Устройство для измерения частоты электрических колебаний

 

111> 443325

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (51) М. Кл. G Olr 23/00 (22) Заявлено 13.10.72 (21) 1836772/18-10 с присоединением заявки № государственный комитет (32) 11р ор тет

Совета Министров СССР

Опубликовано 15.09.74. Бюллетень № 34 (53) УДК 621.317.361 (088.8) о делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 22.04.75 (72) Автор изобретения

H. К. Темкин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛ ЕБАН ИЙ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

Известно электронно-счетное устройство для измерения частоты электрических колебаний, в котором измеряемый сигнал преобразуют в однополярные импульсы, следующие с частотой сигнала. Зятем электронным счетчиком подсчитывают количество импульсов, прошедших через стробирующее устройство, которое открывается на время, равное или кратное одной секунде. Результат подсчета регистрируют на цифровом табло.

Однако известное устройство обладает малым быстродействием.

Для повышения быстродействия предлагаемое устройство снабжено реверсивным счетчиком импульсов с четырьмя входами, блоком управления, перестраиваемым генератором с двумя входами, смесителем частот с двумя входами, формирователем разностного временного интервала с двумя входами и выходами и схемой совпадения, причем реверсивный счетчик первым входом соединен с выходом стробирующего устройства, вторым — с выходом схемы совпадения, третьим — с выходом формирователя разностного временного интервала, четвертым — с первым выходом блока управления, а первым и вторым выходами подключен соответственно к входу цифрового табло, к первому входу перестраиваемого генератора, при этом второй выход блока управления подключен к стробирующему устройству, а вход к первому выходу опорного генератора, другие выходы которого подключены соответственно к второму входу перестраиваемого генератора и к первому входу схемы совпадения, второй вход которой подключен к второму выходу формирователя разностного временного интервала, первый вход

1о последнего соединен с вторым выходом блока управления, а второй — с выходом смесителя частот, своим первым входом подключенным к источнику исследуемого сигнала, а вторым — к выходу перестраиваемого генератора.

Блок-схема описываемого устройства . показана на чертеже, где приняты следующие обозначения: 1 — формирователь импульсов, 2 — стробирующее устройство, 3 — реверсив20 ный счетчик импульсов, 4 цифровое табло, 5 — опорный генератор, 6 — блок управления, 7 — перестраиваемый генератор, 8 — смеситель частоты, 9 — формирователь разностного временного интервала и 10 — схема совпадения.

25 Формирователь импульсов 1 предназначен для преобразования измеряемого сигнала в однополярные импульсы, следующие с частотой сигнала f, Вход формирователя связан с источником сигнала, выход — со стробирую30 щим устройством 2.

443325

ЬТ=А

Fo о Мх при

Стробирующее устройство 2 служит для пропускания на свой выход импульсов в течение заданного интерьала времени.

Стробнрующее устройство по входам связано с формирователем импульсов 1 и блоком управления 6, по выходу — с реверсивным счетчиком 3 импульсов.

Реверсивный счетчик импульсов предназначен для подсчета импульсов, поступающих на его входы от стробнрующего устройства 2 и схемы совпадения 10.

Ревсрсивный счетчик имеет также входы управления реверсом, связанные с блоком управления 6 и формирователем 9. По выходам счетчик 3 связан с цифровым табло 4 и перестраиваемым генератором 7. цифровое табло 4, связанное с реверсивным счетчиком 3, предназначено для отображения результата измерения.

Опорный генератор 5 служит для создания стабильных по частоте повторения сигналов, необходимых для работы связанных с ним блока управления 6, перестраиваемого генератора 7 и схемы совпадения 10.

Блок управления 6 предназначен для формирования управляющих сигналов, обеспечи-вающих правильное взаимодействие всех узлов устройства.

Блок управления 6 связан по входу с опорным генератором 5, а по выходу — с узлами

2;3,9.

Перестраиваемый генератор 7 (например управляемый синтезатор частоты) служит для создания на своем выходе сигнала, частота которого f,=f +Fo+Af,.

По своим входам генератор 7 соединен с

1еверсивным счетчиком 3 и опорным генератором 5, выход генератора 7 связан со смесителем частоты 8.

Смеситель частоты 8 предназначен для смецения сигналов с частотами f, и f„, поступаюAHõ íà его входы от перестраиваемого генератора 7 и источника сигнала, а также для вы; еления разностной частоты f,— f =F p hf.

Выход смесителя частот связан с формирователем 9.

Формирователь 9 предназначен для формирования разностного временного интервала

Л/ (F, ЬТ=А = ИЦ». о

Формирователь 9 по своим входам связан блоком управления 6 и смесителем частоты

8. Выход формирователя 9 соединен со схемой совпадения 10.

