Измеритель частоты заполнения

 

11 11 682841

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.06.77 (21) 2491958/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл."G 01R 23/60

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (53) УДК 621.317.76 (088.8) ло делам изобретений открытий (45) Дата опубликования описания 30.08.79 (72) Авторы изобретения

С. Г. Баковецкий и T. А. Мадяр (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ЗАПОЛНЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения частоты заполнения радиоимпульсов.

Известны устройства измерения частоты заполнения радиоимпульсов, содержащие входной формирователь, блок синхронизации, временные селекторы, генератор опорной частоты, делители частоты и счетчики (1).

В этих устройствах мерный интервал времени, формируемый из входных радиоимпульсов для определения среднего значения частоты заполнения, не равен целому числу периодов измеряемой частоты. Это является причиной дополнительной погрешности измерения.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является измеритель частоты заполнения, содержащий последовательно соединенные генератор опорной частоты, блок селекции, первый счетчик импульсов и арифметическое устройство, формирователь импульсов, выход которого подключен к первому входу второго счетчика импульсов (2).

В этом устройстве схемой, формирующей мерный временной интервал из радиоимпульса для управления работой всего устройства, является одновибратор, синхронизируемый первым периодом сигнала частоты заполнения радиоимпульса. Конец каждого интервала не синхронизирован с концом последнего периода заполнения радиоимпульса. Длительность получаемых, таким образом, интервалов всегда постоянна и ее значение заранее должно устанавливаться меньшим, чем длительность самого короткого радиоимпульса. В тех случаях, когда

1о длительность контролируемых радиомпульсов изменяется в широких пределах с течением времени, это устройство не позволяет использовать всю длительность радиоимпульса для формирования мерного интер15 вала и, следовательно, не позволяет реализовать возможность повышения точности автоматического измерения частоты с ростом длительности радпоимпульсов.

Цель предлагаемого изобретения — повы20 шение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в измеритель частоты заполнения, содержащий последовательно соединенные генератор опорной частоты, блок селекции, первый счетчик им25 пульсов и арифметическое устройство, формирователь импульсов, выход которого подключен к первому входу второго счетчика импульсов дополнительно введены три триггера, элемент ИЛИ, два элемента И, 3О дешифратор, два счетчика импульсов, два

082841

3 блока сравнения, два блока памяти и блок управления, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов и к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, первый вход которого подключен к второму входу второго счетчика импульсов, к первому выходу блока управления и к первому входу первого дополнительного счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И и с первым входом второго дополнительного счетчика импульсов, выходы которого соответственно подключены к второму входу арифметического устройства и к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого блока памяти, а выход первого блока сравнения подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго блока сравнения, первый вход которого подключен к выходу второго блока памяти, а первый вход второго блока памяти подключен к второму выходу блока управления и через второй триггер к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого триггера непосредственно и через дешифратор с первым выходом второго счетчика импульсов, второй выход которого подключен к второму входу второго блока сравнения, а выходы элемента ИЛИ и второго элемента И через третий триггер подключены к второму входу блока селекции.

На фиг. 1 представлена блок-схема измерителя; на фиг. 2, а — м — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Измеритель частоты заполнения содержит формирователь 1 импульсов, первый счетчик 2 импульсов, генератор 3 опорной частоты, блок селекции 4, второй счетчик 5 импульсов, триггер 6, элемент ИЛИ 7, первый элемент И 8, второй элемент И 9, триггеры 10, 11, дешифратор 12, блок сравнения

13, блок памяти 14, дополнительные счетчики 15 и 16 импульсов, блок сравнения 17, блок памяти 18, блок управления 19, состоящий из формирователя задержки 20, формирователя записи 21, формирователя сброса 22 и арифметическое устройство 23.

Работает измеритель частоты заполнения следующим образом.

При поступлении на вход схемы радиоимпульса формирователь 1 формирует прямоугольные импульсы (фиг. 2,a) из заполняемых радиоимпульс колебаний измеряемой частоты 1„. Эти импульсы в виде пачек, состоящих, например, из 12 импульсов, поступают на выход формирователя. С выхода формирователя 1 эти импульсы одновременно поступают на элемент И 9, счетчик 2 и формирователь задержки 20, входящий в блок управления 19. Формирователь задержки формирует прямоугольный импульс, длительность которого больше

Я длительности пачки (фиг, 2,б). По спаду этого импульса формирователем записи 21 формируется короткий импульс записи 21 (фиг. 2,в), спадом которого формируется импульс сброса (фиг. 2,г).

Дешифратор 12 выделяет один из импульсов пачки, в данном случае, например, второй (фиг. 2,д), который затем поступает на первый вход элемента И 8, запертого по второму входу триггером 11 (при поступлении первой пачки), и на вход «установка 1» триггера 10. Триггер 10 опрокидывается этим импульсом, открывая элемент И 9, который начинает с этого момента пропускать все импульсы пачки (т. е. одиннадцать импульсов) на входы счетчика 15 (фиг, 2,ж) и счетчика 16 (фиг. З,б).

