Цифровой периодомер-частотомер

 

Союз Советсинк

Соцналнстнческня

Республнк

< 415667 дЪ!„

К АВТОИ:КОМУ СВИДИ ИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 120279 (21) 2722778/18-21

6 01 R 23/10 с присоединением заявки М

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230381.Бюллетемь Н9 11 (53) УДК 621.31,.7 (088.8) Дата опубликования описания 230381 (72) Авторы изобретения

А. С. Глинченко, M. К. Чмых и С. В. Чепурн (71) Заявитель

Ерасноярский политехнический институт (54 ЦИФРОВОЙ ПЕРИОДОМЕР-ЧАСТОТОИЕР

Изобретение относится к радиоизмерению и может быть использовано для построения широкодиапазонных цифровых измерителей частоты и периода электрических сигналов..

Одной из ведущих тенденций развития цифровой измерительной техники является широкое внедрение микроэлектронных вычислительных устройств, для обработки первичной измерительной информации и программного управления работой прибора и разработка на их основе многофункциональных измерительных приборов, обеспечивающих комплексное измерение широкого15 круга параметров сигналов. Укаэанные возможности особенно расширились в связи с появлением микропроцессоров. Наиболее эффективное применение вычислительных средств может быть 2О достигнуто при измерении ряда взаимосвязанных параметров сигналов и, в частности, их временных характерис" тик периода, частоты, времени запаздывания, интервалов времени и скваж-25 ности, определяемых путем микропроцессорной обработки минимально необх димого объема первичной информации.

Известны устройства, содержащие фор1 мироват ели, ключи, генера тор и счетчикЩ.30

Недостаток известных устройств низкая точность измерения.

Наибол"=е близким по своей техни.ческой сущности является устройство, содержащее формирователь импульсов, первый ключ, счетчик числа периодов, генератор образцовой частоты, второй ключ, счетчик импульсов, триггер пуска, основной элемент совпадений и управляемый триггер f2).

Недостаток известного устройства— низкая точность измерения .

Цель изобретения — повьааение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что цифровой периодомер-частотомер, содержащий последовательно соединенные формирователь импульсов, первый ключ и счетчик числа периодов, последовательно соединенные генератор образцовой частоты, второй ключ и счетчик импульсов, триггер пуска, основной элемент совпадений и управляемый триггер, введены дополнительный элемент совпадений и последовательно соединенные блок управления и вычислительный блок, второй вход которого подключен к выходу счетчика числа периодов, второй вход послед815667, тнего соединен с первым входом вычислительного блока, третий вход которого подключен к выходу счетчика импульсов, второй вход которого соеди- нен со вторым выходом блока управления, вход последнего подключен к второму входу первого ключа, к второму входу второго ключа и к выходу управляемого триггера, второй вход которого соединен с выходом дополнительного элемента совпадения, первый вход которого подключен к второму вы- 1О ходу триггера пуска, при этом второй ,вход дополнительного элемента совпадения соединен с вторым входом основного элемента совпадения и с выходом формирования мипульсов. 15

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого цифрового периодомера-частотомера.

Периодомер-частотомер содержит формирователь 1 импульсов, первый . 2О электронный ключ 2, счетчик 3 числа периодов, вычислительный блок 4, генератор 5 образцовой частоты, второй электронный ключ б и счетчик 7 импульсов, блок 8 управления, триггер пуска 9, основной элемент 10 совпадения, дополнительный элемент 11 совпадения и управляемый триггер 12.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 3 и

7 находятся в нулевом состоянии.