Схема совпадения 10 служит для формирования на своем выходе импульсов, количество которых равно

Na = ЬТ /„=И,Ц „=km fx.

По входам схема совпадения связана с формирователем 9 и опорным генератором 5. Вы5

45 ход схемы совпадения 10 связан с реверсивным счетчиком 3.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал с частотой /„преобразуется в формирователе импульсов 1 в импульсы, частота повторения которых также равна f,. Этн импульсы поступают на стробирующее устройство, которое строб-импульсом, поступающим с блока управления 6, открывается на промежуток времени Т,. До передачи на стробирующее устройство строб-импульса блок управления устанавливает реверсивный счетчик 3 в нулевое состояние и включает его в режим сложения. Поэтому в реверсивном счетчике в момент окончания стробирующего импульса окажется зафиксированным число

Л;=,.Т,. Это число отображает измеряемую частоту с некоторой погрешностью, не превы1 шающей Af,= —. Поэтому запись числа нат, чинается не с младшего разряда счетчика, а с разряда, соответствующего возможной ошибке из-за квантования.

Так, при T>=0,1 сек Af.„=10 Гц, и поэтому запись производится, начиная с разряда, соответствующего десяткам герц. Далее за счет связей с реверсивным счетчиком, производится настройка перестраиваемого генератора 7 на частоту /,=kЗN>+Fp, где Fp — оптимально выбираемый сдвиг частоты (выбор Рц зависит от предъявляемых требований IIQ быстродействик и точности).

Как указывалось ранее, число N> отобра жает частоту f с некоторой погрешностью

hf —. Поэтому перестраиваемый генератор т, будет настроен на частоту fr=f +Fo&Af.

Сигнал с этой частотой подается на смеситель частоты 8, на второй вход которого поступает исследуемый сигнал с частотой f„„. Смеситель частоты смешивает эти сигналы и вырабатывает на своем выходе сигнал с разностной частотой F> Af. Этот сигнал подается на формирователь 9, который после получения соответствующей команды от блока управления 6 вырабатывает разностный временной интервал длительностью где Л вЂ” коэффициент пропорциональности, численно равный количеству периодов частоты

Fo (или F<&AF), укладывающихся во временном интервале, обратно пропорциональном

Fo (или Г, Г).

При

ЛР (F, ЬТ = А " = k,b,1" . р2 о

Разностный временной интервал ЬТ заполняется в схеме совпадения 10 счетными импульсами, имеющими частоту повторения „.

Поэтому на выходе схем совпадения возникает пачка импульсов, количество которых

М вЂ” — 4Л,. При формировании в формирова443325

Предмет изобретения (1

Составитель В. Степанов

Техред Н. Куклина

Корректор О. Тюрина

Редактор О. Хейфиц

Заказ 940/1 Изд. № 1125 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, нр. Сапунова, 2 теле 9 разностного временного интервала производится определение знака hf.„: если отрицательна, то формирователь 9 вырабатывает сигнал, переключающий реверсивный счетчик 3 на вычитание. Если Л/„положительна, реверс счетчика не производится.

Таким образом, к числу импульсов N>, которые были ранее зафиксированы в реверсивном счетчике, будет добавлено (вычтено), начиная с младшего разряда счетчика, число импульсов Nq, благодаря чему и произойдет соответствующая корректировка числа N, приближенно отображающего частоту f, Устройство для измерения частоты электрических колебаний, содержащее формирователь импульсов, стробирующее устройство, опорный генератор и цифровое табло, о т л и ч а ющееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено реверсивным счетчиком импульсов с четырьмя входами, блоком управления, перестраиваемым генератором с двумя входами, смесителем частот с двумя входами, формирователем разностного временного интервала с двумя входами и выходами и схемой совпадения, причем реверсивный счетчик первым входом соединен с выходом стробирующего устройства, вторым — с выходом схемы совпадения, третьим — с выходом формирователя разностного временного интервала, четвертым — с первым выходом блока управления, а первым и вторым выходами подключен соответственно к входу цифрового табло, к первому входу перестраиваемого генератора, при этом второй выход блока управления подключен к стробирующему устройству, а вход — к первому выходу опорного генератора, другие выходы которого подключены соответственно к второму входу перестраиваемого генератора и к первому входу схемы совпадения, второй вход которой подключен к второму выходу формирователя раз20 постного временного интервала, первый вход последнего соединен с вторым выходом блока управления, а второй — с выходом смесителя частот, своим первым входом подключенным к источнику исследуемого сигнала, а вто25 рым — к выход перестраиваемого генератора.