Устройство для измерения частотных параметров электрических сигналов

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Может быть использовано для измерения периода отклонения частоты от номинального значения при наличии флуктуационных помех. Цель изобретения - з прощение устройства и расширение функциональных возможностей - достигается путем цифрового измерения отклонения частоты от номинального значения, формирования временных интервалов обратно пропорциональных измеряемой частоте, заполнения их счетными импульсаьш и вычитания полученного числа импульсов , соответствующих длительностям временных интервалов, пропорциональных периоду номинальной частоты. Устройство содержит входную шину 1. входной формирователь 2, элементы. И 3 и 6, Счетчик 4 импульсов, шину 5 эталонной частоты, формирователь 7 кодов множителей, группу элементов И 8, накапливающий сумматор 9, шину 10 выхода знака отклонения частоты, информационные выходы 11 и шину 12 выхода Конец измерения. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (50 4 G 01 R 23/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flQ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

И ASTOPCHOIVIV С8ИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3382346/24-21 (22) 06.01.82 (46) 30.01.87. Бюл. Ф 4 (72) Н.К.Темкин (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 892332, кл. G 01 .R 23/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 771563, кл. G 01 R 23/10, 19?8. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Может быть использовано для измерения периода отклонения частоты от номинального значения при наличии флуктуационных помех. Цель изобретения — упрощение устройства и расширение функциональных возможностей — достигается путем цифрового измерения отклонения частоты от номинального значения, формирования временных интервалов обратно пропорциональных измеряемой частоте, заполнения их счетными импульсами и вычитания полученного числа импульсов, соответствующих длительностям временных интервалов, пропорциональных периоду номинальной частоты.

Устройство содержит входную шину 1 входной формирователь 2, элементы.

И 3 и 6, счетчик 4 импульсов, шину

5 эталонной частоты, формирователь 7 кодов множителей, группу элементов И д

8, накапливающий сумматор 9, шину 10 выхода знака отклонения частоты, информационные выходы 11 и шину 12 выхода "Конец измерения".

1287029

Изобретение относится к электраизмерительной технике и может быть использовано для измерения периода и отклонения частоты электрических сигналов от номинального значения при наличии флуктуационных помех.

Цель изобретения — упрощение устройства и расширение функциональных возможностей — достигается за счет того, что обеспечивается цифровое измерение 10 отклонения частоты от номинального значения путем формирования временных интервалов обратно попорциональных .измеряемой частоте, заполнение их счетными импульсами и вычитание из полученного числа импульсов N „ числа

N p, соответствующих длительностям временных интервалов, пропорциональных периоду измеряемой и номинальной частот, причем импульсы заполнения

1 лнтервала времени измерений, состоящего из ряда примыкающих временных интервалов, суммируют с весовыми коэффициентами, изменяемыми в моменть формирования границ примыкающих временных интервалов „и за счет того, что устройство содержит всего один счетчик и один накапливающий сумматор.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 — диаграмма обработки

30 сигналов.

В состав предлагаемого устройства входят входная шина 1, входной формирователь 2, первый элемент И 3, счетчик импульсов 4, шина эталонной частоты 5, второй элемент И 6, формирователь 7 кодов множителей, группа элементов И 8, паканливающий сумматор 9, шина 10 выхода знака отклонения частоты, информационные выходы 11, шина выхода КОНЕЦ ИЗМЕРЕНИЯ 12.

Формирователь ? служит для преобразования поступающих на него от источника сигналов импульсов с частотой

f =f, ë ь F в счетные импульсы для счетчика импульсов 4. Счетные импульсы формируются в моменты времени

t,...,t„,f„ (фиг.7a), при этом моменты времени t,t,...,t,t, являются границами примыкающих временных интер валов (фиг.2б) Т, и <,, с. и Г, и Г,1 и г соответственно. Сумма длительностей примыкающих временных интервалов -,,, ь,..., <. э составляет интервал времени измерений Т„, =Т .

Формирователь счетных импульсов может быть реализован на элементах цифровой техники, например с использованием счетчика импульсов, дешифратора и элемента ИЛИ.

Вход формирователя 2 является сигнальным входом устройства, выход соединен с импульсным входом первого элемента И.

Счетчик импульсов 4 осуществляет подсчет поступающих на .него импульсов.

Выходы разрядов счетчика 4 подключены к входам формирователя 7 кодов множителей. Шина 12, на которой при поступлении и импульсов возникает потенциальный перепад, соединена с управляющими входами первого 3 и второго б элементов И.

Шина 12 является одним из выходов устройства, появление потенциального перепада на шине 12 свидетельствует об окончании измерений.

Формирователь 7 кодов множителей обеспечивает преобразование кодов чисел, вырабатываемых счетчиком 4, в коды весовых коэффициентов Kl;, используемых в устройстве при суммировании длительностей примыкающих временных интервалов.

