Устройство для измерения скорости изменения частоты
Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в системах автоматического управления и контроля . Целью изобретения является повышение точности измерения скорости изменения частоты. Устройство для измерения скорости изменения частоты содержит формирователь 1, селекторы 2 и 3 импульсов , генератор 6 импульсов, делитель 7 частоты, формирователь 9 строба, счетчик 10 паузы, одновибраторы 11 и 12, индикатор 20, блок 30 выделения знака, счетчики 31 и 32. Введение элементов И 4 и 5, блока 8 потенциально-импульсных ключей, одновибраторов 13 и 14, управляемого делителя 16 частоты, дешифратора 17 нуля, триггеров 18 и 19, элементов ИЛИ 21-25,элементов И 26-29 и счётчика 33 позволяет повысить точность измерения за счет определения изменения длительности соответствующих периодов входного сигнала. 3 ил. СО с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (н)з 8 01 R 23/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
i .r (21) 4643114/21 (22) 25.01.89 (46) 07.11.91. Бюл. М 41 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) В,Б.Давыдов, Е, Б.Давыдова, К,.В. Колесников и Ю.А,Торопов (53) 621.317(088.8) (56} Кирианаки Н.В. и др. Цифровые измерения частотно-временных параметров сигналов, — Львов, Вища школа, 1978, с.47, 69-71, рис. 2.7, Авторское свидетел ьство СССР
1Ф 1282016, кл, G 01 Я 23/00, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может. использоваться в сис„„5LI „„1 689867 À1 темах автоматического управления и контроля. Целью изобретения является повышение точности измерения скорости изменения частоты. Устройство для измерения скорости изменения частоты содержит формирователь 1, селекторы 2 и 3 импульсов, генератор 6 импульсов, делитель 7 частоты, формирователь 9 строба, счетчик
10 паузы, одновибраторы 11 и 12, индикатор
20, блок 30 выделения знака, счетчики 31 и
32. Введение элементов И 4 и 5, блока 8 потенциально-импульсных ключей, одновибратсров 13 и 14, управляемого делителя
16 частоты, дешифратора 17 нуля, триггеров
18 и 19; элементов ИЛИ 21 — 25,элементов, И 26 — 29 и счетчика 33 позволяет повысить точность измерения эа счет определения из- . мененияя длител ь ности соответствующих периодов входного сигнала. 3 ил.
1689867
И o0рете«гие а"::осится к области измерительной техники и и зжет использоваться в системах автоматического управления и контроля.
Цель иэобрете -гия — павывзение точно сти измоаени; скорости изменения гасзо1 ть,, }На ФИГ.1 п})ецс(эзлрназ стр«л(ту «нач схема ус1«райст}«а, на фиГ, " и 3 ваеменные
ДИаГРаММЫ, ПОЯСI-1ЯКЗГЦ1}18 ОРЗ Оа«ЗОТУ, Устоа": TB(7 !1(Iÿ из«1};epeния скорости из менения: астаты содержит формирователь
1,2,,>„-,„,—,,,„,«(;4
Л 5, ГЕНЕОатар 6 И:l i;.< 10 паузь:, (11днавиз,::-".TQQ!il 11--15, управляеЛ-",! }1 1}1 Д: Л И 1 = Л Ь 1 -! а С; а Г Ь1, ЗЗ Е ГВ И (}7 а а т (7 Р t нулЯ, триггеры i 8 и ., индикаTcp 20, элементы ИЛИ 21-25, элемснты И 26 — 29, блок 30 выделения «(н «ка и ci!8T«II}IKy, 31 — 33, Вход форми«завателя I ЯвлЯстсЯ вхаДом устройства, а сча выход объединен с первы-! }III вхадал-;и ceo i< ro}2GB;I! fly> bcQB 2 и 3, выходь! KQTGpbix саогве гственно через элементы И 4 v, 5 подключены к суммиру1ащ ему и =-ычита1ащему вхо«дам сче гчика 31, причем выхал генеоатора 6 имп«зльсов объединен с. в(д}зь;ми в ovcfr} è элементов И 4, 5 и 29 ll :;врез делитель 7 частоты п(7дкл1ачен к первому входу. формирователя 9 стробав, псрвый и второи выход1-. котарага Соединены саагветственна с втоа-:«<è входами селектаpQB импульсов 2 и 3, Второй выхоД ДBлителя 7 1астоты через последовательно соединенные счетчик 10 г1аузы и адновибратор 12 пад1(л1ачен к вход«/ устBI!QB! ;и нуля счетчика 33, второму входу формирователя 9 строба и парвому входу элемента ИЛИ 25, выход котараГО соединен с входам устанОвки нуля счет ика 31. Третил выход делителя 7 Ч Е Р и q П О «- Л 8 П Q B B ТЕЛ b Н О В «((« IQ Ч 8 Н 11 Ы 8 Э Л 8-. мент И 28 и элемент ИЛИ 21 соединен с вычита:ощим Bxopîê счетчика 32, кодавь1й выход KOTopolo подключен к входу девзифрВТОрВ 17, Выход триггера 18 GQb8 !i!I!BI( сООтветствен«НО C вторым и первым входами элемен-,ов И,8 и 29.:.. . также входом Одновибратара 1 i, выход KQTopof G саеДинен с вторым входам счетчика 0 паузы, Выход селектора 3 импульсов через одновибратор 15 co8!