Способ измерения частоты следования импульсов

 

и1 7143О2

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл,2 (22) Заявлено, 020876 (21) 2392366/18-21 с присоединением заявки 82

G 01 R 23/02

Государственный комитет

cccr по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 05.02.80. Бюллетень Мо 5

Дата опубликования описания 05,02.80 (53) УДК621.317. .761 (088.8) (72) Автор изобретения

В.Н.Крыжка (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ

ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к области измерения электрических величин и может быть использовано при разработке быстродействуюших преобразователей частоты следования импульсов в цифровой код для измерительных систем с частотным представлением первичных сигналов, Известен способ измерения частоты следования импульсов, при котором подсчитывают числа целых периодов измеряемой частоты, попавших в интервал измерения, и определяют величины дробных частей периодов, прилегающих к началу и к концу. интер- 5 вала измерения, а значение измеряемой частоты вычисляют по формуле и(к(: f = ò — — .( где N — число целых периодов в интервале измерения; н iй М вЂ” величины дробных частей периодов; 25

Ты — интервал измерения (1) . наиболее .близким техническим решением к данному изобретению является способ измерения частоты следования импульсов, при котором в каждом из 30 соприкасающихся интервалов измерения

Ти подсчитывают число целых периодов Nj и определяют величину дробной части ()„ периода, прилегаюшей к началу каждого интервала измерения, а значение измеряемой частоты на 1-м интервале измерения вычисляют по формуле (2)

N„ +ЬН М-Ь„;., Т и

Недостатком известных способов является наличие методической погрешности усреднения при измерении изменяющейся во времени частоты. В известных способах величина дробной части периода вычисляется, как отношение измеренных длительностей соотг ветствуюшей дробной части периода и всего периода

l н и +++ к и где tg и t — длительность дробных частей периода, прилегаюшие слева и справа к началу интервала измерения.

При изменении частоты в окрестности начала интервала измерения дейст1

9()) . 714302 бО

Ы н4 сvi+ Н4 где 4н соответствующее середине интервала t< I

Очевидно, что

2осх х4) и

Тогда получаем

2$,(т- „-t „ )

OПосле простых преобразований найдем истинную величину дробной части периода 5щ в 1-м интервале измерения ° /

Следовательно, дробная часть, как это принято в настоящем изобретении, определяется как отношение площадей, чем устраняется погрешность усреднения, в результате повышается точность измерения изменяющейся частоты следования импульсов.

Длительность Т, tê и tí измеряются в устройстве методом счета импуль сов fg высокочастотного генератора за соответствующие промежутки времени.

В исходном состоянии устройства триггеры 1 н 2 установлены в 0 .

С выхода Q триггера 1 при этом подается .разрешение на элементы 4, 5 и

6. Импульсы fg от генератора 8, / поступают через элемент 5 на вход счетчика 9. При подаче на входные шины 18 и 19 импульсов йц и fq .(фиг.4 а,б), импульсы f через элемент 4 поступают на вход счетчика 10.

Кроме того, ка)кдый импульс f, поступая через элемент б, на вход за" писи, регистра памяти 11, организует считывание информации со счетчика 9 в регистр памяти (фиг.4 в ) .

Проходя далее через элемент 14 и элемент ИЛИ 13 на установочный вход счетчика 9, импульс хе, устанавливает его в 0 (фиг. 4 г). В результате каждый импульс вызывает перепись информации о длительности закончившегося периода измеряемой частоты в регистр памяти 11 обнуле ние счетчика 9 и повторный счет импульсов Е6 счетчиком 9. С приходом первого импульса Ец по шине 18 триг-. гера 1 и 2 устанавлйваются в 1 (фиг. 4 д,е), чем снимается разрешение с элементов 4 (конец счета N), 5 (конец измерения t ) и б (запреще,ние переписи информации со счетчика

9 в регистр памяти 11). одновременно подается разрешение с выхода Q триггера 2 на элемент 7, через который импульсы Кб поступают на вход счетчика 12 (начало измерения н).

С выхода Q триггера 1 подается .раз решение на элемент 3. Первый йосле импульса f4 импульс fq устанавливает триггер 2 в 0, чем снимается разрешение с элемента 7 (конец измерения t ). Этот же импульс, Проходя через элемент 3 на считывающий вход блока 17, организует перепись информации со счетчиков 9, 10, ).2 и регистра памяти 11 в ячейку памяти

ЭЦВМ) (фиг. 4 ж), затем через элемент задержки 15 обнуляет счетчики

10. и 12 и через элемент ИЛИ 13— счетчик 9 (фиг . 4 з) . Импульс fc ,поступает также через элемент задержки 16 на один из входов триггера 1 и устанавливает его в 0 . Далее производится счет Й, измерение Т и в следующем интервале измерения, и так далее.

Таким образом, в каждую ячейку памяти ЭЦВМ записывается информация о величинах Nj, Ц, „, tgj+f (код частоты) . После ввода частотного сигнала в ЭЦВМ выполняется обработка полученного массива кодов — вычисление значений L j и дискретных значений измеряемой частоты.

Использование настоящего изобре20 тения позволяет существенно повысить точность измерений в системах с час тотным представлением динамических сигналов. Повышение точности определения величин дробных частей периодов соответственно увеличивает точность измерения частоты следования импульсов.

Изобретение оказывается также

ЗО эффективным в случае предварительной записи частотных сигналов совместно с сигналом f è на магнитную ленту. Известно, что запись и воспроизведение сопровождаются колебаниями скорости магнитной ленты, вызывающими паразитную частотную модуляцию при прохождении сигнала через тракт магнитной записи. Данный способ измерения существенно уменьшает . погрешности усреднения и более эффективно подавляет. паразитную частотную модуляцию, вызванную нестабильностью движения магнитной ленты.

4$ Формула и зобрет ения

Способ измерения частоты следования импульсов, основанный на подсчете числа целых периодов и определении длительностей дробных частей периодов измеряемой частоты, попавших в интервал измерения, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьиаения точности измерения изменяющейся частоты, дополнительно измеряют длительность последнего целого периода в каждом интервале измерения, а величины дробных частей периодов определяются по соотношению — величина дробной части периода в i-м интервале измерения;

714302 i -У õ<-7 н;

Фиг. Я

Фиг. <

0" — длительность дробной части периода, следующая после качала i-го интервала измерения

t„> q "- длительность дробной части периода, предшествующего началу i-го интер,вала измерения;

Tj-k — длительность последнего целого периода в (i-1)-м интервале измерения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Каса-.кина A.Ñ. Счетно-импульсные методы измерения частоты преобразованных неэлектрических сигналов. Приборостроение, 19б4, Ф 8, с. 3.

2. Авторское свидетельство СССР

Р4061б9, кл. G 01 R 23/10, 1973 (прототип).

У ЦНЛИПИ Заказ 9278/41

7ираж 1019 Подписное

Филиай ППП Патент, г. ужгород„ ул. Проектная,4