Устройство для измерения частоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБР ЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >733390

Союз Советских

Социалистических

Республик

6 (51) i1 Кл г G 01 R 23(00 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.10.77 (21) 2529244/18-21 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень ¹ 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.80

Государственный комитет (53) УДК 621.317.76 (088.8) по делам изобретений и DTKpblTIIK (72) Авторы изобретения

В, В. Печении, А. А. Чумаченко и Л. А. Краснов

Харьковский авиационный институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения частоты в ш ироком диапазоне значений.

Известен цифровой панорамный измеритель частоты, содержащий последовательно соединенные канал преобразования сигнала в цифровую форму, ДПФ-процессор, квадратор и блок поиска максимального спектрального отсчета (1).

Определение частоты указанным устройством производится с невысокой относительной точностью (до 3 — 4 знаков). Недостатком этого устройства является его большой аппаратурный объем, а преимуществом — получение оценок частоты в реальном масштабе времени.

Известен также автоматический полосовой измеритель частоты, содержащий 20 последовательно соединенные ключ, счетную схему, индикатор достижения частотного диапазона и блок измерительных интервалов времени, причем выход блока измерительных интервалов времени соединен с управляющим входом ключа. Для индикации результатов измерения предусмотрен дисплей, соединенный с выходами счетной схемы и блока измерительных интервалов времени (2).

Измерение проводится с точностью до одного процента (пзмерительная процедура прекращается в случае, если старшая десятичная цифра не равна нулю). К недостаткам данного измерителя относятся его значительная технологическая сложность и невысокая точность, измерений. Кроме того, указанному измернтелю свойственна низкая помехоустойчивость (в случае малых отношений сигнал помеха измеритель подсчитывает -висло выбросов смеси сигнала и шума, lIppnbIIlIBIQLIIIIx определенный уровень).

Наиболсе близи|им по технической сущности к изобретению и способным обеспечить тот же уровень точности измерений, что и упомянутые устройства, является измеритель чатоты — периодомер, содержащий последовательно соединенные огравичитель измерительного сигнала, вентиль, счетную схему и пересчетное устройство, а также генератор счетных импульсов, выход которого подключен к второму входу вентиля (3).

Указанное устройство подсчитывает количество импульсов генератора, прошедших через вентцlb в течение положительного полуперпода измерительного сигнала.

С помощью пересчетной схемы результат измерения представляется в значениях частоты. Точность измерения определяется

731390

l0

Зо

60 соотношением периодов измерительного сигнала и периода следования счетных импульсов. Преимуществом измерителя является небольшой аппаратурный объем, а недостатком — низкая помехоустойчивость.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее ограничитель, генератор счетных импульсов, выход которого соединен с первым входом вентиля, выход вентиля через счетный блок соединен с входом пересчетной схемы, введены последовательно соединенные формирователь импульсов, генератор прямоугольных импульсов, блок сравнения и интегратор, выход которого подключен к управляющему входу генератора прямоугольных имп ульсов, выход которого соединен с вторым входом вентиля, а выход ограничителя подключен к входу формирователя импульсов и одному из входов блока сравнения.

Блок-схема устройства представлена на чертеже.

Устройство для измерения частоты содержит ограничитель 1, формирователь 2 импульсов, генератор 8 прямоугольных импульсов, блок 4 сравнен ия, интегратор 5, выход которого подключен к управляющему входу генератора прямоугольных импульсов, выход опраничителя соединен с вторым входом блока сравнения, а также последовательно соединенные вентиль б, счетный блок 7 и пересчетную схему 8, причем к второму входу вентиля подключен выход генератора 9 счетных импульсов.

Работает устройство следующим образом.

Поступающий на вход измерителя частоты сигнал ограничивается ограничителем 1.

Формирователь 2 формирует короткие импульсы в момент перехода ограниченным колебанием через нулевой уровень с положительной производной. Эти импульсы запускают генератор прямоугольных импульсов, который формирует импульс положительной полярности длительностью Т. В блоке 4 сравнивается длительность п оложительного полупериода ограниченного измерительного сигнала и импульсов с выхода генератора 8 прямоугольных импульсов.

В случае несовпадения длительностей вырабатывается соответствующий сигнал рассогласования, через интегратор 5 осуществляющий перестройку импульсов генератора 8 в нужном направлении. В установившемся режиме длительность импульсов генератора 3 постоянна и равна половине периода измерительного сигнала, в отлич ие от импульсов флуктуирующей длительности на выходе ограничителя 1. С помощью вентиля б и счетного блока 7 подсчитывается количество импульсов генератора 9 счетных импульсов за интервал цремени, соответствующий половине периода измерительного сигнала — длительности импульса положительной полярности с выхода генсратора 8 прямоугольных импульсов.

Пересчетная схема 8 путем соответствующих вычислений представляет результат измерения в значениях частоты.

Совокупность дополнительно введенных в схему измерителя частоты (периодомера) элементов в описанной их взаимосвязи представляет собой кольцо автоматического слежен ия за длительностью полупериода измерительного сигнала. Отдельные элементы указанного следящего кольца с успехом могут быть реализованы на основе известных импульсных устройств, а все устройство в целом — в интегральном исполнении. Например, схема сравнения осуществима на основе триггера, генератор прямоугольных импульсов — в виде последовательно соединенных модулятора АИМ и время-импульсного преобразователя ВИП, причем модуляция осуществляется напряжением с выхода интегратора.

Сравнительный анализ настоящего устройства и известного (3) измерителя частоты показал, что помехоустойчивость данного устройства существенно выше, при сохранении той же точности измерений, которая достигалась в известном устройстве.

Формула изобретения

Устройство для измерения частоты, содержащее ограничитель, генератор счетных импульсов, выход которого соединен = первым входом вентиля, выход вентиля через счетный блок соединен с входом пересчетной схемы, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены последовательно соединенные формирователь импульсов, генератор прямоугольных импульсов, блок сравнения и интегратор, выход которого подключен к управляющему входу генератора прямоугольных импульсов, выход которого соединен с вторым входом вентиля, выход ограничителя подключен к входу формирователя импульсов и одному из входов бло,ка сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. P IEEE Transaction on enform. Theory. V.11-20, М 1, 1974.

2. Патент США К 3917927, кл. Н 03 К, 13/20, 04.11.7,5.

3. Сиробаба Л. Л. и др. Основы теории радиотехнических измерений параметров движения. МО СССР, 1971.

731390

Составитель Л. Плетнева

Техред В. Серикова

Редактор Е. Караулова

Корректор С. Файн

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 363/581 Изд. № 261 Тирах« 1033 Подписное

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

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