Цифровой экстраполирующий частотомер

 

О П И С А Н И Е ()5689ОЗ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз. Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свпд-ву— (22) Заявлено 12.05.74 (21) 2023518 21 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.08.77. Бюллетень ¹ 30 (45) Дата опубликования описа:;ия 30.11.77 (53) УД1, 621,317.361 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Р. М. Гайдучок и H. В. Кирианаки

Львовский ордена Ленина политехнический институт (54) ЦИФРОВОЙ ЭКСТРАПОЛИРУЮЩИЙ

ЧАСТОТОМЕР

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при создании прецизионных частотомеров.

Известен цифровой частотомер, содержащий триггеры, счетчики, схемы сборки, умножители частоты. Недостатком этого устрой ства является невозможность экстра)поляции ,результатоз измерений.

Наиболее близким к предлагаемому является цифровой экстраполирующий частотомер, содержащий формирователь импульсоэ, суммирующий счетчик и генератор образцовой частоты. Недостатком этого частотомера является большая динамическая погрешность прп измерения.; монотонно изменяющейся частоты.

Цель изобретения — уменьшение динамической погрешности при измерении монотонно изменяющейся частоты. Для этого предлаваемый цифровой экстрапо1ирующий частото|мер сна бжен вычитающим счетчиком с триггером переполнечия,на выходе, реверсивным счетчиком с триггером реверса счета на входе, двумя блоками перезаписи кода, элементом задержки и двоичным умножителем частоты.

Выход формирователя импульсов связан со счетными входами суммирующего и вычитающего счетчиков, разрядные выходы суммирующего счетчика через блок перезаписи кодл подключены к установочным разрядным вхо дам резерсизного и вычитающего счетчиков, разрядные выходы последнего и триггера переполнения через другой блок перезаписи кода связаны с упразляющими зходамп двопчно;о умножителя частоты, разрядными сумм ирующими входами реверсивного счетчика и с раздельными входами триггера реверса счета, счетный вход реверсп -Hoãî с.-:етчика соединен с выходом двоичного умножителя частоты, к входу которого подсоединен выход генератора ооразцоэой частоты. Другой выход двоп-ного умножпгеля ч "стоты связан с входом элемента задержки, выходы которого соединены соответственно с управляющим. входами блоков перезаписи кодов, нулевым установочным входом суммирующего счет ш ка и триггера переполнения.

На чертеже показана функциональная элептическая схем а предлагаемого частотомера.

Частотомер содержит формирователь 1 импульсов, суммирующий 2, вычитающий 3 и реверсивныи 4 счетчики, блоки 5 и б переза25 писи кодов, триггер 7 переполнения, триггер

8 реверса счета; двоичный умножитель 9 частоты, включающий запоминающий регистр 10, импульсно-потенциальные вентили 11, блок 12 сложения импульсов и делитель 13; генератор

14 образцовой частоты и элемент задержки 15.

568903

45

Частотомер работает следующим образом.

Импульсы входной частоты F,. с формирователя 1 непрерывно поступают на счетные входы суммирующего 2 и вычитающего

8 счетчиков. Через разчые образцовые ин тервалы То на выходе переполнения делителя 18 появляются рабочие перепады напряжения. Количество входных импульсов Л ;, которые появляются за интервал времени То;, пропорционально среднему значению частоты

F,. на этом же интервале.

В момент переполнения делителя 18 запускается элемент задержки 15 и импульс с его выхода открывает блок б перезаписи кода.

Код разности khan, = N;; — N;, который получен в счетчике 8 вследствие записи в него з конце 1 — 1-го цикла кода Л,: и последующего вычитания кода,Ъ .; за время 1-го цикла, переписывается в запоминающий регистр 10.