}«}i !8! с пе;Звым Bxopow rpf}irr8pa }8, второй вход котороГО об2ъеДинен с выхаДОМ девзифрато}за }7 II BKQ)go!I блока 30 Bbfp8718- ния анака. Выход злеменета И 29 объединен с первым входам триггера 19 и счеЗ ным входам уп}завляем10го делителя 16 частоты, вход установки которого подкл1очен к выхаЙУ Одно«8 1аразо}7а }3, код«2вый вхоД (КОДО ному выходу сче.гчика 31, а выход к второму входу элемента ИЛИ 23. Второй вход триггера 19 соединен с выходом элемента ИЛИ 24, а выход через элеменет ИЛИ 23 — со счетным входом счетчика 33, причем кодовый выход счетчика 33 объединен с кодовыми входами индикатор 20 и блока 8 импульсно-потенциальнь1х вентилей, второй кодовый вход которого соединен с коQoBbIl BbIx JpoM счетчика 31, а кодовый выход подключен к входу элемента ИЛИ 24. Выход элемент И 4 соединен через элемент ИЛИ 22 с суммирующим входом счетчика 32, а выход элемента И 5 объединен с первыми входами элемента И 26 и элемента И 27, выход которого подключен к BTopor входу элемента ИЛИ 22. Первый выход блока выделения знака объединен с вторым входом элемента И 27 и знаказыл1 входом лндикатора 20, - второй выход подкл .Очен к второму входу элемента И 26, выход которого соединен с вторым входам элемента ИЛИ 21, Выход селектора 2 импульсов через последовательно включенные однавибраторы 13 и 14 соединен с BTopbfv: входом элемента ИЛИ 25. устройство работает следунзщим образам, Б исходном состоянии счетчики 31-33 обнулены, а на г.рямь.х выходах трлггеров 18 и 19 и блока 30 выделения Hàêà присутствует низкий потенциал. (}зормирователь 1 из входного синусоидального сигнала формирует импульсный сигнал с периодом Т=1/F л длительностью, равной его полупериаду, который поступает на первые входы селекторов импульсов 2 и 3. Селекторы 2 и 3 .1редназначены для выделения па импульсам формирователя 9 строба из непрерь1вной импульсной последовательности :::-. Статай F импульса длительностью Т1, а через время 11 импульса длительностью Тз, Импульс длительностью Т1-"1/Е(т1), пройдя элемент И 4, заполняется. импульсами частотой fr с Г8неРатаРа 6 имп«/льсав, паступа8т на суммирующий вход счетчика 3 } и через элемент ИЛИ 22 — на суммирующий вход счетчика 32. В результате в обоих счетчиках формируется код йт1= (; Т1. По заднему франту импульса Т; одновибратор 13 формирует импульс для управляемого делителя 16 частоты записи коэффицента деЛЕНИя К1=- fr Т1. à Qp,HOBÈ}7pàTOp 14 устанавливает счетчик 31 в нуль. Через время т„= (10) с формирователь 9 стробав л запустит cBJIBKTQp 3 и frfgffbcQB, KQTQpb!A сформирует импульс длите",bèoñòüþ Т«=- } /Г((1+:л), Этот импУльс B эле.:;енте И 5 1689867 10 25 35 12= 1+fr/NT, откуда получают 45 2 f(. NT1 Ny2 55 в индикаторе 20 с который индицируется учетом знака. заполнится импульсами fi, которые поступят на вычитающий вход счетчика 31, а через элемент И 26 и элемент ИЛИ 21 — на вычитающий вход счетчика 32. В результате в счетчике 31 объемом Nm сформируется код N1=Nm-NT2, где NT2 = T2 1,, а в счетчике 32 N Дт= Йт1 — Ит2. Если Nj2 > NT1, то при обнулении счетчика 32 дешифратор 17 нуля переведет блок 30 выделения знака в противоположное состояние, Закроется элемент И 26, откроется элемент И 27 и счетчик 32 перейдет в режим сложения. В результате в нем сформируется код NgpNz2 — МТ1 . По окончании импульса длительностью Т2 одновибратор 15 переведет триггер 18 в единичное состояние и откроются элементы И 28 и 29, Импульсы с частотОй fr/K2, где К2 коэффициент деления делителя 7, поступают на вычитающий вход счетчика 32 через элемент ИЛИ 21. По достижении в нем нулевого кода по команде дешифратора 17 нуля триггер 18 перейдет в нулевое состояние и элементы И 28 и 29 закроются. Время т, которое был открыт элемент И 29, определяется выражением т = N Дт К2/fr. В течение времени т импульсы частотой f< поступают на управляемый делитель 17 частоты и на первый вход триггера 19, которые вместе с элементом ИЛИ 23 образуют схему сложения импульсов, поступающих на вход счетчика 33. Значение частоты импульсов f> на выходе элемента ИЛИ 24 имеет вид "Ап т2 г1 2 Nm Частота импульсов на выходе элемента ИЛИ 23 определяется выражением Тогда за время т в счетчике 33 сформируется код К . гг Nm N К2 N K Клт п К2 Nx> Nr2 fr N;> ЙТ2 