Способ измерения частоты следования периодических импульсов

 

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i l) 746316

Союз Советскии

Социалистические

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено03.05.76 (21) 235547S/18-21 (5l ) M. Кд.

Ст 01 Я 23/02 с присоединением заявки №

Гааудерстввииый комитет.

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 08.07.80 по делам изобретений и открытий (Ьз) ДК 621. .317.768 (088. 8) (72) Автор изобретения

А. Г. Буянов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТО 1Ы СЛЕДОБАНИЯ

ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ

Способ измерения частоты следова- ния периодических импульсов относится к измерительной технике. Он может быть использован при разработке измерителей частоты.

В автоматизированных измерительных и системах, где процесс сбора и обработки измерительной информации осуществляв ся без участия оператора, остро встает вопрос об измерении частоты, порядок т0 величины которой заранее неизвестен или измеряется в широком диапазоне.

Известен способ выбора диапазона при измерении частоты счетно-импульсным ме- тодом, основанный HG измерении частоты методом подсчета периодов измеряемой частоты в образцовом интервале времени

t1J.

Однако этот способ не обеспечивает высокого быстродействия при измерении низких частот.

Из известных способов наиболее близкий по технической сущности к изобретению способ измерения частоты,по ко торому перед измерением задают число периодов измеряемой частоты, определяюGlHK заданную точность, затем формируют временной интервал измерения равным заданному целому числу периодов измеряемой частоты, накапливают периоды эталонной частоты в течение этого целого числа периодов 12, Частота, измеренная указанным способом, представляется в виде двух величин:

Ц - количество заданных периодов измеряемой частоты, Й вЂ” числа. периодов эталонной часЭ тоты, накопленных за интервал измерения.

При этом текущая относительная погрешность измерения выражается формулой к Э д

Э где 5 — относительная нестабильЭ ность генератора эталона частоты.

74631

Недостатком указанйого способа изме-.

pew частоты является то, что перед измерением необходимо в зависимости от величины измеряемой частоты и требуемой точности рассчитывать число периодов измеряемой частоты иэ соотношения, .

Тх Йз)7Э Иэъ (fl и и -1(х1 Тэ эь(), где N — число, определяющее заданную точность измерения, Т, - величина периода измеряемой частоты, 15

T — величина периода эталонной частоты, Причем величину М > стремятся выбрать из соотношения

3 (4 э N N(5) что, ы обеспечить требуемое быстродействие. Это рассчитанное число вводят перед измерением. Такая операция исключает возможность автоматизации процесса измерения, а для случая, когда частота измеряется в широких пределах и порядок частот неизвестен в каждый элемент, этот способ не обеспечивает измерение с требуемыми быстродействием при заданной точности. Действительно, исходя из соотношения (3) можно рассчитать Я для наивысшей измеряемой частоты, но при этом получается, что точность измерения при всех значениях измеряемых частот будет выполняться, но быстродействие при измерениях средних и низких частот окажется низким.

Цель изобретения -повышение быстро40 действия при заданной точности измерения в широком диапазоне измерения частот ы.

Поставленная цель достигается тем, что по способу получения частоты следова45 ния, основанному на накоплении периддов эталонной частоты во временном "интервале измерения, равном целому числу периодов измеряемой частоты, временной интервал измерения формируют равным сумме двух временных интервалов-эталонного интервала, равного заданному числу периодов эталонной частоты, и интервала времени, отсчитанного от конца эталонного интервала до начала ближайшего периода

55 измеряемой частоты, и одновременно накапливают периоды измеряемой частоты во временном интервале измерения.

6 ф

Предлагаемый способ характеризуется следующей совокупностью операций: устанавливают число периодов эталонной частоты, определяющее точность измерения формируют временной интервал измерения равным сумме эталонного интервала т отсчитанного от начала периода измеряемой частоты и равного заданному числу периодов эталонной частоты, и интервала, отсчитанного от конца эталонного интервала до начала ближайшего периода измеряемой частоты, одновременно накапливают периоды эталонной и измеряемой частоты в интервале измерения.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы.