Выходы формирователя 7 подключены к управляющим входам группы элементов И 8.

Формирователь 7 реализуется в виде кодопреобразователя, преобразующего каждый из наборов входных логических переменных в соответствующий набор выходных логических переменных.

Группа элементов И 8 служит для передачи на разрядные входы накапливающего сумматора 9 кодов весовых коэффициентов при поступлении на импульсные входы элементов И 8 каждого импульса. Выходы элементов И 8 подключены к разрядным входам накапливающего сумматора 8.

Накапливающий сумматор 9 предназначен для суммирования поочередно поступающих на его разрядные входы чисел, представленных параллельным кодом. Выходы разрядов сумматора соеди— нены с информационными выходами 11 устройства; выход, на котором появляется потенциальный перепад при переполнении сумматора, подключен к шине

10 знака отклонения частоты.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик импульсов 4 установлен в ноль, элементы

И 3 и б открыты, в накапливающий сумматор 9 записывается число 1287029 о ном где N„, — число, накапливаемое сумматором в процессе работы устройства в случае равенства измеряемой и номинальной частот.

Формирователь 7 кодов множителей в исходном состоянии устройства вырабатывает код числа, равного нулю. В момент времени t (фиг.2а) формирова- 10 тель 2 вырабатывает импульс, который проходит через открытый элемент И 3 и записывает в счетчик импульсов 4 единицу. Формирователь кодов множителей 7 вырабатывает код числа К,=1, 15

Импульсы с частотой f подаваемые на входную шину 5 устройства, проходят через открытый элемент И 6 и поступают на импульсные входы группы элементов И 8. Так как в данном слу- 20 чае на управляющие входы этой группы элементов И 8 подан код числа К =1, каждый импульс, поступающий на импульсные входы элементов И 8, вызывает на выходах этих элементов кода числа

К,=1. Следовательно, начиная с момента времени t накапливающий сумматор просто суммирует импульсы, поступающие на шину 5. Поэтому в интервале с,! (фиг.2б) в накапливающем сумматоре образуется число N,, пропорциональное длительности этого интервала.

В момент времени произходит запись еще одной единицы в счетчик 4, формирователь 7 вырабатывает код чис- 35 ла К =2 и поэтому в интервале с в накапливающем сумматоре к числу N, прибавляется число Н, пропорциональное удвоенному значению длительности этого интервала. 40

Аналогичный процесс повторяется до момента времени t, после которого формирователь кодов множителей начинает вырабатывать коды не возрастающих более значений К . В момент време-45 ! выработано значение кода Кб=К =

=5 далее Кт=4 К8=3 К --2, К„=1.

Таким образом, к моменту времени

ttö в накапливающий сумматор вписано число 50 и„= (з,)к, f

При отсутствии флуктуационных помех все интервалы а; равны между собой и равны

55 а

С где а — число сигнальных импульсов в интервале ;

Поэтому ! т а

N =(Г E К )-----— х эт.,— «. р ном с учетом числа,.записанного в накапливающий сумматор в исходном состоянии, результирующее число импульсов о! 1 1

N =N — - N =af ЕК ре х ном эт ! f +

Если aF<0, на шине 10 также появляется потенциальный перепад.

Если aF>0, на шине 10 потенциальный перепад не возникает.

Таким образом, число импульсов, которое зафиксировано накапливающим сумматором к концу измерительного интервала Т и „ пропорционально hF, а уровень логического сигнала на шине

10 ("0" или " 1") определяет знак отклонения часто гы.

Устройство обеспечивает повышение точности измерений при наличии флуктуационных помех за счет суммирования примыкающих временных интервалов с изменяемыми весовыми коэффициентами.

Временные интервалы обрабатываются не только на границах Т„ „ в моменты времени t t„, но также и в моменты времени t и юх Й q и Су и т д, Устройство при И =0 позволяет измерить и длительность периода входного сигнала. . Устройство содержит всего один счетчик и один накапливающий сумматор и поэтому проще прототипа.

Ф о р м у л а изобретения

Устройство для измерения частотных параметров электрических сигналов, содержащее последовательно соединенные входной формирователь, первый элемент И и счетчик, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом второго элемента И, первый вход которого соединен с входом эталонной частоты, а также накапливающий сумматор, выходы разрядов которого являются выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я

1287029

Составитель В.Новоселов

Техред М.Ходанич Корректор Г.Решетник

Редактор Т.Парфенова

Заказ 771.1/46 Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное.Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 тем, что, с целью упрощения и расширения функциональных возможностей, в него введены формирователь кодов множителей и группа элементов И, при этом разрядные выходы счетчика через формирователь кодов множителей подключены к управляющим входам группы элементов И, объединенные импульсные входы которых подключены к выходу второго элемента И, а выходы группы элементов И соединены с разрядными входами накапливающего сумматора.