Частотомер

 

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники . Целью изобретения является повьшён е точности измерения частоты гармонического сигнала .за время обращения меньше периода и расширение частотного диапазона. Для этого в частотомер, содержащий генератор 1 квантующих импульсов и ключ 10, дополнительно введены: делитель 2 частоты, два формирователя 3 и 7 импульсов , блоки 4 и 5 измерения фазы, вычитатель 6, преобразователь 8 время - напряжение и делитель 9 напряжения . Кроме того, каждый из блоков 4 и 5 содержит фазовращатель на 90 , делитель напряжения, блок вычисления арктангенса и блок выборки и хранения . Фун1 циональная схема этих блоков приводится в описании изобретения. Напряжение, пропорциональное фазе о измеряемого сигнала, хранится в блоке выборки и хранения и подается на О) выход блока измерения фазы по управляющему импульсу, поданному на управляюпщй вход этого блока. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. ND СО 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК бР 4 С 01 R 23/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3806140/24-21 (22) 29. 10. 84 (46) 30.11.86. Бюл. Н- 44 (71) Омский политехнический институт (72) В.А. Киржбаум, И.Д. Золотарев, В.Г. Мельников и И.А. Щуров (53) 621.317 (088.8) (56) Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. Киев. Вища школа, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У .920551, кл. G 01 R 23/00, 1982. (54) ЧАСТОТОМЕР (57) Изобретение относится к области информационно-измерительной техники. Целью изобретения является повышение точности измерения частоты гармонического сигнала .за время обращения меньше периода и расширение частотного диапазона. Для этоÄÄSUÄÄ 1273830 А1

ro в частотомер, содержащий генератор 1 квантующих импульсов и ключ 10, дополнительно введены: делитель 2 частоты, два формирователя 3 и 7 импульсов, блоки 4 и 5 измерения фазы, вычитатель 6, преобразователь 8 время — напряжение и делитель 9 напряжения. Кроме того, каждый из блоков

О

4 и 5 содержит фазовращатель на 90 делитель напряжения, блок вычисления арктангенса и блок выборки и хранения. Функциональная схема этих блоков приводится в описании изобретения.

Напряжение, пропорциональное фазе измеряемого сигнала, хранится в блоке выборки и хранения и подается на выход блока измерения фазы по управляющему импульсу, поданному на унравляющий вход этого блока. 1 s.n. ф-лы, 3 ил.

1273830!

Входом каждого из блоков 4, 5 измерения фаз является вход фазовраща- 50 теля 11 на 90, соединенный с одним из входов делителя 12 напряжений, другой вход которого соединен с выхоо дом фазовращателя 11 на 90, а выход через блок 13 вычисления арктангенса .SS соединен со входом блока 14 выборки хранения, выход и вход управления которого являются соответственно выИзобретение относится к информационно-измерительной технике.

Целью изобретения является повышение точности измерения частоты гармонического сигнала за время обращения меньше периода и расширение частотного диапазона.

На фиг. 1 показана структурная схема частотомера; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы; на 10 фиг. 3 — структурная схема блока измерения фазы.

Частотомер содержит генератор 1 квантующих импульсов, делитель 2 частоты, первый формирователь 3, первый блок 4 измерения фазы, второй блок 5 измерения фазы, вычитатель б, второй формирователь 7, преобразователь 8 время — напряжение, делитель 9 напряжения, ключ 10. 20

Каждый из блоков 4, 5 измерения фазы содержит Фазовращатель 11 на

90, делитель 12 напряжений, блок 13 о вычисления арктангенса, блок 14 выборки хранения.

Выход генератора I квантующих импульсов соединен с входом делителя 2 частоты, выход которого соединен с входами первого и второго формирователей 3, 7 и преобразователя 8 время- З0 напряжение, выход которого соеди. ен со вторым входом делителя 9 напряжений, выход которого через ключ 10 соединен с выходом устройства, управляющий вход ключа 10 соединен с выхо- 55 дом второго формирователя 2 и входом управления второго блока 5 измерения фазы, вход которого является входом устройства и соединен с входом первого блока 4 измерения Фазы, вход уп- 40 равления которого соединен с выходом л первого формирователя 3, при этом выходом первого и второго блоков 4, 5 измерения фазы соединены с соответствующими входами вычитателя 6, выход 45 которого соединен с первым входом делителя 9 напряжений, ходом и входом управления блоков 4, 5 измерения фаэ.

Устройство работает следующим образом.

Входной гармонический сигнал имеет вид

U, (t) = А Sin(,t + Ч,), где А, — амплитуда; и, — частота; Р, — начальная фаза.

