Измеритель скорости изменения частоты

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и автоматике . Цель изобретения - повышение быстродействия устройства и расширение диапазона частот исследуемых снг 1алов. В устройство, содержащее формирователь 1 импульсов, для достижения цели введены делитель 2 частоты, генератор 3 эталонной частоты , счетчик 4, блок 5 вычислений, блок 6 управления, блок 7 памяти, шину 8 управления и соответственно новые функциональные связи. В устройстве предусмотрено формирование исследуемых интервалов времени Т, равных одному или m периодам следования входного сигнала. Причем число m может вводиться в устройство через внешнюю шину управления перед каждым циклом измерения,что позволяет автоматизировать работу устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. и динА ts5 00 00 о ю J

СО1ОЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 R 23 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3837329/24-21 (22) 02.01.85 (46) 07,02. 87. Бюл. N 5 (72) А.М. Мурашко (53) 621.3 17(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1068830, кл, G О 1 R 23/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 1100573, кл. G 01 R 23/00, 1984. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ

ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и автоматике. Цель изобретения — повышение быстродействия устройства и расширение диапазона частот исследуе„,SU„„1288620 А1 мых сигналов. В устройство, содержащее формирователь 1 импульсов, для достижения цели введены делитель 2 частоты, генератор 3 эталонной частоты, счетчик 4, блок 5 вычислений, блок 6 управл ния, блок 7 памяти, шину 8 управления и соответственно новые функциональные связи. В устройстве предусмотрено формирование исследуемых интервалов времени Т равных одному или m периодам следования входного сигнала. Причем число m может вводиться в устройство через внешнюю шину управления перед каждым циклом измерения,что позволяет автоматизировать работу устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.! 128862

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и автоматике.

Цепью изобретения является повышение быстродействия устройства и расширение диапазона частот исследуемых сигналов.

1!а фиг.. 1 представлена функциональпая схема предлагаемого устройства; на фнг. 2 — временные диаграм- !О мы работы устройства. устройство содержит формирователь

1 импульсов, делитель 2 частоты,генератор 3 эталонной частоты, счетчик

4, блок 5 вычисления, блок 6 управ- !5 пения, блок 7 памяти, шину 8 управления.

Выход формирователя 1-импульсов через делитель 2 частоты соединен с входом блока 6 управления, первый вы- 20 ход которого поцключен к второму входу счетчика 4, второй выход — к второму входу блока 5 вычислений, третий выход — к третьему входу счетчика 4 и первому входу блока. 7 памяти, четвертый выход — к третьему входу делителя ? частоты, выход генератора 3 эталонной частоты соединен с первым входом счетчика 4, выход счетчика 4 подключен к первому входу блока 5 вы- З0 числений, выход блока 7 памяти соединен с вторым входом делителя 2 частоты и третьим входом блока 5 вычислешш, а второй вход блока 7 памяти— с шиной 8 управления. 35

Работа устройства основана на следующих зависимостях.

Скорость изменения частоты равна производной частоты по времени и может быть определена как 40

Т Т,,NТ"„

Т, т

f аТ=Т-Т э ех ьТ, 2 dT

+ ET - =Т, +

+ьТ=T+ т2 о

Т, = To

Т =Т,.

dt fg f Т2

Т, Т

Т Т где

Т, и

af — изменение частоты;

dt — интервал времени, за который произошло изменение частоты;

f u f — значения частоты имевшие

"2 т место соответственно в наале и в конце интервала времени

Т вЂ” длптельпость соответственно

2 первого и второго из двух соседних периодов, причем

2 т, = 1/f, Т = 1/r-; Т =(Т +Т )/2

Дпя упрощения принимают ттх Т и получают

Из формулы (1) определяют разность длительности двух соседних периодов следования сигналов:

Пусть частота следования входного сигнала из:;еняется с постоянной скоростью, равной f. Тогда при высокой частоте входного сигнала и скорости ее изменения, не превышающей исходного значения этой частоты,можно считать, что в небольших интервалах времени, равных нескольким периодам следования входного сигнала, каждый последующий период отличается от своего прерчдущего на постоянную величину йТ, (фиг, 2).

Такое допущение возможно, посколь ку в течение малых интервалов времени Т изменение частоты будет небольшим и при вычислении разностей Т„, т Т,..., йТ между периодами Т,, Т,, 1 т т 56

Т,...,Т по формуле (2) можно при-

1ять f f, const, rye f — значение частоты, имеющее место в середине интервала времени Т (например, в момент окончания периода Т и начала периода Т4 ).

Из фиг. 2 имеем

Т=Т+ядТ,, Если интервал времени Т, будет равен одному периоду следования

45 входных сигналов (m=1), то разность двух таких соседних интервалов будет равна (фик. 2):.аТ, = Т вЂ” T = (Т, + 4 dT )-(т + 3 т )=ат = 1.Ы . о т т

Если же интервал времени Т будет состоять из двух периодов следования входных сигналов (m=2) то разность таких интервалов определится:

dT =T -Т =(Т +T (T +T )=

2 т5 23 4 5 2 3

= 4 di, =? dT,.

1288620

Аналогичным образом будем иметь:

2 дТ = 3 АТ,; (3) 5 дТ = m-ЛТ,, где ьТ, — разность длительности двух соседних периодов следования входного сиг10 нала; дТ вЂ” разность двух соседних интервалов времени Т каждый из которых состоит из m перйодов следования входного сигнала.

