Устройство для измерения периода сигнала

 

ОП ИСАНИЕ

ЙЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СИИДИТИЗЬСТВУ

Союз Соаетсммк

Соцкапнс тически к респубпмм

<и 875299 (61 ) Дополнительное к авт. санд-ву (Я)М. Кл. (22) Заявлено 01.02. 80 (21) 2876519/18-21 с прмсоедмнеммем замаки.рм (23) Приоритет

G 0l R 25/00

В удврствеввыа

СССР ио лелем нзееретевв)1 и открытей (53) УД K 621 . 31 7 (088.8) Опубликовано 23. )0.8.), бюллетень J4 39

Дата опублнкованмм описания 25. 10.81 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРИОДА СИГНАЛА

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может. быть исполь- . зовано для измерения периода и частоты сигналов с повышенной точностью и помехоустойчивостью.

Известно устройство цифрового измерения периода, основанное на занолне нии интервала времени измерения, равного целому числу периодов, счетнымн импульсайи, причем интервалы разбива- 1О ют на вспомогательные интервалы, заполняют их счетными импульсами, количество которых в каждом последукткем вспомогательном интервале .умножают на весовые коэффипиенты, содержащее фор-т мирователн, генератор образцовой частоты, счетчик реверсивный счетчик, ! арифметическое устройство, блок управ-. ления, сумматор, индикатор Г) 1.

Недостатком устройства является то, что в связи с операцией умножения числа счетных импульсов, подсчитанйых за вспомогательный интервал на весовые коэффициенты, на выполнение которой требуется затратить конечное и значительное время (О l-.l.мС и более), не реализуется высокая точность и помехоустойчивость.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее формирующий узел, генератор образцовой частоты, электронный ключ, времязаданиций ключ н счетчик импульсов (2).

Недостатками этого устройства явля-. ются низкая точность и помехоустойчивость измерения.

Цель изобретения — повышение точности измереттия.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения периода сигнала, содержащее последовательно соединенные формирующий узел, времяэадакший узел, электронный ключ и счетчик, а также генератор образцовой частоты, выход которого подключен кь

8752

Результат первого Результат второго суммирования суммирования

Результат заполнения и подсчета счетных импульсов

И - суммирования

2п,1 +и, Зп,1+2п2 +пэ

4п +Зп,+2п +и

Й = и,+и

N3 — П1 +и., +и

Й4 = " +и +.. +

N = n +n +...+ n .1 2ЗП1+ и< бп,1+Зп +n

10п +бп +Зп +и

5п„ +4п +Зп +2п +и 15п +10п +...+и2. 5 4 6 . 1 второму входу электронного ключа,дополнительно снабжено двумя последовательно включенными сумматорами, а также перемножителем, причем вход первого сумматора подключен к выходу счетчика, вход перемножителя подключен к выходу первого сумматора, выход перемножителя .подключен iso второму входу второго сумматора, а выход времязадающего узла связан с синхронизирующими входами сумматоров и перемножителя.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство для измерения периода

t сигнала состоит иэ формирующего узла 1, времязадающего узла 2, генератора 3 образцовой частоты, электронного ключа 4, счетчика 5 импульсов, пер" вого сумматора 6, второго сумматора 7, перемножителя 8.

Устройство работает следующим об- разом.

Входной сигнал подается на формирующий узел 1, короткие импульсы с вы— хода которого поступают на времязадающий узел 2. Времязадающий узел 2 формирует импульс, равный времени измерения, и синхроиизирующие импульсы для выполнения операции суммирования и пеЗО ремножения.

Короткие импульсы с выхода генератора 3 образцовой частоты поступают на ключ 4. Ключ 4 открывается на время измерения импульсом с выхода времязадающего узла 2. После открытия ключа 4 импульсы начинают поступать на счетчик 5. Число в счетчике 5 накапливается по мере поступления им— пульсов с генератора 3. В моменты времени, задаваемые времязадающим узлом 2 0 с интервалом+ >, результат, записанный в счетчике 5, соответствующий числу подсчитанных счетчиком 5 импульсов, суммируется в сумматоре 6. После

99 4 того, как процесс суммирования в сумматоре 6 закончится, полученный результат суммирования подается в сумматор 7, где также суммируется. Поясним это на примере.

