Цифровой частотомер

 

» 479О48

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. овидетельства— (22) Заявлено 25.07.73 (21) 1947209/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 30.07.75. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 01.03.76 (51) Ч Кл G Olr 23/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.761 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н, В. Кирианаки и С, С. Кочеркевич (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР

Изобретение относится к ооласти измерительной техники и может найти применение в информационно-измерительных системах, в системах контроля и управления для измерения частоты с высокой точностью.

Известно устройство, содержащее входной формирователь, устройство выделения одного или нескольких периодов измеряемой частоты, устройство запуска, устройство для генерации образцовых частот и временных интервалов, устройство выбора предела измерений, устройство формирования образцовых временных интервалов, устройство для деления временного интервала на пропорциональные части, счетчик и устройство индикации.

Однако такое устройство имеет невысокую точность измерения входной частоты.

Цель изобретения — повышение точности измерений при сохранении повышенного быстродействия.

Это достигается тем, что предлагаемый цифровой частотомер снабжен, набором эталонных номиналов с узлом коммутации и последовательно соединенными преобразователем погрешности в напряжение, управляемым делителем напряжения, преобразователем напряжение — частота.

Выход третьего узла коммутации подключен к первому входу преобразователя погрешности в напряжение, второй вход которого соединен (c выходом одного из узла(в комму тации устройства для генерации образцовых частот и временных интервалов, а второй выход — с входом схемы перезаписи, при этом

5 второй вход смесителя подключен к выходу генератора образцовой частоты, а выход — к одному из входов счетчика высокой частоты заполнения

На чертеже показана блок-схема цифрово10 ro частотомера.

Частотомер состоит из входного формирователя 1, устройства 2 для генерации образцовых частот и временных интервалов, образованного генератором 3 образцовой часто15 ты, линейкой 4 декадных делителей образцовых частот, линейкой 5 декадных образцовых временных интервалов и соответственно узлов 6 и 7 коммутации, схемы 8 привязки и формирования интервалов измерения, образованной триггером 9 запуока, схемой 10 совпадения и триггером 11 формирования интервала измерения, устройства 12 для деления временного интервала, пропорционального периоду измеряемой частоты, на пропорциональные части, образованного счетчиками 13 и 14 низкой и вьгсокой частоты заполнения, регистром 15 памяти, схемой 16 совпадения кодов, схемой 17 перезаписи, схемой 18 собирания и элементом 19 задержки, схемы 20 ро совпадения со счетчиком 21 результата, 479048

3 устройства 22 .индикации, устройства 23 выделения погрешности и коррекции частоты заполнения, включающего преобразователь 24 погрешности и напряжение, набор 25 эталонных номиналов с узлом 26 коммутации, управляемый делитель 27 напряжения, преобразователь 28 напряжения частоты и смеситель 29.

Частотомер работает следующим образом.

Входной сигнал, частоту которого необходимо измерять, поступает па формирователь 1, а с его выхода импульсы входного сигнала подаются одновременно на сбросовый вход линейки декадных делителей 4 и на схему 17 перезаписи, схему 18 собирания, элемент 19 задержки и преобразователь 24 погрешности в напряжение. При этом по первому импульсу, входной частоты происходит привязка начала периода входного сигнала f „ и низкой частоты заполнения fp< путем сброса в «О» линейки 4 декадных делителей, перезапись состояния счетчика 13 в регистр 15 памяти, сброс в «0» 13 и запуск преобразователя 24.

После этого происходит процесс заполнения счетчика 13 в регистр 15, сброс в «О» счетчика 13 и запуск преобразователя 24.

Далее счетчик 13 заполняется частотой величина которой определяется состоянием узлов 6, 7 и 26, а состояние узла 26 определяет выбор эталона 25 и характер преобразования погрешности в напряжение преобразователем 24. Каждый импульс частоты fo> из узла 6 сбрасывает и запускает преобразователь 24, однако в конце периода входного сигнала, благодаря привязке начала периода входного сигнала и частоты fo<, всегда наступает такое состояние, при котором второй импульс (импульс конца периода) фиксирует в преобразователе 24 величину погрешности дискретности, которая в общем случае меньше 1 foi

В счетчик 13 за период фиксируется число и, равное целочисленному значению отношения fp f; остаток этого отношения (погрешность дискретности) фиксируется в виде напряжения в преобразователе 24, Тот же импульс конца периода производит перезапись состояния счетчика 13 в регистр 15 и последующий сброс этого счетчика.

