Цифровой следящий частотомер
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 300480 (2Ф) 2918608/18-21 (5!)М. КЛ.
Союз Советских
Социалистических
Республик
G 01 R 23/10 с присоединением заявкм N9— (23) Приоритет
Государственинй комитет
СССР яо делам нзобретений н открытий
Опубликовано 23.12.81.Áþëëåòåíü Й9 4 7 (53) УДК 621.317.7 (088.8) Дата опубликования описания 23.12.81 (72) Авторы изобретения
О.М. Доронина и Б.И. Швецкий (71) Заявитель
Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (54 ) ЦИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ЧАСТОТОМЕР
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для цифрового измерения частот.
Известен цифровой следящий частотомер, состоящий иэ реверсивного счетчика, делителя частоты, импульсно-потенциальных вентилей, схемы сборки .и генератора опорной частоть (1) .
Недостаткам известного частотомера является низкое быстродействие.
Наиболее близким по техническай сущности к предлагаемому изобретению является цифровой следящий частотомер, состоящий из генератора опорной частоты, формирователя,хронизатора, реверсивного счетчика, двух двоичных умножителей, образованных счетчиками импульсов в соче.тании с,импульсно-потенциальными вентилями, а также импульсными.схемами .сборки, формирователя интервалов коррекции и схемы совпадения (2).
Цель изобретения — повышение точности измерений.
Поставленная цель достигается тем, что в цифровой следящий частотомер, содержащий генератор опорной частоты, формирователь, хронизатор, реверсивный счетчик, первый счетчик импуЛьсов, первую группу импульснопотенциальных вейтилей и схему сборки, форь ирователь интервалов коррекции, элемент совпадения и второй счетчик импульсов, шина входной частоты через формирователь подключена к первому входу хронизатора, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и входом первого счетчика импульсов, вход сброса которого соединен со входом сброса второго счетчика импульсов, а выходы через первую группу импульсно-потенциальных вентилей соединены со входами схемы сборки, выход которой соединен со входом второго счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом формирова20 теля интервалов коррекции, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому входу элемента совпадения, к первому и второму управляющим входам реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом элемента совпадения, введены регистр, третий счетчик импульсов, вторая группа импульсно-потенциальных вентилей, и
ЗО триггер, причем вход записи регистра
892335 соединен с выходом хронизатора, входами сброса первого и второго счетчика импульсов, первыми входами второй группы импульсно-потенциальных вентилей и первым входом триггера, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя интервалов коррекции, а выход - со вторым входом элемента совпадения, ус тановочные входы регистра соединены с выходами первого счетчика импульсов, а выходы — со вторыми входами первой-группы импульсно-потенциальных вентилей, выходы реверсивного счетчика через вторую группу импульсно-потенциальных вентилей соединены с установочными входами третьего счетчика импульсов, вход которого подключен к третьему входу элемента совпадения и выходу генератора опорной частоты, а выход — ко второму входу формирователя интервалов коррекции.
На чертеже представлена блок-схема цифрового следящего частотомера.
Устройство состоит из генератора
: 1 опорной частоты, формирователя 2, хронизатора 3, реверсивного счетчика 4, двоичного умножителя 5, содержащего счетчик 6 импульсов, группу 7 импульсно-потенциальных вентилей и схему 8 сборки счетчика 9 импульсов, регис"pa 10, управляемого делителя 11 частоты, содержащего счетчик 12 импульсов и группу 13 импульсно-потенциальных вентилей, формирователя 14 интервалов коррекции, элемента 15 совпадения и триггера 16.
Шина входной частоты соединена со входом формирователя 2, выход которого подключен ко входу хронизатора
3. Выход генератора 1 опорной частоты соединен со входом счетчиков 6 и 12, третьим входом элемента 15 совпадения и вторым входом хронизатора 3, выход которого подключен ко входам сброса счетчиков 6 и 9, входу записи регистра 10, входам группы 13 импульсно-потенциальных вентилей и первому входу триггера 16.
Выходы счетчика 6 импульсов соединены со входами установки регистра 10 и через группу 7 импульсно-потенциальных вентилей, вторые входы которых подключены к выходам регистра 10, со входом схемы 8 сборки. Выход последней соединен со входом счетчика 9 импульсов, выход которого подключен
;ко входу Формирователя 14 интервалов коррекции. Выходы реверсивного счетчика 4 через группу 13 импульснопотенциальных вентилей соединены со входами установки счетчика 12, выход которого соединен со вторым входом формирователя 14 интервалов коррекции. Выходы последнего соединены соответственно со вторым входом триггера 16 и а первым входом элемента 15 совпадения, выход кото Т = 1Х (1) которое передним Фронтом очередного импульса с выхода хронизатора 3 переносится в РегистР 10.При этом задним фронтом этого же импульса производится сброс в ноль счетчиков 6 и 9, установление в. единичное состояние триггера 16 и перенос инверсного кода предыдущего результата измерения
Ng из реверсивного счетчика 4 в счетчик 12 импульсов.
