Цифровой следящий измеритель периода и девиации периода

 

о п @".,i,;. )" и в

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик о»714303

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0906.77 (21) 2493877/18-21 с присоединением заявки ¹ (23} Приоритет

Опубликовано 050280, Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 0502,80 (51)м. Кл.

G 01 R 23/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621.315.

° 76 (088.8) (72) Автор изобретения

А. М.Агафонников

Сахалинский комплексный научно-исследовательский институт

Дальневосточного научного центра АН СССР (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРИОДА

И ДЕВИАЦИИ ПЕРИОДА!

Изобретение касается электрических измерений, и может быть использовано в различных устройствах для измерения периода колебаний, в том числе — в телеметрии для преобразования сигналов от датчиков с частотным выходом, в частности — от океанографических датчиков, где часто требуется следяаий режим работы..

Известны цифровые измерители периода и девиации периода, основанные на подсчете числа импульсов от высокостабильного опорного генератора, заполняющих мерный интервал (промежуток времени, равный или:кратный измеряемому периоду), в которых для достижения следящего Режима работы требуется введение регистров памяти с ключами ввода — вывода, элементов сравнения, суммирующих -и вычитающих устройств. Это значительно усложняет схему цифрового следящего измерителя периодов (1).

Наиболее близким по технической сущности k предложенному является цифровой следящий измеритель периода и девиации периода, содержащий::делитель с переменным коэффициентом деления (управляемый делитель); pÜçåðсивный счетчик, опорный генератор, соединенный со входом управляемого делителя, блок сравнения, на входы которого подаются импульсы с выхода управляемогО делителя и измеряемый сигнал, и выходы которого соединены с управляющими входами ключей, пропускающих импульсы приращений на вхоgp ды реверсивного счетчика (2).

К недостаткам схем с управляемыми делителями следует отнести их склон ность к нестабильной работе, когда отсчет может совершать колебания около измеРяемого значения периода, что обусловлено самой структурой сле,дящего измерителя как системы с обратной связью, крбме того, известные следящие измерители с управляемым делителем все еше содержат излишнее оборудование, особенно при работе в качестве измерителей девиации периода (частотного дискриминатора) . В последнем случае объем оборудования может быть сокращен дополнительно за счет уменьшения емкости счетчиков, чего известные схемы не допускают.

Цель настоящего изобретения — повышение точности и стабильности рабо®О ты следящих измерителей периода;

714303

Для этого в цифровой измеритель периода и девиации периода, содержащий реверсивный счетчик, разряды ко торого соединены через ключевые элементы параллельно переноса с уста новочными входами линейного счетчика, два ключевых элемента ввода приращений, выходы которых соединены соответственно с вычитаюшим и суммирующим входами реверсивного счетчика, ойорный генератор, выход которого подключен к счетному входу линейного счетчика, формирователь коротких импульсов, в него введены элемент задержки, элемент запрета и дешифра-тор нулевого состояния, причем входы ,элемента задержки и элемента запрета объЕдиненй и подключены к выходу формирователя коротких импульсов, выход элемента запрета соединен с первыми управляющими входами двух

" тючевых элементов ввода приращений вторйе входы которых подключены к прямому и инверсному выходам стар" ше1 о" разряда линейного счетчика; выход элемента задержки соединен с управляющим входом ключевых элемен,тов параллельно переноса, а выход линейного счетчика подключен к входу дешифратора нулевых состояний, "выхо) "кбторогб соедийен со вторым1 входом- "злемейта"запрета.

На чертеже представлена структур" ная "Злектрическая"схема устройства.

Цифровой измеритель периода и девиации периода содержит опорный гейератор 1, реверсивный счетчик 2, емкостью N, разряды которого соединеки через ключевые элементы 3 параллельнога переноса с установоч-: ными входами линейного счетчика 4 той же емкости N, формирователь 5 коротких импульсов, ключевые элементы б и 7 ввода приращений, злемент-

8 задержки, дешифратор 9 нулевых состояний, элемент 10.запрета.

Устройство работает следующйм об разом. обозначим частоту следова-ния импульсов опорного генератора через f, период входного (измеряемого) . "сигнала -- через Т, со)одержимое реверсивного счетчика 2 — через и. Рассмотрим вначале работу устройства в качестве измерителя периода. В этом случае необходимо иметь N fT. Импульс с "выхода формирователя 5," про "" йдя через элемент задержки 8 "й воз= действуя на управляющий вход ключевых элементов 3 параллельного переноса производит занесение содержимо го реверсивного счетчика 2 в линейййй счетчик 4 в дополйительном коде, так что в нем будет записано число

N-n. Следующий импульс поступит, очевидно., через. время Т. За "это аремя на линейный счетчик 4 пройдет fT импульс, старший разряд счетчика 4 окажется в .состоянии 1, "открывая ключевой элемент б, когда fT-и Ь 0,5N

