Способ измерения частоты периодических сигналов

 

ОЛMCÀÈÈÅ

ИЗОБРЕТЕииЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 170478 (21) 2624415/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150ч80 Бюллетень № Зд

Дата опубликования Описания 15.09.80

23/10

Государственный комитеT

СССР ло делам итобрететтттй и открыти и (53) УДК 821.317.7 ! 088. 8j (72) Авторы изобретения

В. И. Емельяненков, B. 11. Вишневский, B. В. Из ох и т 1 Розанов (71) Заявитель (54 ) СтнОСОБ ИВтт1ЕРЕИИГ1 тт СТСт Г11 ИЕт>И,<1.„

СИ Р К,атт О В

Изобретение относится к кантроль— но-измерительной технике и может быть использовано при измерении частоты электрических колебаний.

Известны сггтособы измерения Настоты, основанные на подсчете числа импульсов измеряемой частоты за известный интервал времени (11 .

Диапазон измеряемых такитти способами частот ограничен бьтстрадействи- 1О ем счетных схем.

Известен способ измерения частоты, основанный на сравнении во времени послецовательностей импульсов измеряемой и эталонной частот и подсчете 15 количества периодов этих сигналов между совпадениями их импульсов (2) .

Диапазон измер=.емых таким способом частот огранитген сверху из † необходимости подсчета числа периодов из-20 меряемой частоты, что затруднительно ввиду сложности создания быстродействующих счетчиков числа периодов.

Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых частот, 25

Для этого по способу, основа.иному на сравнении ва времени послецователькостей импульсов измеряемой и эталонной частот и подсчете количества периодов эталонной частоты между совпа-39 цениямк импульсов этих сигналов, доП ОЛ НИ Т ЕЛ Ь Н О П 0 С Л =. ÄO Ý ñi Т ЕЛ Ь Н О С Т Ь H M пульсов измеряемой часI оты ""pà==.— кивают ва времени с пос:: едоБагельностью нмпульco Бтар эталонной,астсты, подсчи-11Бают количpство . .е исцОB БтарОй

Э Т аЛО Н 11 Ой ЧаСТОТЫ МЕБГД т С 3 Б П аДЕ Н H II ÌÈ ттМПуЛЬСОВ ЭТИХ СНГНаЛОБ H IO реэугтЬТатаи ПОДСЧЕТОВ И РаЗHCCYH Г.Е}»»КО дОВ пер БОй к БтОрОй эт а тoi:"ных I:"»còoò определяют измеряемую частот.

СутюкастЬ СПОСОба ЗаКЛЮЧаЕтея Га следуюгцем. И сигнала изме1 немой частоты f H днух: эт.аланнык СигнаЛОБ f1 и т.т ст рттиву1от посттецователь нссть импульсов соответственна с

ПЕРИОДаМИ Слт ЦОБаетнЯ Т К = 1 У т

I 1 = 1/ т H Т = 1/fg . Длите THHOC»rb формируемых имп;льсов е, = Т 2.

При roiI разность Her- Ho 0 частот составляет тз 1 (Б 7 = Т,, -Т,1.

Вели .ина а Т зависит От измеряемой частоты о"Г i . 2.

Вр&IPHHoé ин Bðвал Т. межцу cod паденкями кмпульсoâ двух периoqHHecких паследова.тельнасте11 равен ттиcлу ттериОДОБ одHoé и 3 пс лецсвателт,нОс— гей мсзкцу выбранным кали Pcтвам совпадений, умноженному :-.=. Бе=и ... ну пе763807 риода этой последовательности. Это справедливо для обеих сравниваемых последовательностей, поэтому с йх х

1 1 где Т = — и Т = — — периоды

f„ сравниваемых первой эталонной и из-, .,меряемой частот; N < и и z — количество периодон между выбранным количеством совпадений импульсов соответственно первой эталонной и измеряемой частот.

Период первой эталонной частоты (2) Т, = ктх+ьт, Ьт=т -т, (3)

Временной интервал (1) между совпадениями импульсов измеряемой и каждой эталонной частот с учетом уравнений (2) и (3) определяется следующим образом:

) Т й„=") И„=к 1 й„+лЧ М

1," )" и = ) и =к Гй +5òé,+ (и, (4) х х 2 2

Преобразуя ураннения (4), получают Г„(й „- к и „) = и „ь Т т„(й„- й,)-..й,! т 8 )

Число совпадений импульсов эталонной и измеряемой последовательностей =йх х„Если взять временные интервалы, в которых числа совпадений импульсов измеряемой частоты с импульсами обеих эталонных частот одинаковы, то, приравняв правые части уравнений (5)„ получают (йг о" Ч = й1-И2

При подстановке полученного, Ат (б) н первое уравнение (5 соотношение для определения ны измеряемой частоты

m (й,-N ) и И BT 5 значения

)получают величиВ связи с тем, что,Т может принимать как положительные, так и отрицательные значения, положительным значе- 65 где к — коэффициент кратности измеряемой и э т алон ной частот, к

1,2, 3,..., и, а) дт) «Т /2, ЬТ вЂ” временх ной интервал,. алгебраически суьютируемый с целым числом периодов измеряемой частоты (для выполнения равенства 2).