На выходе двоичного умножителя 5, управляющим кодом которого является код N,хранящийся в регистре 10, формируется частотно-импульсная последовательность с частотой следования импульсов йтх .
fÎ NТХ
ТХ где fq — опорная частота;
n — число двоичных разрядов счетчика 6 и регистра 10;
m - разрядный двоичный счетчик
45 9 производит деление частоты следования импульсов с выхода двоичного умножителя 5 на коэффициент 2
fT, (3)
2 -2 (2) 50 т.е. импульс на его выходе появляется через вреьии
1 1
1 тХ (4) с момента начала очередного периоN> 1 Х, На выходе же счетчика 12 при по-
Щ ступлении íà его вход импульсов опорной частоты следования импульс появится через время
2"- (2"- Ng„) Ng
T — (5)
65 fo
f0 рого подключен ко входу реверсивного счетчика 4, к первому и второму управляющим входам реверсивного счетчика 4 ° Выход триггера 16 подключен ко второму входу элемента 15 совпадения.
Устройство работает следующим образом.
Измеряемый частотный сигнал поступает на формирователь 2, кото-. рый совместно с хронизатором 3 преобразует его в последовательность коротких имгульсов с длительностью, равной длительности импульса с выхода генератора 1.и частотой следования, равной измеряемой частоте йх .
15 Между каждыми двумя импульсами этой последовательности, т.е. в течение каждого периода Тх частоты йх в счетчике 6 подсчитывается число импульсов Итх опорнбй частоты следоваЩ ния f с выхода генератора 1
892335 с момента начала текущего периода Тх .
При равенстве
Т = Т (6) т=(т -т"1 (8) в течение которого на его .выходе устанавливается потенциал, разрешающий прохождение импульсов частотой следования fq на вход реверсивного счетчика 4, где они в зависимости от знака ЬТ складываются или вычитаются из результата предыдущего измерения М . To есть к концу интервала коррекции дТ в реверсивном. счетчике
4 устанавливается число N х
1 ),< = () х +. т fo ° (9)
В конце интервала коррекции триггер 16 сбрасывается в ноль и запрещает коррекцию числа в счетчике .4 до. следующего очередного периода. Т,.
Справедливость того, что коррекция 35
Nfx производится именно на величину
ET fz, видна из следующих соображений с учетом выражений (1-5, 7, 8) ц .1 2
I àò =IT — т I = — l —. fx Ы- ) = о х х = 40 — 1 1 )!
1 (10)
fo . где LN — число импульсов, на которое надо скорректировать Г „ до достижения величины N, 45 откуда х
ЬИ = aT.f
Предлагаемый частотомер отличается от известного, так как увеличение измеряемой частоты fx не вызывает в нем дополнительной погрешности сР „, возникающей в этом случае в известном частотомере.
Это достигается за счет того, что код предыдущего показания переносится в настоящем устройстве из реверсивного счетчика 4 в счетчик 12 делителя 11 частоты в начале каждого очередного периода Т, т.е. перед очердной коррекцией Ng„ и, следоваI тельно, изменение М „ в процессе коррекции не влияет на формирование
Ц интервала времени Т, а следовательно и времени коррекции r, T.
55
65 на первом выходе формирователя 14 интервала коррекции все время нахо- 5 .дится нулевой потенциал, запрещающий коррекцию предыдущего результата Nfx измерения f, хранящегося в реверсивном счетчике 4.При этом с учетом выражений (1-6) 10
Nf„= — — f = N
f x fx (7)
При невыполнении равенства б формирователь 14 интервалов коррекции производит выделение временного интервала дT
Формула изобретения
Цифровой следящий частотомер, содержащий генератор опорной частоты, формирователь, хронизатор, реверс вный счетчик, первый счетчик импуль» сов, первую группу импульсно-потенциальных вентилей, схему сборки, формирователь интервалов, элемент совпадения и второй счетчик импульсов, шина, входной частоты через формирователь подключена к первому входу хронизатора, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и входом первого счетчика импульсов, вход сброса которого соединен со входом сброса второго счетчика импульсов, а выходы через первую группу импульсно-потен.циальных вентилей соединены со входами схемы сборки, выход которой соединен со входом второго счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом формирователя интервалов коррекции, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому входу элемента совпадения, к первому и второму управляющим входам реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом элемента совпадения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены регистр, третий счетчик импульсов, вторая группа импульсно-потенциальных вентилей, и триггер, причем вход записи регистра соединен с выходом .хронизатора, входами сброса первого и второго счетчиков импульсов, первыми входами второй группы импульсно-потенциальных вентилей и первым входом триггера, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя интервалов коррекции, а выход — со вторым входом элемента совпадения, установочные входы регистра соединены с выходами первого счетчика импульсов, а выходы — со.вторыми входами первой группы импульснопотенциальных вентилей, выходы реверсивного счетчика через вторую группу импульсно-потенциальных вентилей соединены с установочными входами третьего счетчика импульсов, вход которого подключен к третьему входу элемента совпадения и выходу генератора опорной частоты, а выход — ко второму входу формирователя интервалов коррекции.
Источники информации принятые во внимание при экспертизе
1. Новицкий П.В. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л., Энергия, 1970, с. 231.
2 ° Петух A.Ì., Швецкий Б.И. Метод цифрового измерения низкой частоты в следящем режиме.- Лвтометрия",1971,Р 4,с.80-85 (прототип).
Составитель Ю. Тюпич
Техред С.Мигунова Корректор О. Билак
Редактор Н. Пушненкова
Заказ 11244/67
Тираж 735 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
