Способ измерения отклонений частоты от номинального значения и устройство для его осуществления

 

Изобретение может быть использовано В системах автоматизированного контроля и позволяет упростить и расширить диапазон измеряемых частот устройства. Устройство, реализующее способ, содержит формирователь 1 импульсов, блок 2 управления, выходной регистр 3, счетчик (С) 4, регистр 5 хранения кода вычета и ключ. Разрядность С 4 выбирают таким образом, чтобы его объем был больше, чем произведение максимально возможного диапазона отклонений измеряемых частот от номинальных значений длительности измерительного интервала. Подсчет числа периодов измеряемой частоты в измерительном интервале осуществляют возрастающим итогом по модулю числа, равного объему С 4, с начального значения . Последнее равно отрицательному вычету из произведения значения номинальной частоты и длительности измерительного интервала по йодулю числа, равного объему С 4. 2 с.п. ф-лы, 3 ил. i (Л С t

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕаЪБЛИН ()92 (И) g 4 G 01 R 23/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 4051099/24-21 (22) 07. 04, 86 (46) 23, 10,87. Бюл, У 39 (72 ) В, E. Ионенко, А, А, Костецкий, В.А.Рудик и Л,С,Пасечник (53) 621,317,761 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 547704, кл. G 01 R 23/1 О, 1977. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ

ЧАСТОТЫ ОТ.НОМИНАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть использовано в системах автоматизированно° ro контроля и позволяет упростить и расширить диапазон измеряемых частот устройства, Устройство, реализующее способ, содержит 4юрмирователь 1 им- ., пульсов, блок 2 управления, выходной регистр 3, счетчик (С) 4, регистр 5 . хранения кода вычета и ключ, Разрядность С 4 выбирают таким образом, чтобы его объем был больше, чем произведение максимально возможного диапазона отклонений измеряемых частот от номинальных значений длительности измерительного интервала, Подсчет числа периодов измеряемой частоты в измерительном интервале осуществляют возрастающим итогом по модулю числа, равного объему С 4, с начального значения. Последнее равно отрицательному вычету из произведения значения номинальной частоты и длительности измерительного интервала по модулю числа, равного объему С 4, 2 с.п, ф-лы, 3 ил, 1347032

10

55

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматизиронанного контроля, измерения допплеровского смещения частоты, демодуляции частотноманипулированных сигналов, Цель изобретения — упрЬщение и расширение диапазона измеряемых час,тот, На фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства„ реализующего способ; на фиг,2 — поясне- ния к работе устройства; на фиг,3 структурная схема блока управления, Способ основан на определении максимально возможного диапазона отклонения измеряемых частот от номинальных значений, выборе разрядности счетчика такой, что его объем больше, чем произведение максимально возможного диапазона отклонений измеряемых частот от номинальных значений и длительности измерительного интервала, подсчете числа периодов измеряемой частоты в измерительном интервале возрастающим итогом по модулю числа, равного объему счетчика, с начального значения, равного отрицательному вычету от произведения .значения номинальной частоты и длительности измерительного интервала по модулю числа, равного объему счетчик а, Устройство, реализующее способ, содержит формирователь 1 импуль со в, блок 2 управления, выходной регистр

3, счетчик 4, регистр 5 хранения ко-. да вычета и ключ 6. Вход 7 и выход 8 являются соответственно входом и вьгходом устройства, а входы 9 и 10— входами ввода и управления записью кода вычета номинальной частоты. Выход формирователя импульсов через ключ 6 подключен к счетному входу счетчика 4, Информационные выходы ре— гистра 5 хранения кода вычета соединены с информационными входами счетчика 4, информационные выходы которого подключены к информационным входам выходного регистра. 3. Первый выход блока 2 управления соединен с входом управления записью информации выходного регистра 3, второй выход— с управляюшим входом ключа 6, а третий выход — с входом установки в начальное состояние счетчика 4, Устройство работает следующим образом. формирователь 1 импульсов иэ входного потока импульсов частоты F„, с номинальным значением F„; формирует прямоугольные импульсы, амплитуда и длительность фронтов которых обеспечивает нормальную работу устройства. Сформированные импульсы поступают на вход ключа 6, на управляющий вход которого иэ блока 2 управления подается измерительный строб 11, длительностью Т„, Подсчет числа импульсов (периодов) измеряемой частоты, поступающих на счетный вход счетчика 4 иэ формирователя 1 импульсов через ключ 6 в течение измерительного строба, производится по модулю числа, равного объему счетчика

N разрядность п которого выбрана такой, что его объем N больше, чем произведение априорно известного максимально возможного диапазона отклонения измеряемых частот а F „« от номинальных значений и длительности измерительного строба Т „,„

При этом счет импульсов ведется возрастающим итогом с начального значения К,, равного отрицательному вычету от произведения значения номинальной частоты F и длительности измерительного строба Т„,„по модулю числа, равного объему счетчика N где < а) — вычет числа а по модулю

Ь (остаток от деления числа а на Ь).

Начальное значение К,, соответствующее i-му значению номинальной частоты, через вход 9 ввода номинального значения частоты при подаче на вход 10 сигнала записи кода вычета предварительно записывается в регистр

5 хранения кода вычета. Перед началом очередного измерительного строба по команде с блока 2 управления значения К. переписываются в счетчик 4.

