Частотный измеритель

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 599322 (б!) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл. 01 23/00 (22) Заявлено 23.08.76 (21) 2398867/18-21

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оо делам нзооретений и открытий (43) Опубликовано 25.03.78. Бюллетень №11 (45) Дата опубликования описания 25, 03. 13, А. Г. Буянов (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) ЧАСТОТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ чены соответственно к счетным входам первого и второго счетчиков импульсов (2).

Однако такое устройство .не может обеспечить необходимую точность и быстродействие измерений в широком диапазоне измеряемых частот.

Цель изобретения — повышение быстродействия в широком диапазоне изменения частоты.

Это достигается тем, что в частотный измеритель, содержащий генератор эталонной частоты, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого триггера, первый вход которого подключен к выходу второго элемента И, первый вход второго элемента И соединен с входной шиной частотно-импульсного сигнала и с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом второго триггера, второй выход второго триггера подключен ко второму входу второго элемента И, а первый вход второго триггера соединен с шиной запускающих импульсов, а выходы первого и третьего элементов И подключены соответственно к счетным входам первого и второго счетчиков импульсов, вв дены блок сравнения и запоминающий регистр, выходы которого подс присоединением заявки № (23) Приоритет

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в автоматических контрольно-измерительных системах для измерения частот в широком диапазоне изменения частоты, Известны частотные измерители, содержащие генератор импульсов, счетчики, элементы совпадения, триггер в измерительной технике и автоматизированных системах контроля (1).

Однако известные частотомеры обладают малым быстродействием при измерении низких частот.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению частотный измеритель, содержащий генератор эталонной частоты, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого триггера, первый вход которого подключен к выходу второго элемента И, первый вход второго элемента И соединен с входной шиной частотно-импульсного сигнала и с первым входом третьего элемента И, вто-, рой вход которого соединен с первым выходом второго триггера, второй выход второго триггера подключен ко второму входу второго элемента И, а первый вход второго триггера соединен с шиной запускающих импульсов а выходы первого и третьего элементов И подклю- 5 (53) УДК 621.317.361 (088,8) 599222

Формула изобретения ключены к первым входам блока сравнения, вторые входы которого соединены с выходами первого счетчика импульсов, а выход блока сравнения подключен ко второму входу второго триггера, при этом вход первого триггера подключен к счетному входу второго счетчика импульсов.

На чертеже дана структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Частотный измеритель содержит входную шину 1 частотно-импульсного сигнала, шину 2 запускающих импульсов, первый 3, второй 4 и третий 5 элементы И, первый 6 и второй 7 триггеры, первый 8 и второй 9 счетчики импульсов, генератор 10 эталонных импульсов, блок 11 сравнения, запоминающий регистр 12 с входными шинами 13.

Частотный измеритель работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 9 и 8 обнулены, триггеры 6 и 7 находятся в нулевом состоянии и соответственно своими выходами закрывают элементы И 3 и 5.

Предварительно устанавливают на регистре 12 по его шинам 13 код числа К, который определяет точность измерения частоты. Командный сигнал, поступающий на шину 2, устанавливает триггер 7 в единичное состояние.

Триггер 7 высоким уровнем единичного выхода открывает элемент И 5 и низким уровнем нулевого выхода закрывает элемент И 4. Импульсы измеряемой частоты, поданные на шину 1 измерителя через открытый элемент И 5, поступают на счетный вход счетчика 9.

Первый импульс измеряемой частоты, поступаюгций на вход счетчика 9, одновременно поступает на единичный вход триггера 6. Триггер 6 опрокидывается в единичное состояние и открывает элемент И 3, который подключает на вход счетчика 8 импульсы эталонной частоты генератора 10. После накопления счетчиком 8 импульсов эталонной частоты, равных числу К, срабатывает блок 11 сравнения. Выходной импульс блока 11 сравнения опрокидывает триггер 7 в нулевое состояние. Триггер 7, устанавливаясь в нулевое состояние, закрывает элемент И 5 и открывает элемент

И 4. В результате этого подсчет импульсов измеряемой частоты счетчиком 9 прекращается, а импульс измеряемой частоты, следующий за последним импульсом, подсчитанным счетчиком 9, через открытый элемент И 4 поступает на нулевой вход триггера 6 и опро <идывает последний в нулевое состояние. Первый элемент И 3 закрывается и прекращает подачу импульсов эталонной частоты на вход счетчика 8.

На этом процесс измерения частоты следования периодических импульсов заканчивается.

В результате измерения на счетчике 9 накапливается число периодов измеряемой частоты N„, а на счетчике 8 число периодов эталонной частоты Х„подсчитанных во временном интервале, равном N, периодов измеряемой «астоты. Относительная текущая погрешность из1 мерения составляет 6, ==+6,-, где 6, — относительная нестабильность генератора эта5

2Е

60 лонной частоты. Так как при измерении

N,) К, 6, —,. +6, или 6 <6,, где 6; — задан1 ная погрешность. Время измерения частоты составляет КТ, +2T„)rid-KTi, где Т., — период эталонной частоты, T„— период измеряемой частоты. Верхняя граница измеряемой частоты определяется максимальной емкостью счетчика 9, а нижняя граница измеряемой частоты — максимальной емкостью счетчика 8 и величиной периода эталонной частоты.

Величина К может ус-анавливаться перед каждым измерением, если необходимо получение результата измерения частоты с различной точностью. При измерении частот с определенной заданной точностью величину К устанавливают один раз перед первым измерением.

Преобразование величин двух параллельных кодов N, и N. в пропорциональный код частоты или в истинное значение не представляет трудностей. Современные процессы, входягцие в состав контрольно-измерительной системы, довольно быстро и удобно преобразуют параллельные коды с помошью операций деления и умножения.

Предлагаемое устройство можно использовать для измерения частот в тех случаях, когда порядок измеряемой частоты известен приблизительноо.

Частотный измеритель, содержащий генератор эталонной частоты, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого триггера, первый вход которого подключен к выходу второго элемента И, первый вход второго элемента И соединен с входной шиной частотно-импульсного сигнала и с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом второго триггера, второй выход второго триггера подключен ко второму входу второго элемента И, а первый вход второго триггера соединен с шиной запускающих импульсов, а выходы первого и третьего элементов И подключены соответственно к счетным входам первого и второго счетчиков импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия в широком диапазоне изменения частоты, в него введены блок сравнения и запоминающий регистр, выходы которого подключены к первым входам блока сравнения, вторые входы которого соединены с выходами первого счетчика импульсов, а выход блока сравнения подключен ко второму входу второго триггера, при этом вход первого триггера подключен к счетному входу второго счетчика импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

i. Ермолов P. С. Цифровые частотомеры.

М., «Энергия», 1973, с. 27 — 30.

2. Основы построения автоматизированных систем контроля сложных объектов. М., «Энергия», 1969, с. 83, 95.

599222

Составитель Г. Смечова

Текред О. Луговая Корректор Н. Тупица

Тираж 1112 Подписное

Редактор Л. Гребенникова

Заказ 1403/Зб!

1! !11ИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открыгий! 13035. Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4, 5

Филиал ПГ1П «Патент», Ужгород, ул. Проектная, 4