Устройство для измерения частоты импульсов

 

О П И С А Н N K (ii>922653

ИЗЬ6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистичесиик республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.12.79 (21) 2846289/18 21 с присоединением заявки.В (23) Приоритет (5I)M. Кл.

G 01 R 23/00 (Ьаударстиииый комитет

СССР аа делан иэе4ретеиий и открытий

Опубликовано 23.04.82. Бюллетень № 15 (53) УД К 621.З17..7 (088.8) Дата опубликования описания 26.04.82 (72) Авторы изобретения

П. М. Мадяр и Т. А. Мадяр (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ

ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в устройствах для цифрового измерения средней частоты следования импульсов непрерывной последовательности, одной пачки или серии пачек импульсов, например, в радиолокации, радионавигации, радиотелеметрии.

Известны измерители частоты заполнения радиоимпульсных сигналов, содержащие формирователь. импульсов, одно.тО вибратор, временные селекторы, элементы И, счетчик импульсов эталонной.частоты, счетчик импульсов измеряемой частоты, в которых мерный временной интервал формируется одновибратором или

15 триггером, длительность которого всегда должна быть меньше минимальной длительности пачки измеряемого радиоимпульса и она может быть не кратна

20 целому числу периодов измеряемой частоты, что приводит к увеличению поцэешности измерения, а использование только части длительности пачки импуль сов измеряемого сигнала значительно увеличивает время измерения, так как используется только часть периодов (не сколько меньше минимальной длительно« сти измеряемой пачки) импульсов пачки (1. .

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения частоты следования импульсов, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, сое диненный через первый селектор со счетными входами счетчика делителя частоты и вспомогательного счетчнка, вход установки в "0" которого соединен со счетным входом счетчика измеряемой, частоты и выходом второго временного селектора, первый -вход которого соединен с источником измеряемой частоты и первым входом элемента -HE и элемента И .2).

Недостаток известного устройства— низкая точность измерения.

3 9226

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения частоты импульсов, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, соединенный через первый временной селектор со счетными входами счетчика делителя частоты и вспомогательного счетчика, вход установки в »О которого соединен со счетным ie входом счетчика измеряемой частоты и выходом второго временного селектора, первый вход которого соединен с источником измеряемой частоты и первым входом элемента И-НЕ, и элемент И, вве- 15 ден триггер, управляющий вход которого соединен с выходом делителя частоты, прямой выход триггера подключен к управляющим входам первого и второго временных селекторов, а инверсный выход- р к второму входу элемента И-НЕ, выход которого через первый вход элемента И . соединен со счетным входом триггера, при этом второй вход элемента И соединен с выходом вспомогательного счетчи- р5 ка и управляющим входом делителя частоты.

На фиг. 1 представлена функциональная блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма, поясняющая его работу.

Устройство измерения частоты импульсов содержит; генератор 1 импульсов эталонной частоты, триггер 2, .селекторы 3 и 4, делитель 5 частоты, состоя35 шцй из счетчика 6, регистра 7 памяти, элемента 8 сравнения, вспомогательный счетчик 9, счетчик 10 измеряемой частоты, элемент И 11 и элемент И-НЕ 12.

Устройство работает следующим об40 разом.

Измерение частоты начинается после обнуления счетчика 6 делителя 5 частоты, счетчиков 9 и 10, триггера 2 (цепи рбнуления на фиг. 1 не показаны) и за45 несения в регистр 7 памяти числа, соответствующего начальному коэффициенту деления частоты делителем 5. При этом с выхода элемента 8 делителя 5 частоты и выхода счетчика 9 выдается сигнал уровнем логической 1" Uy, Ое, (фиг.2), а на прямом выходе триггера 2 - сигналуровнем логического 0» Ur, котсюый закрывает по управляющим входам селекторы 3 и 4. На счетном входе триггера 2 установится сигнал уровнем 1

Uq,, а триггер. 2 по .счетному. входу срабатывает только при положительных перепадах напряжения.

53 4

Импульсы измеряемой частоты Ue через открытые элементы 12 и 11 соответственно поступают на счетный вход

0в триггера 2. Так как триггер 2 по счетному входу запускается только положительным перепадом напряжения, то он переходит в состояние "1 в момент окончания первого импульса измеряемой частоты Ог . С момента времени сигнал уровнем логического »О" с инверсного выхода триггера 2 закрывает элемент 12, и последующие импульсы измеряемой частоты не воздействуют на триггер 2.

Напряжение уровнем "1» с прямого выхода триггера 2 открывает селекторы

3 и 4 и на,счетные входы счетчиков6 и 9 поступают импульсы эталонной частоты от генератора 1. Так как селекторы 2 и 3 открываются триггером

2 в момент окончания первого импульса измеряемой частоты, то на счетный вход счетчика 10 поступают импульсы измеряемой частоты, начиная со второго импульса. В этом случае счетчик 10 считает количество периодов измеряемой частоты в пачке, т.е. не регистрирует первый импульс пачки начала измерения.