По окончании измерительного строба после многократных переполнений содержимое счетчика равно числу М

1 (Ят 1 ) . И3 " и где ь Р - отклонение частоты Г„, от номинального значения F„;

Если выполняется условие (1), выражение (3) можно записать

l4 =(F, T„,„)„= (с )

М вЂ” F Т ПРИ ЬГ. 0

1 vlbeh т

Из выражения (4) видно, что М пропорционально отклонению частоты aF .

f и представлено в дополнительном коде, Знак отклонения определяется по границе между отрицательными и положительными отклонениями 4 F которая

Э задается максимально возможным отклонением измеряемых частот от номиналь- 15 ных значений в сторону их увеличения лГ „или уменьшения 4F На фиг.2 представлена числовая ось, на которой буквой А отмечена граница положительных отклонений кР., а буквой

Э

B — отрицательных для случаев а) А)И/2 и B«N/2; б) А«N/2 и В N/2; в А «И/2 и В >И/2

Величины А и В равны:

Положительные отклонения ь F; лежат между точками 0 и А, а отрицательные — между точками В и N. Диапазон чисел между точками А и В не используется, . поэтому разрядность счетчика и должна быть равна наименьшему числу, при котором выполняется условие (1).

Из анализа фиг.2 видно, что при

А с N/2 и В (N/2 (5) граница между отрицательными и положительными отклонениями определяется наиболее просто: если старший разряд

40 счетчика 4 равен С, отклонение частоты положительное, если "1 " ° отклонение частоты отрицательное. Поэтому старший разряд счетчика используется как знаковый. Выполнение условия (5)

45 упрощает процедуру определения знака отклонения частоты и не ограничивает области применения устройства, так как на практике обычно А B и поэтому выполнение условия (1) автоматически ведет к выполнению условия (5).

32 ного диапазона отклонения измеряемых частот от номинального значения, но не от самого номинального значения.

Кроме того, устройство легко перестроить на измерение отклонения произвольной частоты, Для этого достаточно записать в регистр 5 код выче- та номинального значения измеряемой частоты, Формула

По окончании очередного измерительного строба содержимое счетчика

4 (знак в старшем разряде и ДОПОлни 55 тельный код величины отклонения частоты от номинального значения в мпадших разрядах) по команде с блока 2 управления записывается в выходной регистр 3 и выдается на выход 8 устройства.

Блок 2 управления может быть выполнен по схеме, представленной на фиг.3 и состоит из генератора 2.1 меандра с периодом следования импульсов, в два раза большим, чем длительность измерительногб строба, элемента 2,2 задержки, величина задержки которого больше чем время распространения переноса в счетчике и меньше, чем половина периода следования импульсов генератора 2,1 меандра, и логического элемента ИЛИ-НЕ 2.3.

Блок 2 управления работает следующим образом.

При низких уровнях выходных сигналбв генератора 2, 1 и элемента 2,2 задержки на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 2,3 формируется сигнал

12 записи кода вычета в счетчик 4, Высоким уровнем сигнала генератора снимается сигнал 12 записи кода вычета в счетчик 4 и формируется измерительный строб 11. По заднему фронту выходного сигнала 13 элемента 2;2 задержки содержимое счетчика 4 запи" сывается в выходной регистр 3, à его низким уровнем формируется сигнал 12 записи кода вычета в счетчик 4. Далее указанный процесс периодически повторяется, Устройство можно использовать для измерения отклонения частоты от номинального значения, величина которого ограничивается только быстродействием счетчика 4 (его младших разрядов) и не влияет на время распространения переноса в счетчике 4, что дает возможность использовать в старших разрядах счетчика 4 элементы с меньшим быстродействием и потреблением. Разрядность счетчика зависит только от максимально возможизобретения

1, Способ измерения отклонений частоты от номинального значения, ос5 з нованный на подсчете числа периодов измеряемой частоты в измерительном интервале по модулю числа, о т л ич а ю шийся тем, что„ с целью

его упрощения и расширения диапазона измеряемых частот, задают максимально возможный диалаэон отклонения из4 меряемых частот от номинальных значений, выбирают разрядность счетчика так, чтобы его объем был больше чем произведение максимально возможного диапазона отклонения измеряемых частот от номинальных значений и длительности измерительного интервала, а подсчет импульсов производят возрастающим итогом по модулю числа, равного объему счетчика, с начального значения, равного отрицательному вычету от произведения значения номинальной частоты и длительности измерительного интервала по модулю числа, равного объему счетчика, 2. Устройство для измерения отклонений частоты от номинального значения, содержащее формирователь им47032 пульсов, вход которого является входом устройства, блок управления, последовательно соединенные счетчик и выходной регистр, выход которого является выходом устройства, при этом вход управления записью информации выходного регистра подключен к выходу блока управления, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и расширения диапазона измеряемых частот, в него введены ключ и регистр хранения кода вычета, информационный вход и вход управления записью информации которого являются входами ввода и управления записью кода вычета номинальной частоты соответственно, а выход соединен с .введенным в счетчик информационным входом, причем выход формирователя импульсов через ключ подключен к счетному входу счетчика, второй выход блока управления соединен с управляющим входом ключа, а третий выход—

25 с входом установки в начальное состояние счетчика.

1347032

ФигЗ

Составитель Н.Федоров

Редактор И.Горная Техред И.Попович Корректор Л.Пилипенко

Заказ 5117/44 Тираж 729 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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