Регистр 15 е управляемом делителе 27 напряжения устанавливает коэффициент деления, равный числу и. На пряжение с выхода преобразователя 24 поступает на вход делителя 27 (коэффициент деления которого пропорционален периоду входного сигнала), а с выхода делителя 27 — на вход преобразователя 28 напряжение — частота.

Выходной сигнал преобразователя 28, частота которого f „, является корректирующей и пропорциональной погрешности дискретности, поступает на смеситель 29, где вычитается из высокой частоты заполнения fpq генератора 3. Таким образом, на вход счетчика 14 поступает сигнал с частотой /щ — /„р.

Зо

4

Заполнение счетчика 14 частотой fpz — f „,р происходит до сравнения состояний счетчика 14 и регистра 15, которое циклически происходит на схеме 16. Последовательность им пульсов сравнения с выхода схемы 16 поступает на схему 18 собирания, на эту схему поступают также импульсы входной частоты.

С выхода схемы 18 последовательность импульсов поступает одновременно на циклический сброс в «О» счетчика 14 и на вход схемы совпадения 20. Частота повторения импульсов в этой последовательности равна входной частоте f „, умноженной в foalfoi раз.

В случае появления импульса «Пуск» на входе триггера 9, он перебрасывается и подготавливает схему 20 совпадения. При совпадении на схеме 20 импульсов от генератора 3 и с выхода схемы 18 производится сброс декадных делителей формирования интервала измерения в «О» и переброс триггеров 9 и 11. Триггер 11 открывает при этом схему 20 и начинается счет импульсов умноженной входной частоты счетчиком 21 до тех mop, пока на выходе коммутирующего устройства 7 не появится импульс конца интервала измерения, который возвращает триггер 11 в нулевое состояние и закрывает тем самым схему 20. Счет импульсов прекращается, и устройство 22 индикации отображает результат измерения частоты входного сипнала.

Таким образом, в предлагаемом частотомере уменьшается общая лопрешнасть измерения за счет устранения ее основной составляющей погрешности дискретности деления периода входного сигнала на пропорциональные части, путем коррекции fpz частоты заполнения высокочастотного счетчика по величине этой погрешности. Это позволяет уменьшить низкую частоту за|полнения fpi,,ïîâûсить коэффициент умножения (деления периода) входной частоты и снизить вторую составляющую общей погрешности у „„,.

Кроме того, возможно уменьшение объема счетчиков низкой и высокой частоты заполнения, а также регистра памяти, что особенно важно при измерении низких и инфранизких частот, где значение периода, а соответственно и и, значительно.

Предмет изобретения

Цифровой частотомер, содержащий входной формирователь, устройство для генерации образцовых частот и временных интервалов, образованное генератором образцовой частоты, двумя линейками декадных делителей частоты с двумя узлами коммутации, схему привязки и формирования интервала измерения, устройство для деления временного интервала, образованное счетчиком высокой и низкой частоты заполнения, регистром памяти, схемой совпадения, схемой перезалиси, схемой собирания и элементом задержки, а также схему совпадения со счетчиком результата и устройство индикации, отличающийся

479048

Составитель В. Степанов

Редактор Т. Рыбалова Техред 3. Тараненко Корректор Т. Гревдова

Заказ 7688 Изд. № 1653 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государстввнного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

МОТ, Загорский филиал тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен набором эталонных номиналов с третьим узлом коммутации и последовательно соединенными преобразователем погрешности измерения в напряжение, управляемым делителем напряжения, преобразователем напряжение — частота, смесителем, причем выход третьего узла коммутации подключен к первому входу преобразователя поб грешности в напряжение, второй вход которого соединен с выходом одного нз узлов коммутации устройства для генерации образцовых частот и временных интервалов, а второй выход — с входом схемы перезаписи, прн этом второй вход смесителя подключен к выходу генератора образцовой частоты, а выход — к одному из входов счетчика высокой частоты заполнения.

1 !

1 !

1 ! ! ! !

1 ! !

1

1

1

l

I