Цифровой измеритель низких частот

 

Союз Соввтскик

Социапмстическнк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()))892334 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 20 ° 03. 80 (21) 2894946/18-21 с присоединением заявки М— (23)Приоритет (5l }N. Кл.

G 01 R 23/10

9кударстеенвый комитет

СССР ва делам изебретеяк11 к открытка

Опубликовано 23.12.81. Б)оллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 29,12.81 (53} УДК621 ° 317. 7 (o88. 8) (72) Автор изобретения

Б Н Рейзин

ter. (71) Заявитель

Куйбышевское пуско-наладочное управлен

Треста Волгоэлектролита (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ НИЗКИХ ЧАСТОТ которых подключен к первому выходу формирователя импульсов, а выход первого ключа соединен со входом первого счетчика импульсов, к выходам которого подключены управляющие ахо- э ды делителя частоты с переменным коэффициентом деления, счетный вход последнего соединен с выходом второго ключа, а выход соединен со входом

l0 второго счетчика импульсов, входы формирователя образцовых интервалов времени подключены соответственно ко второму выходу формирователя импульсов и третьему выходу делителя частоты, а выход формирователя образцовых интервалов времени соединен со вторым входом второго ключа (2J

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для наладки частотнорегулируемого электропривода, систем электроснабжения, а также для измерения и контроля частоты в энергосистемах.

Известен частотомер мгновенных значений, содержащий генератор опорной частоты,три счетчика импульсов, измеритель периода, схемы И, схему

ИЛИ и элемент задержки ).13.

Недостаток этого частотомера заключается в том, что он не обеспечивает требуемого быстродействия.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее два счетчика импульсов, ге- . нератор импульсов эталонной частоты, выходом соединенный с входом делителя частоты, два выхода которого подключены соответственно к первым входам ключей, второй вход первого из

Недостаток известного устройстванизкое быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия измерителя низких частот при сохранении высокой точности измерения.

89

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель низких частот, содержащий последовательно соединенные формирователь импульсов, первый ключ, первый основной счетчик импульсов, делитель частоты, а также генератор импульсов эталонной частоты, выход которого подключен к второму входу nepeoro ключа и к первому входу второго ключа, выход которого соединен с вторым входом делителя частоты, введены триггер и дополнительный счетчик импульсов, вход которого соединен с выходом делителя частоты, при этом первый вход триггера подключен к второму выходу формирователя импульсов, второй вход триггера соединен с выходом дополнительного счетчика импульсов, а выход триггера подключен к второму входу второго ключа.

На чертеже представлена блок-схе" ма цифрового измерителя низких частот.

Цифровой измеритель низких частот содержит, формирователь 1 импульсов,: генератор 2 импульсов эталонной частоты, ключи 3 и 4, счетчик 5 импульсов, триггер б, делитель 7 частоты, счетчики 8 и 9 импульсов.

Измеритель низких частот работает следующим образом.

Измеряемый сигнал с частотой следования импульсов f< поступает на вход формирователя l,èìïóëüñîâ, в котором формируется прямоугольный импульс с длительностью, равной периоду следования измеряемой частоты, Т . Этот импульс поступает на первый вход ключа 3, на второй вход которого поступает последовательность импульсов с выхода генератора 2 импульсов эталонной частоты f>. Появляющиеся на выходе ключа 3 импульсы поступают на вход счетчика 5. По окончании импульса Т в счетчике 5 зафиксировано X число 1 о

Задним фронтом импульса Тх триггер

6 ставится в такое положение, при котором разрешается прохождение импульсов эталонной частоты Хо через ключ 4 на входы делителя 7 частоты с переменным коэффициентом деления и счетчика 9.

При этом коэффициент деления делителя 7 частоты определяется числом N„ записанным в счетчике 5. Импульсы с

2334 4 выхода делителя 7 частоты с переменным коэффициентом деления поступают на вход двоичного счетчика 8 с коэффициентом пересчета равным К. При этом средняя частота f импульсов на входе счетчика 8 оказывается пропорциональной числу, записанному в счетчике 5, а именно (2) где и - число разрядов делителя 7 частоты с переменным коэффициентом деления.