Периоды Т, и Т первой и второй эталонных частот отличаются на вели7 Г чину расстройки ниям 5 Т, определяемым соотношением (4), могут соотнетстнонать отрицательные значения величины ьй = N — и и наоборот. Так как m всегда положительно, значение измеряемой частоты, определяемое из соотношения (7), может оказаться отрицательным. Для получения однозначности в соотношении (7) величины

Бт и лN необходимо брать всегда положительными, что принодит к соотношению й2 й,й,!а г) (8) На чертеже гредставлена структур, ная схема одного из возможных вариан— тов реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит генераторы 1 и 2 эталонных сигналов, которые через формирователи 3 и 4 импульсов соединены с первыми входами схем

5 и б совпадения. Формирователи

3 и 4 через ключи 7 и 8 соединены со сч""..ò÷èêàìè 9 и 10. Вторые входы схем совпадения объединены и через формирователь 11 импульсов соединены с источником входного сигнала. Выходы схем совпадения подключены к первым управляющим входам и к входу схем 12 и 13 регистрации выбранного количества совпадений, выходы которых соеди— нены с вторыми управляющими входами ключей.

При первом совпадении импульcGB и3меряемой частоты с импульсами эталонных сигналов схемы совпадения независимо друг от друга открывают ключи и импульсы эталонных сигналон поступают на счетчики 9 и 10. Сигналы со схем совпадения подаются на схемы 12 и 13 регистрации выбранного кблиЧества совпадений (выполненные, например, в виде счетчика). По достижении на выходе каждой из схем 5 и б m-ro совпадения импульсов сравниваемых последовательностей схемы регистрации выбранного количества совпадений независимо друг от друга закрывают ключи 7 и 8 и подсчет количества периодон N (и N 7 эталонных сигналов счетчиками 9 и 10 прекращается.

Числа m, и, N g и величина расстройки 6 Т периодов генераторов эталонУстройство лля измсрения частоты периодических сигналов работае следующим образом.

На перные входы схем 5 и б совпадения и ключи 7 и 8 подаются сигналы генераторов 1 и 2 эталонных сигналов, преобразованные в формирователях 3 и 4 н импульсную последовательность.

Одновременно на вторые входы схем совпадения подается последовательность импульсов измеряемой частоты Г„, сформированная в формирователе 11 импул .ñoç.

763807

Формула изобретения

Составитель В. Новоселов

Техред Н.Ковалева Корректор С. Шекмар

Редактор Т. Юрчикова

Заказ 6274/39

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 ных сигналов поступают в электронно-цифровой вычислитель (ЭЦВ), производящий определение измеряемой частоты по формуле (8).

Возможны другие варианты реализации предлагаемого способа, направленные, например, на сокращение функциональных узлов, в частности схем совпадения, счетчиков и т.д.

Таким образом, предложенный способ позволяет определить значение измеряемой частоты подсчетом только числа периодов двух эталонных час.тот, значение которых определяется иэ возможностей технической реализации быстродействующих формирователей и счетчиков числа периодов.

Устраняется необходимость подсчета числа периодов измеряемой частоты, что существенно расширяет диапазон измерений частот в сторону их увеличения.

Способ измерения частоты периодических сигналов, основанный на сравнении во времени последовательностейй импульсов из измеряемой и эталонной частот и подсчете количества периодов эталонной частоты между совпадениями импульсов этих сигналов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых частот, последовательность импульсов измеряемой частоты дополнительно сравнивают во времени с последовательностью импульсов второй эталонной частоты, подсчитывают количество периодов второй эталонной частоты между совпадениями импульсов этих сигналов и по результатам подсчетов и разности периодов первой и второй эталонных частот определяют измеряемую частоту.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кушнир Ф.В. и др. Измерение в технике связи, М., "Связь", 1976, с. 273.

2. Авторское свидетельстэо СССР

Р 355579, кл. G 01 R 23/10, 1971.