Цифровой инфранизкочастотный фазометр-частотомер
Oil HCAHHE
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
<>924613 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 270880 (21) 2978923/18-21
151)М.Кл з с присоединением заявки ¹
G 01 R 25/00
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 30.0482. Бюллетень ¹ 16
Дата опубликования описания 300482
153) УДК621 317 . 373 (088. 8) (72) Автор изобретения
В.Т.Кондратов (71) Заявитель
Ордена Ленина институт кибернетики
AH .Украинской CCP (54) ЦИФРОВОЙ ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНЫЙ
ФАЗОМЕТР-ЧАСТОТОМЕР
Изобретение относится к информационно-.преобразовательной и измерительной технике и может быть использовано как по.прямому .назначению, так и в системах автоматического регулирования длительно протекающими процессами, в системах ФАПЧ инфранизкочастотных генераторов, в системах контроля параметров движения объекта,в фазочувствительных вольтметрах и т.д.
Известен цифровой инфранизкочастотный фазометр-частотомер, содержащий формирователь временных интервалов, логические элементы И, ключи, генератор опорной частоты, делитель или умножители частоты, счетчики импульсов, блок управления и цифровое отсчетное устройство Г1).
Указанному устройству присущи недостаточная точность и ограниченность снизу частотного диапазона входных сигналов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фазометр-.частотомер, содержащий эталонный генератор,.выход которого через управляемые вентили связан с входами суммирующего и вычитающего ,счетчиков импульсов, формирователь, регистрирующее устройство, делитель частоты, включенный во входную цепь вычитающего счетчика последовательно с управляемым вентилем, выполненным на логических элементах и pesepсивном счетчике, блок управления, один из входов которого связан с формирователем, другой вход — с вычитающим счетчиком, а выходы — с управляемыми вентилями (2).
Известный фазометр-частотомер также имеет недостаточную точность измерения и ограниченность снизу частотного диапазона входных сигналов, обусловленные некратностью и непостоянством отношения частоты входных сигналов и тактовой частоты, а также зависимостью результата измерения и частотного диапазона от значения коэффициента деления делителя частоты.
Цель изобретения — повышение точности измерения и расширение вниз частотного диапазона входных сигналов.
Поставленная цель достигается тем, что в цифровой инфранизкочастотный фазометр-частотомер, содержащий формирователь временных интервалов, первый и второй элементы И, 924613 переключатель режимов работы, эталонный генератор, состоящий из последовательно соединенных кварцевого генератора и делителя частоты, блок цифрового отсчета, блОк управления, первый и второй счетчики импульсов, 5 входы которых соединены с выходами логических элементовИ,а установочные входы соединены с первым и вторым выходами блока управления, вход которого соединен с первым входом второго логического элемента И и подключен к второму выходу формирователя временных интервалов, входы которого соединены с входными клеммами фазометра-частотомера, первый и третий выходы формирователя временных интервалов соединены с первым входом первого логического элемента И через переключатель режимов работы, установочный вход которого соединен с третьим выходом блока управления, причем выходы первого счетчика импульсов соединены с входами блока цифрового счетчика, введены задатчик числа, цифровой блок деления, первый и второй управляемые делители частоты, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно второго и первого элементов И, вход второго управляемого делителя частоты соединен с выходом первого управляемого делителя частоты|причем вход последнего соединен с выходом эталонного генератора, а установочные входы первого управляемого делителя частоты подключены к выходам второго счет-35 чика импульсов и входами "Делимое" цифрового блока деления, выходы которого соединены с установочными входами второго управляемого делителя частоты, а входы "Делитель" — c вы- 40 ходами задатчика числа, установочный вход которого подключен к .третьему выходу блока управления.
На чертеже приведена функциональная схема цифрового инфранизкочастот-45 ного фазометра-частотомера.
Устройство содержит формирователь
1 временных интервалов, первый 2 и второй 3 логические элементы И, первый 4 и второй 5 счетчики импульсов, блок б управления, первый 7 и второй
8 управляемые делители частоты, цифровой блок 9 деления, задачик 10 числа, эталонный генератор 11, состоящий иэ кварцованного генератора 12 и делителя 13 частоты, переключатель
14 режимов работы, блок 15 цифрового отсчета.
Входы формирователя 1 временных интервалов подключены к входным клеммам фазометра. Первый и третий выхо- 6О ды формирователя 1 соединены с входами переключателя 14 режимов работы, выход которого подключен к первому входу первого логического элемента
И 2. Второй выход формирователя 1 65 соединен с первым входом второго логического элемента И 3.
Выходы первого 2 и второго 3 лох"è÷åñêèõ элементов И подключены к входам соответственно первого 4 и второго 5 счетчиков. Выходы первого счетчика 4 соединены с входами блока 15.
Установочные входы счетчиков 4 и
5 подключены соответственно к первому и второму выходам блока 6.
Выходы второго счетчика 5 подключены к соединенным между собой входам первого управляемого делителя 7 и входам "Делимое" цифрового блока 9.
Входы цифрового блока 9 подключены к выходам задатчика 10 числа, а выходы — к установочным входам второго управляемого делителя 8.
Выходы управляемых делителей 7 и 8 соединены с вторыми входами соответственно второго 3 и первого 2 логических элементов И. Вход первого управляемого делителя 7 подключен через делитель 13 частоты к выходу кварцованного генератора 12, а вход второго управляемого делителя 8 частоты соединен с выходом первого управляемого делителя 7 частоты, Установочные входы переключателя
14 режимов работы и задатчика 10 числа объединены и подключены к третьему выходу блока 6 управления.