Пусть в какой-то момент очередного поступления импульса синхронизации с выхода времязадающего узла 2 в счетчике 5 оказывается записанным число й„, в сумматоре б — число и „,а в сумматоре 7 — число И ..После подачи сигнала на суммированйе в сумматоре 6 осуществляется суммирование Й и Й °, т.е. в сумматор 6 записывается число

Й .+ N, а в сумматоре 7 производится суммирование N<<< и N><<+N, т.е. в сумматоре 7 окажется записанным число

И+К N Состояние счетчика 5 и ез Ке« сумматоров 6 и 7 на момент следующего суммирования соответствует N. Ki 1 Z

После выполнения (1+1) операции суммирования состояние сумматоров 6 и 7 соответствует

"1Р(, )1,1+ 1 2Ц,„) 1Р„(...)". +<

Считывание состояний счетчика 5 и сумматора 6 производится в течение всего времени измерения. После того, как время измерения закончится состояние сумматора 6 передается на перемножитель 8, где число, соответствующее состоянию сумматора 6, умножается на число, связанное с количеством суммирований и равное К+2/2. После этого состояние перемножителя 8 передается на сумматор, где иэ результата,. соответствующего состоянию перемножи— теля вычитается результат, записанный в сумматоре 7. Полученный результат, соответствующий длительности измеряемого периода, поступает на индикацию.

Рассмотрим результаты первого и второго суммирования, например при

10, представленные в таблице.

875299

Продолжение таблицы

Результат заполнени Результат первого Результат второго и подсчета счетных суммирования суммирования импульсов мирования

1 г

= П,1+П2+ ° ° ° + n6 án„+ 5r +...+n6 21.П.1+15П2+...+П6

7п4 +бп +.. +n 28П„+ 21n +„,.+и, 7 1 2, ""

8 " +n + +nS

8П,1 +7П2+...+и 36п< +28n +,,.+п

2 ""

М = и +п2+ ° ..+п9 9п +8п2+ ..+п9 45n + 36n2+ ° ° +п9

М40 = п +П2+ +п40 10П1 +9П2+ ° ° +и О 55пМ +45п2+."+n«

Формула изобретения

После 10-ro интервала .. измерение заЧ6м канчивается. При этом результат первого суммирования (10П, +9п +...+n )умно2 4о жается на k+1)2, т.е. после операции умножения формируется результат (10п+

+9 +...+n 16. Результат измерения

40 определяется вычитанием результата второго суммирования из результата перемножения, т.е. результат измерения равен (10П4+9пд+8П +7П,1+бп +5П6+4П +

+Зп +2п9+п4о) - (55П4+45П2+Збп +28П4+ +21++15п +10П1+бп8+ЗП9+П1о) =5П1+9П2+

+! 2ng+14n<+15n<+14n +1 2П +9П 9+5П,10.

Таким обраЗОм, устройство обеспечивает весовое усреднение результатов промежуточных измерений-периода, причем весовые коэффициенты удовлетворяют закону

i(k-1+1)

1 2

Сравнение данных коэффициентов с оптимальными, обеспечивающими минимально возможную погрешность, показывает, что они отличаются только постоянным коэффициентом, что отражается только на размерности полученного результата. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает минимальную погрешность дискретности.

Устройство для измерения периода сигнала, содержащее последовательно соединенные формирующий узел, времязадающий узел, электронный ключ и счетчик, а также генератор образцовой частоты, выход которого подключен ко второму входу электронного ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно дополнительно снабжено ,дьумя последовательно включенными сумматорами, а также перемножителем, причем вход первого сумматора подключен к выходу счетчика, вход перемножителя подключен к выходу первого сумматора, выход перемножителя подключен ко второму входу второго сумматора, а выход времязадающего узла связан с синхронизирующими входами сумматоров и перемножителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N - 615429, кл. 601 R 29/02, 1978.

2. Аппаратура для частотных и временных измерений. Под ред. Горшкова А.П.

N. "Советское радио", !971, с. 167.

875299

Составитель В. Муляр

Редактор Т. Кугрышева Техред А.Бабинец

Корректор М. Коста

Подписное

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

Заказ 9326/70 Тираж 735

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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