Время t, необходимое для заполнения счетчика 8, определяется так

К

А

Импульсом переполнения с выхода счетчика 8 триггер б возвращается в исходное положение, запрещая тем самым прохождение импульсов эталонной частоты с выхода генератора 2 через ключ 4 на входы делителя 7 частоты с переменным коэффициентом деления счетчика 9.

3а время счетчик 9 набирает число импульсов.

N4 f0- t или учитывая выражения (1)... (3) л о (4)

Таким образом, при соответствую35 щем выборе числа разрядов и делителя

7 частоты с переменным коэффициентом деления коэффициента К пересчета счетчика 8 и частотЫ генератора 2,индукторы счетчика 9 отображают непо40 средственно измеряемую частоту 1 .

Введение третьего счетчика импульсов и триггера вместо формирователя образцовых интервалов времени и делителя частоты позволяет существенно повысить быстродействие измерителя при достаточно высокой точности и несложной схеме устройства.

В данном измерителе частота генератора 2 5-10 Гц, число разрядов де5в лителя 7 частоты с переменным коэффициентом деления счетчика 5 равно

17, коэффициент К пересчета счетчика 8 - 38147, число разрядов счетчика 9 равно пяти.

При этом диапазон измеряемых частот составляет 38,2 ...76,2 Гц. .

Погрешность измерения частоты ф в данном измерителе образуется (без

5 892334 6 учета погрешности генератора 2 импуль- ПРи необходимости измеРЯть более сов эталонной частоты) из двух со- низкие частоты необходимо увеличивать ставляющих - погрешности измерения число разрядов счетчика 5 и делителя периода Фт и погрешности преобразо- 7 частоты с переменным коэффициентом вания 6 р. Йаксимальное значение отно- деления. сительной погрешности преобразования

Фо мула изобретения орму составит

1 п Р= + или, учитывая выражение (4) о

yap = ++

2"-К - г )(Общая погрешность частоты определится из выражения

»ф» =»т»+ yy rf (5) Для f = 38,2 Гц погрешность измерения частоты d" „ 3,38 ИРили 3,38 -10"..

Для Ю» 76,2 Гц погрешность измере"

«8 ния частоты составится 2,84-10 .

Ф или 2,84-10

Время преобразования определится из выражений (1) ° .. (3) и составит для>>

К 38,2 Гц, t 7,64 мс;

fg 76,2 Гц, t - 15,24 мс.

Таким образом, время измерения частоты в указанном диапазоне частот не превышает- 33,8 мс, При этом погреш" ность измерения частоты в диапазоне температур +5 ° +55 C не превышала

4. 10 в. ь

Таким образом, предлагаемый цифровой измеритель низких частот обесю И печивает высокое быстродеиствие при малой погнешности и несложной схеме.

Цифровой измеритель низких частот, содержащий последовательно соединенwe формирователь импульсов, первый ключ, первый основной счетчик импульсов, делитель частоты, а также генератор импульсов эталонной частоты, выход которого подключен к второму входу первого ключа и к первому входу второго ключа, выход которого соединен с вторым входом делителя частоты и входом второго основного счетчика импульсов, о т л и ч а ю щ eе с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены триггер и дополнительный счетчик импуль" сов, вход последнего соединен с выходом делителя частоты, при этом первый вход триггера подключен к второму выходу формирователя импульсов, второй вход триггера соединен с выходом дополнительного счетчика импульсов, а выход триггера подключен к второму входу второго ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 537306, кл.G 01 R 23/00, 1976;

2. Авторское свидетельство СССР

И 573768, кл.G 01 R 23/10, 1976 (прототип).

892334

Составитель Л. Воронина

Редактор Н.Пушненкова Техред Д. Пекарь Корректор Г.Огар

Заказ 11243/66 Тираж 735 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