llo заднему фронту импульса г одновибратор 11 запустит счетчик 10 паузы. который через время t> и через одновибратор 12 запустит формирователь 9 строба и цикл измерений повторяется. Знак приращения частоты противоположен знаку приращения периода, что учитывается связью блока 30 выделения знака с индикатором 20, Таким образом, по сравнению с известным, предлагаемое устройство для измерения скорости изменения частоты позволяет повысить точность измерения без существенного изменения времени измерения за счет определения изменения длительности соответствующих периодов входного сигнала. Формула изобретения Устройство для измерения скорости изменения частоты, содержащее формирователь, вход которого является входом 20 устройства, первый и второй одновибраторы. первый и второй счетчики, счетчик паузы, блок выделения знака. индикатор, последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты и формирователь стробов, а также первый и второй селекторы импульсов, первые входы которых обьединены с выходом формирователя, а вторые входы соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя стробов, причем второй выход делителя частоты через последовательно соединенные счетчик паузы и второй одновибратор подключен к второму входу формирователя стробов, а выход первого одновибратора соединен с вторым входом счетчика пауз, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что. с цепью повышения точности измерения. в него дополнительно введены третий. четвертый и пятый одновибраторы, первый — шестой элементы И, первый и второй триггеры первый — пятый элементы ИЛИ, управляемый делитель частоты, третий счетчик, дешифратор нуля и блок импульсно-потенциальных вентилей, первый кодовый вход которого объединен с кодовыми выходом и входом соответственно третьего счетчика и индикатора, а кодовый выход подключен к входу четвертого элемента ИЛИ, причем выход второго одновибратора объединен с входом установки в "0" третьего счетчика и через пятый элемент ИЛИ вЂ” с входом установки в "0" первого счетчика, кодовый выход которого обьединен с кодовым входом управляемого делителя частоты и вторым кодовым входом блока импульсно-потенциальных вентилей, выходы первого и второго селекторов импульсов через соответственно первый и BTQрой элементы И соединены с суммирующим и вычитающим входами пер16898б7 вого счетчика, вычитающий вход которого обьединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вход третьего одновибратора соединен с выходом первого селектора импульсов, а выход соединен с входом установки управляемого делителя частоты, счетный вход которого объединен с выходом шестого элемента И и первым входом второго триггера, вход четвертого одновибратора подключен к выходу третьего одновибратора, а выход —. к второму входу пятого элемента ИЛИ, выход генератора импульсов объединен с вторыми входами второго, шестого и первого элементов И, выход которого через второй элемент ИЛИ соединен с суммирующим входом aroporo счетчика, выход делителя частоты через последовательно соединенные пятый элемент И и первый элемент ИЛИ подключен к вычитающему входу второго счетчика, кодовый выход которого соединен с входом дешифратора нуля, выход второго селектора импульсов через пятый одновибратор подключен к первому входу первого триггера, второй вход которого объединен с выходом дешифратора нуля и входом блока выделе5 ния знака, а выход обьединен с первым sxoдом шестого элемента И, входом первого одновибратора и вторым входом пятого элемента И, первый выход блока выделения знака объединен со знаковым входом инди10 катора и вторым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, а второй выход блока выделения знака соединен с вторым входом третьего элемента И, выход 15 которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, второй вход второго триггера подключен к выходу четвертого элемента, ИЛИ, а выход через третий элемент ИЛИ соединен со счетным входом 20 третьего счетчика, выход управляемого делителя частоты соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ. 1689867 1689867! > ф 1 «.J Редактор E.Ïàïï Заказ 3810 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Г l ! Составитель Ч.Федоров Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M.Øàðîøè
