Устройство для цифрового измерения частоты

 

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсииз

Соцмапистмчесимк

Респубвми

oi)859945 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (51)/Й. Кл. (22) Заявлено 01.08.77 (21) 2513560/18-21

G О1 R 23/10 с присоединением заявки .%—

3фсударстенаый квмктет

СССР (23) Приорнтет—

Опубликовано 30.08 81 Бюллетень № 32 йо делам излбретавий и вт«рытий (53) ИK 321.317. .361 (088.8) Дата опубликования описания 30.08.81 (72) Автор изобретения

В. Д. Энтин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к автоматике и контрольно-измерительной технике, в частности к измерению и контролю параметров технологи-, ческих процессов в информационно-измерительных системах и автоматических системах управления, использующих датчики частоты.

Известно устройство для измерения мгновенной частоты, у которого необходимая гиперболическая характеристика преобразования периода в частоту f < - g j Г достигается применением цифроаналоговых преобразователей (1) .

Недостатками такого устройства являются зависимость результата измерения от стабильности эталонного источника напряжения, высокие требочания к быстродействию ключей, входящих в цифроаналоговый преобразователь, требование высокой точности измерительных блоков и т.д.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату .является устройство для измерения частоты, содержащее входной формирователь, формирователь команд, управляемый делитель, генератор эталонной частоты, счетчик-делитель, регистрирующий блок и вентили. Измерение мгновенной частоты в таком устройстве осуществляется посредством формирования временного интервала, равного периоду измеряемой частоты и заполнения его импульсами эталонной частоты, преобразуемыми в коэффициент деления управляемого делителя частоты, последующего деления на него эталонной частоты и подсчета количества импульсов поделенной частоты за эталонный временной интервал в качестве результата измерения (2) .

Недостатки такого устройства заключаются в низком быстродействии при недостаточной его точности.

Пель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что устройство для цифрового измерения частоты, содержащее входной формирователь, выход которого

20 соединен с первыми входами формирователя команд управления и первого вентиля, выход последнего соединен с управляющим входом

I управляемого делителя, подключенного к регистрирующему блоку, генератор эталонной частоты, 3 85 выход которого соединен со вторым входом формирователя команд управления и первым входом второго вентиля, выход последнего соединен с импульсным входом управляемого делителя, первый выход формирователя команд управления соединен со вторым входом второго вентиля и с первым входом третьего вентиля, выход которого соединен со входом счетчика-делителя, выход последнего подключен к третьему входу формирователя команд управления, второй выход которого соединен с установочными входами регистрирующего блока, содержит дополнительный счетчик-делитель, I счетный вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, установочный вход соединен с третьим выходом формирователя команд управления, а выход соединен со вторыми входами первого и третьего вентилей.

На фиг. 1 приведена функциональная блоксхема устройства для цифрового измерения частоты; на фиг. 2 — временная диаграмма выходных сигналов соответствующих функциональных узлов на фиг. 1.

Предлагаемое устройство состоит из входного формирователя 1, генератора 2 эталонной частоты, формирователя 3 команд управления (ФКУ), счетчиков-делителей 4 и 5, вентилей

6-8, управляемого делителя 9, регистрирующего блока 10. Формирователь 1 и генератор 2 эталонной частоты подключены к формирователю 3 команд управления, подсоединенного одним выходом к счетчику-делителю 4, второй вход ко-. торого связан с генератором 2, а выход подключен к вентилям 6 и 7, другой выход формйрователя 3 команд управления подключен к вентилю 6, соединенному выходом со счетчиком-делителем 5, выход. которого связан со входом формирователя 3, и к вентилю 8, второй вход которого подключен к выходу генератора 2, а второй вход вентиля, 7 — к выходу формирователя 1. Выходы вентилей 7 и 8 подключены через улравляемый делитель 9 к регистрирующему блоку 10. На фиг. 2 показаны выходные сигналы в точках 11 — 17 схемы. . Устройство работает следующим образом.

Входной формирователь 1 формирует импульс, длительность которого равна периоду измеряемой частоты Т . По переднему фронту этого импульса формирователем 3 команд управления производится установка счетчика-делителя 4 в исходное состояние. Одновременно открывается первый вентиль 7 управляемого делителя 9, и импульсы эталонной частоты fo от генератора 2 через счетчик-делитель 4 начинают поступать на управляющий вход делителя 9.

За время Т < на управляющий вход делителя 9 поступает импульсов

КХ=(fo JH)T, 9945 4 где n — коэффициент деления счетчика-делителя 4.

По окончании интервала Тх формирователь 3 формирует импульс сброса счетчика-делителя 4, чтобы использовать его для формирования эталонного интервала времени Т, и импульс установки в исходное состояние регистрирующего блока 10.

После сброса счетчика-делителя формирователь 3 формирует начало интервала Т, подавая команду разрешения на вентили 6 и 8.

По этой команде частота f0 начинает поступать через счетчик-делитель 4 и вентиль 6 на счетчьк-делитель 5 с коэффициентом деления е, определяемым из условия

T =(w в)/f

Одновременно частота fo поступает через второй вентиль 8 управляемого делителя на импульсный вход делителя 9 и далее на регистрируэп ющий блок 10.

Концом измерения, а также концом интервала Т> служит импульс переполнения счетчика-делителя 5, который подается на третий вход формирователя 3 команд управления, закрывая вентили 6. и 8 и тем самым прекращая измерения.-Результат измерения выражается количеством импульсов, поступающих на вход регистрирующего блока 10. их 6 /K )т2 итаФ

ЭО Таким образом, крутизна характеристики преобразования в и раз выше, чем при изме-. рении средней частоты. Это позволяет либо в п раз увеличивать точность измерения при том же быстродействии, что у известного устройства, либо при той же точности (т.е. том же значении кода Ny при одной и той же измеряемой частоте f х,) в и раз уменьшать время Т, увеличивая быстродействие, либо частична улучшать оба параметра измерения.

<о

Формула изобретения

Устройство для цифрового измерения частоты, содержащее входной формирователь, выход которого соединен с первыми входами формирователя команд управления и первого вентиля, выход последнего соединен с управляющим входом управляемого делителя, подключенного к регистрирующему блоку генератор эталонной частоты, выход которого соединен со вторым входом формирователя команд управления и первым входом второго вентиля, выход последнего соединен с импульсным входом управляeMoro делителя, первый выход формирователя команд управления соединен со вторым входом второго вентиля и с первым входом третьего вентиля, выход которого соединен со входом счетчика-делителя, выход последнего подключен

Источники информации, принятые во внимание при зкснергизе

1. Ермолов Р. С. Цифровые частотомеры.

"Энергия", Л., 1973, с. 13.

2. Авторское свидетельство СССР У 467287, кл. G 01 R 23 02, 1975 (прототип).

Чи,и.а

ВНИИПИ Заказ 7540/68 Тираж 732 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 859945 6 к третьему входу формирователя команд управ- команд управления, а выход соединен со втоления, второй выход которого соединен с ус- рыми входами первого и третьего вентилей, тановочными входами регистрирующего блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, устройство содержит дополнительный счетчик-делитель, счетный вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, установочный вход соединен с третьим выходом формирователя