При этом, если триггер 7 переполнения находится в исходном нулевом положении, перезапись числа ЛЛ/; в регистр 10 осуществляется в прямом коде, при единичном положении — в обратном коде, что обеспечивается наличием у регистра двух управляющих входов, связанных с выходом триггера переполнения. Это значит. что в регистре 10 всегда хранится абсолютное значение числа ЛТ;, равное /N; > — N . Одновременно в реверсивный счетчик 4 записывается 0,5 (Л,— N, ), что обеспечивается соединением со сдвигом на один разряд выходов блока 6 перезаписи кода и поразрядных установочных входов счетчика, а триггер 8 реверса счета устанавливается в положение, соответствующее триггеру 7.

Пр и появлении импульса на втором выходе элемента задержки 15 осуществляется пе реписывание KO3,а числа из счетчиKà 2 B счетчик 8. Этот же код подается на суммирующие поразрядные входы реверсивного счетчика 4, благодаря чему в псследнем образуется код числа

Л"; = N,+0,5(N; — М,: ), При монотонном законе изменения частоты это число соответствует точному значению ча=тоты F„a момент выполнения указанны операций.

После перехода элемента задержки 15 з третье положечие осуществляется обнуление

=четчика 2 и приведение в исходное состояние триггера 7, после чего начинается счет

:зходных импульсоз на новом интервале времени Т, „., „, Такой процесс коррекции результата осуществляется в момент появления рабочего перепада на пряжения на выходе делителя 18 через интервалы, времени Тр.

После выполнения разовой коррекции результата в счетчике 4 происходит чепрерывное дальнейшее уточнение, которое,необходимо вследствие изменения измеряемой частоты во времени. Это достигается при помощч

35 двоичного умножителя 9 частоты и триггера 8 реверса счета, который включает реверсизный счетчик4 на сложение, если Л,— М; >0, и на вычитание, если Л ; — Л; (0. Среднее значение частоты на выходе умножптеля

Р,.= /AN;/ Fp. Эта частота интегрируетсч счетчиком 4 при установленном в нем начальном зна)чении А ;. Число Л, которое фикспр) eòñя в счетчике 4, определяется Выра?еенпем

N = N;+0,5(A ; — Х; а) - ; У (М(— _#_; дров, t где t; — момент времени получения отсчета

N;, t — текущий момент времени, и при линейном законе изменения измеряемой частоты пропорционально ее точному значению в любой момент времени снятия результата для целей контроля илп управления.

Таким образом, по полученным дзум соседним отсчетам частотомер осуществляет одноразовую коррекцию результата на лоло вину их разности и затем до получения нового отсчета линейную экстраполяцпю.

Формула изобретения

Цифровой экстраполирующпй частотомер, содержащий формирователь импульсоз, суммирующий счетчик и генератор образцовой частоты, отличающийся тем, ч-о, целью уменьшения динамической погрешности при измерении монотонно изменяющейся частоты, он снабжен вычитающим счетчиком с триггером переполнения на выходе, реверсивным счетчиком с триггером реверса счета на входе, двумя блоками перезаписи кода, элементом задержки и двоичным умножителем частоты, причем выход формирователя импульсов связан со счетными входами суммирующего и вычитающего счетчиков, р азрядные выходы суммирующего счетчика ч рез блок перезаписи кода подключены к уста новочным разрядным входам ре зерсизного вычитающего счетчиков, разрядные выходы последнего и триггера переполнения через другой блок перезаписи кода связаны с управляющими входами двоичного умножителя частоты, разрядными суммирующими входами реверсивного счетчика и с раздельными входами триггера реверса счета, счетный вход реверсивного счетчика соединен с выходом двоичного умножителя частоты, к входу которого подсоединен .выход генератора образцовой частоты, а другой выход двоичного умножителя частоты связан с входом элемен-.а задержки, выходы которого соединены соответственно с управляющими входами блоков перезаписи кодов, нулевым установочным входом суммирующего счетчика и триггера пере полнения.

Составитель А. Изюмов

Техред И, Карандашова

Корректор И. Симкииа

Редактор Т. Юрчикова

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 652/1706 Изд. № 683 Тираж 1109 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5