 17 и

22 частоты;

Тз — период следования импуль сов эталонной частоты;

ЬТ,цц — наибольшая величина отклонения периода измеряемой частоты от эталонной;

N — емкость счетчика 23.

Длительность первого импульса, формируемого на первом выходе формирователя 25, определяется параметрами элементов устройства и практически не зависит от величины отклонения измеряемой частоты от эталонной, а длительность импульса, формируемого на втором выходе формирователя 25, зависит от величины и знака и отклонения измеряемой частоты от эталонной. Измеряемые величины находятся в следующем соотношении: период следования импульсов измеряемой частоты; величина отклонения периода измеряемой частоты от эталонной; длительность импульса в начале измерения (начальный интервал); длительность импульса в конце измерения (конечный интервал); период следования импульсов генератора 26, обуславливающий погрешность измерения.

12050 0

r1 т?

Фиг S

I и-t

f7-1

22-1

n-s ж

Пуск

67 св r 24 5 б

1205050

Ь ф1 ЕР иг.

Составитель В. Новоселов

Техред М,Кузьма Корректор С. Черни

Редактор И. Рыбченко

Заказ 8522/46 Тираж 747

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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