Цифровой измеритель отклонения частоты

 

<1»945817

Союз Советских

Социалистичесних

Республик

Оп ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.11.80 (21) 3007625/18-21 (53)M. Кл.

G01R23 Эо с рнсоелннением заявки М

9еуларст«сн«Ы кемнт«т

ИФР

«е йа«ам «зн«ратеннй

II вткритнй (23) Приоритет

ОпУбликовано 23.07.82. Бюллетень Юв 27 (53) ЙK 621.317. . 7(088.8) Дата опубликования описания 23.07.82 (72) Авторы изобретения

А. Г. Матвеев, С. А. Слизунов и Л. H. Токарев (71) Заявитель (54) БИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТКЛОНЕНИЯ

ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к иэмеритещ ной технике и может быть использовано в устройствах стабилизации частоты вращения роторов, Известно устройство дпя измерения отклонения частоты, основанное на принципе подсчета периодов. входной частоты за эталонный промежуток времени (1) .

Однако это устройство при высокой точности имеет низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является цифровой измеритель отклонения частоты, содержащий формирователь входной частоты, эталонный генератор, подктпоченный к входам ключевой схемы и счетчик. Это устройство отличается выс ким быстродействием и относительной простотой. (2 j .

Недостаток известного устройства заключается в том, что результат счета нелинейно связан с отклонением частоты.

Цель изобретения — повьпцение точI ности измерения отклонения. частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель отклонения частоты, содержащий счетчик импульсов, ключ, генератор эталонной частоты, формирователь, вход которого подключен к

5 входной шине устройства, а выход - к первому входу ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, введены регис гр памяти, запоминающий регистр, ynpaansемый делитель частоты и цифровой одновибратор, вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, управлякщий вход — с выходом формирователя, а выход цифрового одновибрато- ра подключен к третьему входу ключа, выход которого соединен с информационным входом управляемого делителя частоты, входы старших разрядов которого зО соединены с выходами запоминающего регистра, входы младших разрядов управляемого делителя частоты подключены к выходам регистра памяти и выходным шинам устройства, а выход управляемого

17 4

=Я IMo-д )(To То-аТ)+

+Toke I p o =lo fg !Мо+д | дт МодТ=- . М()(То nT)+ =-

Т =T rsT To --3 Яо>

so где ЬХ и д — неизвестные переменные, а ввиду работы измерителя при небольших отклонениях частоты величины маделителя частоты соединен со счетчиком импульсов, разрядные выходы которого подключены к входам регистра памяти.

На чертеже представлена структурная схема измерителя. 5

Измеритель состоит из формирователя

1, генератора 2 эталонной частоты, цифрового одновибратора 3, ключа 4, управляемого делителя 5 частоты, счетчика

6 импульсов, регистра 7 памяти и запо- >о минающего регистра 8.

Измеритель работает следующим образом.

Входная частота формирователя 1 поступает на первый вход ключа 4, на is второй и третий входы которого поступают сигналы генератора 2 и цифрового одновибратора 3, запускаемого один раз за период входной частоты. Ключ 4 открывается для импульсов эталонной частоты на время Ь, равное разности =-То-Т, где ҄— длительность импульса одновибратора, Т вЂ” период входной частоты.

Количество импульсов эталонной частоты и за каждый период входной на входе управляемого делителя 5 равно И =

=(Т -T) f, где f — частота генератоо Э ра 2.

Частота следования этих импульсов делится управляемым делителем 5, и . полученные импульсы частотой подсчитываются каждый период за время (Т—

Т) счетчиком 6, а полученный код М передается на хранение в регистр 7 п амя35 ти в конце счета м =(т -т) .

Ввиду того, что нл входах старших разрядов управляемого делителя 5 подается код Мо с выходов запоминающего ре40 гистра В заданного кода, а на младших разрядах поступает код М, коэффициент деления управляемого делителя 5 К равен сумме постоянного кода М и кода М.

Тогда

И »

К N+ÌΙ

Пусть м"=т„ц; 1=,/м,-ы; лые.

Тогда, отбрасывая малые второго порядка>

М+М„=(т -T)%+T Л, (Мо=

Выражение выходной величины можно записать в виде (To T)f (- -To)4M, r%ô Мо+ hh т 7

1 1

Ф Мо Х у

М хо

Таким образом, выходной код измерителя М пропорционален отклонению измеряемой частоты f от некоторого значения о .

Устройство сравнительно легко может быть реализовано на микросхемах 156 или 133 серии, например 155ИЕ-7-управляемом делителе частоты, 155 ИЕ5-счетчике, 1 55ТМ7-регистре памяти, логических элементах 155ЛАЗ.

Испытания 8 разрядного устройства с

10%-ным пределом измерения показали, что методическая погрешность не превышает погрешности за счет дискретности измерения.

Формула из о бретения

Цифровой измеритель отклонения частоты, содержащий счетчик импульсов, ключ, генератор эталонной частоты, фор-. мирователь, вход которого подключен к входной шине устройства, а выход — к первому входу ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены регистр памяти, запоминающий регистр, управляемый делитель частоты и цифровой odновибратор, вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, управляющий вход — с выходом формирователя, а выход цифрового одновибратора подключен к третьему входу ключа, выход которого соединен с информационным входом управляемого делителя частоты, входы старших разрядов которого соединены с выходами запоминакщего регистра, а входы младших разрядов управляемого делителя частоты подключены к выходам регистра памяти и выходным шиHQM устройства, а выход управляемого

5 945817 делителя частоты соединен со счетчиком импульсов, разрядные выходы которого с подклкяены к входам регистра памяти, 1

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Новицкий П. В. Цифровые приборы частотными датчиками, Л., "Энергия, 970,с. 288-232.

2. Ериолов P. С. Цифровые измерительные приборы, Л., Энергия, 1971, с. 114 (прототип).

Составитель Н. Каплин

Редактор Г. Кацалап Техред 3.Палий Корректор О. Билак

Заказ 5325/66 Тираж 717 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