По команде "Пуск" триггер 9 пуска устанавливается в единичное состояние и открывает элемент 10 совпадения. Первым. импульсом начала периода И с выхода формирователя 1 управляемый триггер 12 также устанавливается в единичное состояние и открывает электронные ключи 2 и б. С этого момента начинается цикл измерения. 40

Импульсы с выхода генератора 5 образцовой частоты fö поступают через второй электронный ключ б на счетчик

7. К выходу одного из разрядов счетчика 7 подключен второй вход триггера 9 пуска. Через заданное время

Nt0, определяемое кодом счетчика N на момент заполнения соответствующего разряда, импульсом с выхода этого разряда триггер 9 пуска устанавливается в нуль, закрывает элемент 10 О совпадений и открывает дополнительнф элемент 11 совпадений. Ближайшим импульсом начала периода с выхода формирователя 1 управляемый триггер

12 переводится в нулевое состояние И и закрывает электронные ключи 2 и б. На этом цикл измерения заканчивается. Время измерения при этом равно е 3 =Nt t zt = t»„0+ а = пТк, где t »„= NTn; д t (" во Tg - про- 60 иэ веде йй е дробной части отношения — на Т„ . Время измерения кратно периоду сигнала и остается практическ ки неизменным и равным tèþè, ь и о иЗко, цри Т.„ (О, 1-0, 2) N to . .При Тк > "tn время измерения t„ ì -Тх, z e ° np бор автоматически переходит на режим измерения по одному периоду сигнала.

В паузе между измерениями, код записанный в счетчике 7 за вре*о мя измерения t„», и код и, записанныи в счетчике 3 числа периодов, по команде с блока 8 управления вводится в вычислительный блок 4. В режиме измерения периода вычислительный блок

4 производит деление кода (nTx )/to на код и и умножение результата на некоторый масштабный множитель d., обеспечивающий непосредственный отсчет периода сигнала Т в еди чцах времени. В режиме измерения ч :тоты вычислительный блок 4 осущест.:яет деление кода и на код (nT„)/t, и умножение результата на масшта . ный множитель Я, обеспечивающий непосредственный отсчет частоты в Гц, кГц или МГц.

Относительная погрешность измерения данного прибора в режиме усреднения определяется как о -, = и

+о ттт1 при n= она равна: 8 = о / изб. °

Погрешность практически не зависит от частоты сигнала на частотах выше некоторого значения F„= (5- .1О)/Ф )

При Fx c. F> погрешность уменьшается по мере понижения частоты сигнала.

Следует заметить, что для цифрового частотомера с непосредственным счетом числа периодов частоты за калиброванный интервал времени, погрешность дискретности равна (1j:

8 - Tq/ „,„. При Tx> to или (Fx fo) погрешность такого частотомера оказывается больше, чем у предлагаемого.

В отличие от периодов с усреднением эа и периодов сигнала, где n = 10", предлагаемый периодомер-частотомер может работать в широком диапазоне частот, без каких-либо коммутаций с практически не зависящей от частоты погрешностью измерения.

Формула изобретения

Цифровой периодомер-частотомер, содержащий последовательно соединенные формирователь импульсов, первый ключ и счетчик числа периодов, последовательно соединенные генератор образцовой частоты, второй ключ, счетчик импульсов, триггер пуска, основной элемент совпадений и управляемый триггер, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения в него введены дополнительный элемент совпадений и последовательно соединенные блок управления и вычислительный блок, второй вход которого подключен к выходу счетчика числа периодов, второй вход последнего соединен с первым входом вычислительного блока, третий вход

815667

Составитель Л. Воронина

Редактор В. Лазаренко ТехредН.Власенко Корректор„Н. Стец

Заказ 1030/76 Тираж 732 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 которого подключен к выходу счетчика импульсов, второй вход которого соединен со вторым выходом блока управления, вход последнего подключен к второму входу первого ключа, к второму входу второго ключа, и к выходу управляемого триггера, второй вход которого соединен с выходом дополнительного элемента совпадения, первый вход которого подключен к второму выходу триггера пуска, при этом второй вход дополнительного элемента ."овпадения соединен с вторым входом основного элемента совпадения и с вы" одом формирователя импульсов.

Источники информации, чринятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

256866, кл. С 01 R 23/10, 20.11.67.

2. Аппаратура для частотных и временных измерений. Под ред. A,Ï.Ãîðøкова, M., "Советское радио", 1971.