Одновременно на управляющий вход установки в "О. вспомогательного счетчика 9 поступают импульсы измеряе- мой частоты, каждый импульс которой обнуляет его, причем йа все время воздействия импульса сброса счетчик 9 находится в обнуленном состоянии. Емкость счетчика 9 выбирается такой, чтобы за время отсутствия импульса сброса он заполнялся импульсами эталонной частоты менее чем на половину (>q ). С. момента окончания последнего импульса пачки (последнего сброса) счетчик 9 заполняется импульсами эталонной частоты, а счетчик 6 делителя 5 частоты суммирует их. Когда емкость счетчика 9 заполнится на половину, его триггер старшего разряда изменит csee состояние с»1" на 0 (Од) и на счетном входе трит гера 2 станет сигнал уровнем 0 . При переполнении счетчика 9 триггер старшего разряда вновь станет в исходное: состояние "1" и передний фронт этого сигнала через открытый элемент ll no счетному входу переключит триггер 2 в нулевое исходное состояние, при этом селекторы 3 и 4 закрываются, а элементы 11 и 12 открываются, устройство принимает исходное состояние и готово к приему следующей пачки. При этом в

5 9226 счетчике 10 будет записано число, рав ное количеству периодов импульсов измеряемой частоты, а в счетчике 6 делителя 5 — количество импульсов, пропорциональное сумме периодов импуль-. сов измеряемой частоты в пачке и плюс количество импульсов переполнения счетчика 9. Для того, чтобы исключить из результата измерения лишние импульсы которые занесены в счетчик 6 с мо- 10 мента окончания последнего импульса пачки (. ) фиг. 2) положительным фронтом импульса переполнения счетчика 9, коэффициент деления делителя 5 увеличивается на число, равное количеству 15 импульсов переполнения вспомогательного счетчика 9. Увеличение коэффициента деления делителя 5 происходит за счет дополнительной записи в регистр 7 числа, равного числу импульсов переполнения 20 счетчика 9. Например, если счетчик 9 является двоичным и содержит 4 разряда

r (триггера), то в регистр 7 делителя 5 заносится число 2, для чего дополнительно на счетный вход пятого разряда 25 регистра - счетчика памяти 7 — необходимо подать импульс переполнения с выхода счетчика 9. В этом случае необходимо, чтобы регистр 7 был тоже двоичным.. Таким образом, в конце измерения каж- 50

: дой пачки число 1ч в регистре 7 равно начальному числу N занесенному до начала измерения, плюс количество импульсов переполнения Nq счетчика 9, умноженное на количество m пачек с начала данного измерения, т.е. 17. о +

При поступлении на вход устройства

40 следующих пачек импульсов измеряемой частоты, работа устройства происходит аналогично вышеописанному, причем этот процесс повторяется до тех пор, пока в счетчик 6 не будет занесено

45 количество Nq импульсов эталонной частоты, равное числу х,, записанному в . регистре 7. В момент сравнения чисел в счетчике 6 и регистре 7 на выходе элемента 8 появится сигнал уровнем "1", 50 в результате которого триггер 2 станет в нулевое исходное состояние и будет находиться в этом состоянии до тех пор, пока сигнал "1" будет на его управляю« шем входе. На этом процесс измерения полностью заканчивается.

Так как в конце измерения число в счетчике 6 равно числу м, в регист-

ИЗ 6 ре 7, то суммарное время измерения определяется

- w T - W, эт i mNq7или 7 = М, Г„ тМ 1 У 4 N1 Эт1 где Мю — число, находящееся в счетчике 10; 4, — число, находящееся в счетчике 9.

Из последних двух уравнений определяется значение измеряемой частоты f по формуле 1. - -= ", .Уу

No- М

Таким образом, результат измерения не зависит от количества пачек импульсов (от числа m) и при N,>) Nq по счетчику 10 непосредственно можно отсчитывать значение измеренной частоты. „

Благодаря точному измерению суммарной длительности целого числа перио-. дов измеряемой частоты за счет учета поправки Nq предлагаемое устройство позволяет с заданной точностью до периода эталонной частоты измерять частоту следования непрерывной последовательности и серии пачек импульсов различной длительности, повышать точность измерения за счет исключения конечной длительности импульсов сброса (импульсов измеряемой частоты) из результата формирования мерного интервала времени.

Введение в устройство триггера и новых связей значительно расширяет функциональные .возможности и повышает точность измерения, а также исключает необходимость подсчета первых импульсов измеряемой частоты в каждой пачке для исключения их из результата измерения (из числа в счетчике 10), что дает возможность автоматизировать про цесс измерения.

Фор мула изобретения

Устройство для измерения частоты импульсов, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, соединенный через первый временной селектор со счетными входами счетчика делителя частоты и вспомогательного счетчика, вход у1становки в 0" которого соединен со счетным входом счетчика измеряемой частоты и выходом. второго временного селектора, первый вход которого соединен с источником измеряемой частоты и пер-.

7 922653 8 вым входом элемента И-НЕ, и элемент И соединен с .выходом. вспомогательного

Н, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, счетчика и управляющим входом делите,с целью повышения точности измерения, ля частоты. в него введен триггер, управляющий вход которого соединен с выходом делителя. Источники информации, частоты, прямой выход триггера подклю- принятые во внимание при экспертизе чен к управляющим входам первого и 1. Авторское свидетельство СССР второго временных селекторов, а инверс- М 524139, кл. G Ol R 23/02, ный выход - к второму входу элемента 22.04.75.

H-HE, выход которого через. первый вход 1а 2. Авторское свидетельство СССР элемента И соединен со счетным входом l4 754324, кл. G 01 R 23/10, триггера, при этом второй вход элемента 12;07.78.

ВНИИПИ Заказ 2574/59 Тираж 719 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4