Учитывая зависимость (3), и то, что Т = m" Т „, из уравнения (1) получим (5) где дТ: — минимальное значение 55 мин разности периодов входного сигнала, имеющее

Место при fBx

° 0 ВХ иткс мин 1 дТ„, Т - Т „, 20

f =m. = n — — - . (4)

В предлагаемом устройстве предусмотрено формирование исследуемых интервалов времени T, равных одному или ш периодам следования входно- 25 го сигнала. Причем число m может . вводиться в устройство через внешнюю шину управления перед каждым циклом измерения, что позволяет автоматизировать работу устройства. В устройст- З0 ве производится преобразование интервалов времени Т в код и вычисление в соотвветствии с формулой (4).

Блок деления частоты обеспечивает увеличение числа периодов в исследуе-З5 мом интервале времени Т до значения

m что позволяет увеличить разность дТ длительности двух соседних интервалов времени в соответствии с зависимостью (3) в ш раз.

Увеличение разности ьТ длительности двух соседних интервалов времени, в свою очередь, дает возможность повысить точность определения этой разности при работе устройства на высоких частотах и тем самым расширить диапазон частот входных сигналов.

Требуемое значение числа ш определяется по следующей формуле, полученной из формулы (4): дТ „„- минималы ое значение разности исследуемых интервалов времени Т, определяемое из требований к точности работы устройства.

В устройстве счетчик 4 совместно с вновь введенным блоком 6 управления и генератором 3 эталонной частоты образует аналого-цифровой преобразователь исследуемого интервала времени Т в код М, который передается из счетчика 4 в блок 5 вычислений.

Вновь введенный блок 7 памяти предназначен для хранения с возможным периодическим обновлением через шину

8 управления и последующей выдачи в делитель 2 частоты и блок 5 вычисления информации о требуемой величине числа m периодов следования входного сигнала в интервале времени Т

Устройство работает следующим образом.

Формирователь 1 вырабатывает импульсы,частота которых равна частоте входных сигналов. Эти импульсы поступают на делитель 2 частоты, формирующий сигнал при поступлении на его вход каждого ш-го импульса.

Сигнал делителя 2 частоты запускает блок 6 управления. При этом на первом и втором выходах блока 6 управления появляются управляющие импульсы. Импульс с первого выхода блока 6 управления запрещает прием сигналов генератора 3 эталонной частоты в счетчик 4 и тем самым заканчивается преобразование интервала времени Т

Щ вкодИ

Импульс с второго выхода блока 6 управления запускает блок 5 вычислений. При этом в блоке 5 вычислений происходит стирание информации о длительности интервала времени Т„„, продолжается хранение информации о длительности интервала Т„„ и выполняПъ ется прием из счетчика 4 информации о длительности интервала Т, а из

2 блока 7 памяти — информациц о числе m. Затем в блоке 5 вычислений производятся вычисления в соответствии с формулой (4).

После окончания импульса на втором выходе блока 6 управления появляется управляющий импульс на его третьем выходе, который устанавливает счетчик

4 в нулевое состояние и разрешает прием через шину 8 управления в блок

7 памяти информации о числе m.

20

5 128862

С окончанием импульса на третьем выходе блока 6 управления появляется управляющий импульс на его четвертом выходе, который устанавливает делитель 2 частоты в исходное состояние.

Одновременно с появлением импульса на четвертом выходе блока 6 управления прекращается запрещающий сигнал на его первом выходе и начинается заполнение счетчика 4 сигналами re- 10 нератора 3 эталонной частоты.

После окончания импульса на четвертом выходе блока 6 управления начинается заполнение детали 2 частоты импульсами формирователя 1 импульсов.

С поступлением на вход делителя 2 частоты следующего ш-ro импульса заканчивается преобразование интервала времени Т„ в код 4 и начинается э новый цикл работы устройства.

При реализации вычислений в формуле (4) в блоке 5 вычислений в качестве переменной T может быть взято число N пропорциональное Т i VII f длительности первого из двух соседних интервалов времени Т и Т л, ч или число Б,, пропорциональное значению Т,„. = (Т,+ Т )/2. формула изобретения

1.Измеритель скорости изменения частоты, содержащий формирователь импуль-З5 сов, вход которого является входом

О 6 устройства, делитель частоты, счетчик, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства и расширения диапазона частей исследуемых сигналов, в него введены блок управления, блок памяти, генератор эталонной частоты, блок вычислений, причем выход формирователя импульсов соединен с первым входом делителя частоты, выход которого соединен с входом блока управления, первый выход которого соединен с вторым входоФ счетчика, второй— с вторым входом блока вычислений, третий — с третьим входом счетчика и первым входом блока памяти, четвертый — с третьим входом делителя частоты, выход генератора эталонной частоты соединен с первым входом счетчика, выход которого соединен с первым входом блока вычислений,выход блока памяти соединен с вторым входом делителя частоты и третьим входом блока вычислений, а второй вход блока памяти соединен с шиной управления.

2. Измеритель по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, делитель частоты содержит счетчик и компаратор, первый вход которого соединен с выходом счетчика, второй вход является вторым входом делителя частоты, первым входом которого является тактовый вход счетчика, третьим входом — вход сброса счетчика, а выходом — выход компаратора.

1288820

1 ф, ъ с> к фо с о 3 с

g uinvaP

g ОЫ уды

Составитель Е. Соловьев

Техред A.Коданич

Корректор С. Шекмар

Редактор А. Шандор

Заказ 7804/44 Тираж 752

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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