Устройство работает следующим образом.
Инфранизкочастотные сигналы () <(t) = 0щ sinQt (1)
U (t) = u«sin(at-Ч„), (2) фазовый сдвиг .Ц„и частота Р= ПЗ которых подлежат измерению, поступают на входы формирователя 1 временных интервалов. На его первом, втором и третьем выходах формируются прямоугольные импульсы, длительность которых пропорциональна временному сдвигу сигналов .
= katx k В режиме измерения фазового сдвига — при положении переключателя 14, указанном на чертеже — на первый вход логического элемента И 3 поступают импульсы длительностью zt c первого выхода формирователя временйых интерВалов 1. В режиме измерения часто.ты вЂ, при противоположном положении автоматического газреключателя — на первый вход логического блока элемента И 2 поступают импульсы длительностью Ь 3 с третьего выхода формирователя 1 ° На второй вход логического элемента И 2 поступают импульсы тактовой частоты f, которая формируется следующим образом. На вход первого управляемого делителя 7 924613 частоты с выхода эталонного генератора 11 поступают импульсы опорной частоты fо. .Последние формируются путем деления в ) (=k>=const число раэ выходной частоты Е „ кварцованного генератора 12 с помощью делителя 13 частоты. С помощью управляемого делителя 7 частоты осуществляется адаптивное к измерению периода деление частоты fo в 1 т раз f и, (3) (где N> - число импульсов, поступающих во второй счетчик 5 импульсов в течение времени, определяемого длительностью t выходных импульсов формирователя 1. Так как на счетчик 5 импульсов через логический элемент И 3 поступают в течение времени htg=kT=k/F счетные импульсы частотой Й сч (3) то на установочные входы управляемого делителя 7 частоты поступает код числа Nt= kT f ч. Одновременно код числа N поступает и на входы "Делимое" цифрового блока 9 деления. На входы "Делитель" поступает с выхода эадатчика 10 код числа N . При измерении фазового сдвига устанавливается Np=Np — — 360/ьМ, где дч" = 1;0,1;0,01- 30 дискретность отсчета результата измерения фазового сдвига, град/импульс, а при измерении частоты No =Н"=100/ьЕ, где ьй=1; 0,1; 0,01 и т.д. — дискретность отсчета частоты, 35 Гц/импульс (при д4 =0,01 /имп. и ьХ "- 0,01 Гц/имп. No 36.000 Ы"= 10.000). На установочный ьход второго управляемого делителя 8 .частоты с вы- 40 хода цифрового блока 9 деления поступает код числа N (4) ) о Так как на вход управляемого делите- 45 ля 8 частоты поступают счетные импульсы частотой f cu (3), то частота счетных импульсов на его выходе станет равной /N 1 p IE (5) СЧ СЧ NT ИО ОИ т В режиме измерения фазового сдвига М„на первый счетчик 4 импульсов через логический элемент И 2 поступит число импульсов, равное (No =И ) o fo -100 Ь С О О— Так как о= const, полагая to=1, по100 лучим NF -F (Гц). af При индикации числа NF коэффициентк 100 N = — учитывается путем переноса О, запятой влево на соответствующее число знаков. При ьЕ=0,1, например, запятая переносится влево на три знака. В предлагаемом устройстве повышение точности измерения и расширение вниз частотного диапазона входных сигналов достигается за счет исключения погрешности измерения от некратности и непостоянства отношения час-! тот входного сигнала и счетных импульсов. Формула изобретения Цифровой инфранизкочастотный фазо летр-частотс мер, содержащий формирователь временных интервалов, первый и второй элементы И, переключатель режимов работы, эталонный генератор, состоящий из последовательно соединенных кварцевого генератора и делителя частоты, блок цифрового отсчета, блок управления, первый и второй счетчики импульсов, входы которых соединены с выходами элементов И, а установочные входы соединены с первым и вторым выходами блока управления, вход которого соединен с первым входом второго элемента И и вторым выходом формирователя временных интервалов, входы которого соединены с входными клеммами фазометра-частотомера, первый и третий выходы формирователя временных интервалов соединены с первым входом первого элемента И, через переключатель режимов работы, установочный вход которого соединен с третьим выходом блока управления, причем выходы первого счетчика импульсов соединены с входами блока цифровогс отсчета, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения вниз частотного диапазона входных сигналов, в него введены задатчик числа, цифровой блок деления, первый и второй управляемые делители частоты, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно второго и первого элементов И, вход второго управляемого делителя частоты соединен с выходом первого управляемого делителя частоты, причем вход последнего соединен с выходом эталонного генератора, а установочные входы — с выходами второго счетчика импульсов и входами "Делимое" цифрового блока деления, выходы которого соединены с установочными входа ли второго управляемого делителя частоты, а входы "Делитель" — с выходами эадатчика числа, установочный 924613 Составитель М.Катанова Редактор В.Петраш Техред С. Мигунова Корректор О.Билак Заказ 2809/62 Тираж 719 Подписное. ВНИИПИ Гссударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4 вход которого подключен к третьему выходу блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское 1Ф 368554, кл. С 2. Авторское М 189485, кл. G свидетельство СССР 01 R 25/00, 1973. свидетельство СССР 01 R 25/00, 1967.