1 (по модулю N) и в состоянии О, открывая ключевой элемент 7, когда

fT-n < 0,5N (по модулю N), и слЕдуюший импульс с выхода формирователя 5,, пройдя через соответствующий ключ, прибавит к содержимому счетчика 2 или 1 или -1, а затем, пройдя через линию задержки 8 произведет очевидное занесение содержимого счетчика

2 в счетчик 4. Результат fT-n> 0,5N

О (по модулю N) получается при n w fT или .fT > 0,5И+и, когда n L 0,5N, и при

n > fT» n-О,5N, когда и ) 0,5N, в этом случае содержимое счетчика 2 умень .шается (с переходом через О при п 4 0,5N и fTX n40,5N до значения

n=fT, Результат fT-nz 0,5N (по модулю

N) получается при пi fT или ЕТ4п-0,5N, когда и 0,5И, и при и (fT< п 0,5М когда и а 0,5N, тогда содержимое счетчика 2 возрастает (c переходом через

2Î О при n > 0,5N и fT < n-0,5N) до значеHHR fT, Таким образом, измеритель — непрерывно отслеживает все зна4ения

-периода входного сигнала. Нетрудно видеть, что когда результат измерения

g$ равен периоду входного сигнала, со держимое и счетчика 2 будет периодически меняться на единицу младшего разряда между значениями fT u

fT-1 (общее свойство всех следящих измерителей). лоти это явление и

- не снижает точность измерений, однако, при визуальной индикации может сделать снятие отсчета затруднительным. Для устранения этого явления в устройство введены дешифратор 9 нулевых состояний счетчика 4 (например, элемент совпадений с числом входов, равным числу разрядов счетчика 4), и между вторыми входами ключевых элементов б и 7 ввода приращений и выходом формирователя 5 — элемент запрета 10, управляющий вход которого соединен с выходом дешифратора 9. При п=fT содержимое счетчика 4 к моменту прихода импульса с выхода

Щ формирователя 5 оказывается равным

О, и дешифратор 9 вь)дает управляющее воздействие на элемент запрета 10, который запрещает прохождение импульсов приращений на реверсивный

$Q cчетчик 2 °

Рассмотрим теперь работу устрой.цтва в качестве измерителя девиации периода. B этом случае емкость реверсивного 2 и линейного 4 счетчиков N может быть уменьшена до величины, равной разности наибольшего и наименьшего значений периода с некоторым запасом. Как и прежде, импульс с выхода формирователя 5 произведет бо занесение в.счетчик 4 числа N-n.

Число импульсов опорного генератора

1 s периоде fT можно представить как

fT=zN a, где à 4,N †.вариация периода, отсчитываемая от уровня zN, поскольЯ ку теперь N 4fT. После прохождения

714303

Составитель N. Назаров

Редактор В.Сапирштейн Техред М.Келемеш Корректор Г. Решетник

Заказ 9278/41 Тираж 1019 Подййсное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1,13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент ., г. Ужгород, ул. Проектная; 4

fT импульсов, в счетчике 2 окажется остаток 0-nlfT=a-n (по модулю N) .

При n=a этот остаток равен О, импульсы приращений не проходят на входы счетчика 2 и его состояние остается неизменным. При nba схема будет отрабатывать в порядке, описанном выше только вместо fT в накладки надо подставить а. Таким образом, теперь устройство отслеживает только вариации периода. 1О

Технико-экономический эффект предложенного устройства заключается в расширении функциональных возможностей устройства, в улучшении качества работы следящего измерителя за счет повышения стабильности его работы, что в конечном счете приводит к повышению точности измерений, особенно в переходных режимах, и к некоторому снижению стоимости за счет сокрашения 2О ,объема оборудования.

Формула изобретения

Цифровой следящий измеритель периода и девиации периода, содержащий реверсивный счетчик, разряды котороiro соединены через ключевые элементы параллельного переноса с установочны- у ми входами линейного счетчика, два ,ключевых элемента ввода приращений, выходы которых соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами реверсивного счатчика, опорный генератор, выход которого подключен к счетному входу линейного счетчика, формирователь коротких импульсов, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышейия точности и стабильности работы, в него введены элемент задержки, элемент запрета и дешифра.тор нулевого состоянйя, причем, sxoды элемента, задержки и элемента запрета объединены и подключены к выходу формирователя коротких импульсов, выход элемента запрета соединен с первыми управляющими входами двух ключевых элементов ввода приращений, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам старшего разряда линейного счетчика, выход элемента задержки соединен с управляющим входом. ключевых элементов параллельного переноса, а выход линейного счетчика подключен к входу дешифратора нулевых состояний, выход которого соедчнен со вторым входом элемента,запрета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9300833, кл. G 01 R 17/ОО, 1969.

Авторское свидетельство СССР

9305792, -кл. G 01 R 17/00,