U,(t) (фиг. 2, а) подается на вход устройства. С выхода генератора 1 квантующих импульсов на вход делителя 2 частоты с коэффициентом деления К поступают квантующие импульсы U (1) (фиг. 2, б) с периодом повторения Т . На выходе делителя

2 частоты получаются импульсы с длительностью Т, кТ, (фиг.2, в), которые поступают на входы первого и второго формирователей 3 и 7. Формирователь 3 формирует по переднему фронту первый импульс U (t) (фиг.2 r) который поступает на управляющий вход первого блока 4 измерения фазы.

Второй формирователь 7 формирует по заднему фронту второй импульс U (t) (фиг. 2 д), который поступает на управляющий вход второго блока 5 изме-. рения фазы.

В момент поступления управляющих импульсов на управляющие входы блоков 4 и 5 измерения фазы на выходах блоков 4 и 5 измерения фазы получаются сигналы, пропорциональные текущей фазе сигнала

U (t) = M,t,+ ;

U (t) = 1 t +y, где U, (t) — сигнал на выходе первого блока 4 измерения фазы;

И (й) — сигнал на выходе второго

2 блока 5 измерения фазы;

Эти сигналы поступают на входы вычитателя 6, на выходе которого получается сигнал ц, (t,) -ц,(е,)=(ы, t,+ч)-(t +q>)

=u)(t, — t ), который подается на первый вход делителя 9 напряжений. На второй вход делителя 9 напряжений с выхода преобразователя 8 время — напряжение поступает сигнал, пропорциональный t

1 2? в результате чего на выходе делителя з 1273830 4

9 напряжений получается сигнал, соот- ф о р м у л а и э о б р е т е н и я ветствующий измеряемой частоте

>,(t>- t )

t t у и

Отсчет показаний производится после окончания измерения, т.е. после появления импульса в момент времени который открывает ключ 10.

Блоки 4, 5 измерения фазы работа- !О ют следующим образом.

На вход блока измерения фазы подается напряжение

U„(t) = А Sin(M t +V ), 15 где А, — амплитуда; и>, — частота;

Ч, — начальная фаза сигнала.

Это напряжение сдвигается фазовращао телем 11 на 90 в одном из каналов блока измерения фазы. Сигнал на выходе фазовращателя 11 имеет вид

У (t) = А,Соз (и1,С +,) .

Таким образом, на первый вход делителя 12 напряжений поступает сигнал вида

U, (t) = А„Ядп(и3 t + y), а на второй вход — сигнал вида

Uz(t) = А,Cos4d,t +V).

После деления этих двух напряжений сйгнал на выходе делителя 12 на- З пряжений имеет вид

U (t) = - - — --"- — - — = tg(t+ f)

А Sin(w t +v )

9 A„Cos(u3 t + q ) и поступает на вход блока !3 вычисле-4ц ния арктангенса, на выходе которого получается напряжение, пропорциональное текущей фазе измеряемого сигнала.

u(t) =о t +ч,.

Это напряжение хранится в блоке 14 выборки и хранения и подается на выход блока измерения фазы по управляющему импульсу, поданному на управляющий вход блока 14 выборки и хранения.

1. Частотомер, содержащий генератор квантующих импульсов и ключ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения частоты гармонического сигнала за время обращения меньше периода и расширения частотного диапазона,в него введены делитель частоты, первый и второй блоки измерения фазы, первый и второй формирователи, вычитатель, преобразователь время — напряжение и делитель напряжений, при этом вхо" ды блоков измерения фазы являются входом устройства, а выходы подключены к соответствующим входам вычитателя, выход которого соединен с одним из входов делителя напряжений, второй вход которого соединен с выходом преобразователя время-напряжение, вход которого соединен с выходом делителя частоты и входами первого и второго формирователей, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами первого и второго блоков измерения фазы, при этом выход делителя напряжений через ключ соединен с выходом устройства, управляющий вход ключа соединен с выходом второго формирователя, а выход генератора квантующих импульсов соединен с входом делителя частоты.

2. Частотомер по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что блоки измерения фазы содержат каждый фазовращатель на 90, делитель напряжений, блок вычисления арктангенса и блок хранения, выход которого является выходом блока измерения фазы, управляющий вход которого является управляющим входом блока выборки хранения, при этом входом блока измерения фазы является первый вход делителя напряжений и вход фазовращателя на 90, выход которого соединен с вторым входом делителя напряжений, выход которого через блок вычисления арктангенса соединен с входом блока выборки хранения.

1273830 и () иф) 2 РМ2. 2

Составитель Е. Соловьев

ТехредИ.Ходанич Корректор И.

Редактор Н. Швыдкая

Закаэ 6471/42 Тира>к 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4