Оно содержит входную шину 1 источника частотно-импульсного сигнала, шину

2 пусковых импульсов, блок 3 управления, генератор 4 эталонной частоты, первый счетчик 5, второй счетчик 6, блок 7 сравнения, установочные входы 8 блока сравнения,9 и 10 — выходы счетчиков

5 и 6.

В исходном состоянии счетчики 5, 6 обнулены и перед началом измерения по входам 8 подают на блок 7 сравнения код, величина которого обусловливает требуемую точность измерения..

Устройство работает следующим образом. С приходом пускового сигнала по шине 2 блок 3 управления подключает импульсы измеряемой частоты на вход первого счетчика 5, который начинает подсчитывать импульсы измеряемой частоты.

Блок 3 управления по началу первого импульса, подсчитанного счетчиком 5, формирует начало интервала измерения и подключает генератор 4 эталонной частоты ко входу второго счетчика 6, который начинает подсчитывать импульсы эталонной частоты. По накоплении. в счетчике количества импульсов (периодов): эталонной частотМ, численно равного установленному коду по входам 8, срабатывает блок 7 сравнения и выдает управляющий сигнал на блок 3 управления, который отключает подачу импульсов измеряемой частоты на вход счетчика 5,;

Счетчик 5 прекращает счет импульсов измеряемой частоты, но счетчик 6 продолжает подсчет импульсов (периодов) эталонной частоты.

746316 риод измеряемой частоты; максимальный интервал измерения составляет 1М, „ = макс

-- T3N+тх °

Г1ри поступлении импульса измеряемой частоты, пришедшего после появления сигнала с блока 7 сравнения, блок

3 управления формирует окончание временного интервала измерения и отключает импульсы эталонной частоты от входа счетчика 6. На этом цикл измерений за-, канчивается, В результате измерения на счетчике 5 накапливается количество периодов измеряемой частоты, содержащихся в измерительном стробе, а на счетчике 6 — количество периодов эталонной частоты, содержащихся в измерительной стробе . Эти величины выдаются с выходов 9 и 10 счетчиков 5 и 6. 15

На фиг. 2 представлена временная диаграмма работы устройства, реализующего предлагаемый способ, rae t,e временной интервал, равный установлен= ному числу периодов эталонной частоты, jg а и — число, установленное по входам 8, K„T „,K Ткг,К Т,. - epeMemsre и Тервалы измерения для различных частод

К „, K „ К . — количество периодов измеряемой частоты, накопленных счет- 25 чиком 5 при измерении различных значений частот;

N э, N эг эЗ количество периодов. эталонной частоты, накопленных счетчиком 6, при измерении различных частот. 30

Так .как йз Мзг Я Ъ g текущая относительная погрешность измерения всегда меньше заданной, т.е.

c — + ктек "э и

Из временной диаграммы можно установить: временной интервал измере1 ния частот 5 (к) > составляетТзМ-27 К; тэй

Э Э 40 временной интервал измерения

1 частот f (х) 6 " составляет один петэн

Таким образом существенно увеличивается быстродействие при заданной точности измерения. Верхняя граница измеряемой частоты будет определяться емкостью счетчика 5, нижняя граница — емкостью счетчика 6 и величиной периода эталонной частоты.

Формула изобретения

Способ измерения частоты следования периодических импульсов, основанный на накоплении периодов эталонной частоты во временном интервале измерения, равном целому числу периодов измеряемой частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при заданной точности измерения в широком диапазоне измерения частот, временной интервал измерения формируют равным сумме двух временных интервалов — эталонного интервала, равного заданному числу периодов эталонной частоты, и интервала времени, отсчитанного от конца эталонного интервала до начала ближайшего периода измеряемой частоты, одновременно накапливают периоды измеряемой частоты в этом временном интервале измерения.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

М 189947, кл, Я 01Я 23/00, 1966.

2. Кузнецов Л. И. Основы построения. автоматизированных систем контроля сложных объектов. М., Энергия", 1965, с. 95-98.