Код, записанный в счетчике 15, после окончания действия первой пачки переписывается импульсом записи, поступающим с выхода формирователя записи 21 (фиг. 2,в) в блок памяти 14. Выход этого блока связан с блоком сравнения 13. Импульс записи также поступает на вход «установка 1» триггера 11, на выходе которого устанавливается высокий уровень 1 (фиг. 2,и). Импульс сброса (фиг. 2,г), формируемый в паузе между пачками формирователем сброса

22, поступая на вход «установка О» триггера 10, счетчика 2 и счетчика 15, возвращает их в исходное состояние после окончания каждой пачки. Высокий уровень с выхода триггера 11 открывает элемент И 8, который пропускает, например, второй импульс второй пачки, поступающий с выхода дешифратора 12 (фиг. 2,к), на вход («установка» 1) триггера 6. На выходе этого триггера устанавливается высокий уровень 1 (фиг.

2,л ), который открывает блок селекции 4 для пропускания опорной частоты генератора 3 на вход счетчика 5.

Импульсы второй пачки (фиг. 2,a), поступающие на счетчик 2, изменяют выходной код этого счетчика от нуля до значения, соответствующего количеству импульсов в пачке (согласно примеру до 12). Этот изменяющийся код сравнивается в блоке сравнения 13 с кодом первой пачки, записанном в блоке памяти 14 (Записано 11 импульсов). При равенстве этих кодов блоком сравнения 13 вырабатывается импульс (фиг. 2,л), соответствующий спаду импульса сравнения (т, е. спаду одиннадцатого импульса), который поступает через элемент ИЛИ 7 на вход «установка О» триггера 6. Таким образом, на выходе этого тригрега формируется импульс, равный длительности пачки без двух импульсов (в данном случае 10 импульсов). Порядок работы схемы аналогичен для любого другого количества импульсов в пачке. Длительность импульса с выхода триггера 6 будет равна длительности пачки без удвоенного количества импульсов, которые были отсече ы с помощью дешифратора 12. Если де682841 шифратор 12 выделяет 3-й импульс пачки, то это означает, что два импульса в начале и два импульса в конце второй пачки будут отсечены, если дешифратор выделяет 4-й импульс пачки, то, следовательно, три импульса в начале и три импульса в конце пачки отсечены и т. д.

Выбор импульса, выделяемого дешфиратором 12, определяется длительностью пачки, т. е. длительностью радиоимпульса, возможными флюктуациями начала и конца этого радиоимпульса, а также требуемой точностью.

Как было показано вьпис, импульсы с выхода элемента «И» 9 поступают одновременно и на счетчик 16, который является суммирующим определенного, заранее выбранного, числа импульсов N (фиг. 3 а, б).

Это число N в виде кода заносится заранее в блок памяти 18 и сравнивается в блоке сравнения 17 с кодом счетчика 16, постоянно увеличивающимся за и пачек (n — число периодов частоты заполнения). В результате равенства кодов формируется импульс конец измерения (фиг. З,в), который 2о через элемент ИЛИ 7 перебрасывает в исходное состояние триггер 6 (так как поступает на вход «установка О»), закрывая блок селекции 4 и сигнализируя о конце измерения. 30

Число импульсов, заполнивших суммарный временной интервал, равное числу периодов сигнала опорного генератора, считывается счетчиком 5. По числу импульсов, занесенных в счетчик 5 и в счетчик 16 35 арифметическим устройством 23 вычисляется значение частоты заполнения.

Ф о р мул а изобретения

Измеритель частоты заполнения, содер- 40 жащий последовательно соединенные генератор опорной частоты, блок селекции, первый счетчик импульсов и арифметическое устройство, формирователь импульсов, выход которого подключен к первому входу второго счетчика импульсов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены три триггера, элемент ИЛИ, два элемента И, дешифратор, два счетчика импульсов, два блока сравнения, два блока памяти и блок управления, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов и к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, первый вход которого подключен к второму входу второго счетчика импульсов, к первому выходу блока управления и к первому входу первого дополнительного счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И н с первым входом второго дополнительного счетчика импульсов, выходы которого соответственно подключены к второму входу арифметического устройства и к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого блока памяти, а выход первого блока сравнения подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго блока сравнения, первый вход которого подключен к выходу второго блока памяти, а первый вход второго блока памяти подключен к второму выходу блока управления и через второй триггер к первом входу второго элемента

И, второй вход которого соединен с вторым входом первого триггера непосредственно и через дешифратор с первым выходом второго счетчика импульсов, второй выход которого подключен к второму вход второго блока сравнения, а выходы элемента ИЛИ и второго элемента И через третий триггер подключены к второму входу блока селекции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Позднякова В. Н.. Полковников В. К.

Радиоизотопные релейные приборы, 1974, с. 25 — ЗЗ.

2. Авторское свидетельство СССР

Ко 464848, кл. G 01R 23/10, 18.09.74, 682841 !

ГЛЛЛШйЁ плшпшппл.

Риг. 2

/ ш amia icji> йй и

Риг.Ю

Составитель О. Ханджян

Редактор Е. Караулова

Корректор Л. Орлова

Заказ 2003/В Изд. № 505 Тираж 1090 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2