Цифровой измеритель малых отклонений периода

Цифровой измеритель малых отклонений периода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение предназначено для измерения малых отклонений периода. Может быть использовано совместно с датчиками, имеющими частотный информационный выход. Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей. Для этого в устройство дополнительно 1 ведены дифференцирующая цепь 3, элементы И 2 и 4, счетчик периодов 6, управляемый делитель 11, дешифратор 12, шина Метки времени 19. Кроме того, устройство содержит формирователь 1, элементы И 7, 15 и 2, счетчики 10, 13, щину Запуск 18, одновибратор 16, шину Общий сброс 17, генератор образцовой частоты 9, триггеры 5 и 14. Снижена погрешность дискретизациии, что обуславливается автоматической установкой необходимого .числа периодов. Обеспечена возможность работы устройства совместно с внешним цифровым регистратором, 2 ил. i (О С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

990 (5D 4 С 01 R 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

*

I с пс (21) 3897389/24-21 (22) ?0.05.85 (46) 30.01.87. Бюл. Ф 4 (71) Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного научного центра АН СССР (72) П.Д.Ковалев (53) 621.317 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 970253, кл. С 01 К 23/02, 1983.

Ермолов P.Ñ. Цифровые частотомеры. Энергия, 1973, с.37. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МАЛЫХ ОТКЛОНЕНИЙ ПЕРИОДА (57) Изобретение предназначено для измерения малых отклонений периода.

Может быть использовано совместно с датчиками, имеющими частотный информационный выход. Цель изобретения— повышение точности и расширение функциональных возможностей. Для этого в устройство дополнительно введены дифференцирующая цепь 3, элементы

И 2 и 4, счетчик периодов 6, управляемый делитель 11, дешифратор 12, шина "Метки времени" 19. Кроме того, устройство содержит формирователь 1, элементы И 7, 15 и 2, счетчики 10, 13, шину "Запуск" 18, одновибратор

16, шину "Общий сброс" 17, генератор образцовой частоты 9, триггеры

5 и 14. Снижена погрешность дискретизациии, что обуславливается автоматической установкой необходимого .числа периодов. Обеспечена возможность работы устройства совместно с внешним цифровым регистратором.

2 ил.

1287027

Изобретение предназначено для измерения малых отклонений периода и может быть использовано совместно с датчиками, имеющими частотный информационный выход, в частности, в измерителях гидрофизических параметров в океане, Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей. f0

На фиг.1 показана функциональная схема устройства; на фиг.2 — эпюры .напряжений на выходе его блоков (но.мер диаграммы соответствует номеру блока) .

Измеритель состоит из формирователя 1, элемента И 2, дифференцирующей цепи 3, элемента И 4, управляющего триггера 5, счетчика периодов

6, элементов И 7 и 8, генератора образцовой частоты 9, счетчика измеряемой величины 10, управляемого делителя 11, дешифратора 12, счетчика меток времени 13, триггера 14, элемента И 15, одновибратора 16, ши25 ны "Общий сброс" 17, шины "Запуск"

18 шины "Метки времени" 19.

Измеритель содержит формирователь вход которого является входом устройства, генератор образцовой частоты 9, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 7, выход которого соединен с входом первого счетчика 10, шину "Запуск" 18, одновибратор 16, выход которого со- 35 единен с шиной "Общий сброс" 17, второй счетчик 13, выход которого соединен с первым входом первого триггера 14, выход которого соединен с первым входом второго элемента И 15, второй триггер 5, первый выход которого соединен с первым входом третьего элемента И 2, а также третий счетчик б, дифференцирующую цепь 3, четвертый 4 и пятый 8 элементы И, шину

"Метки времени" 19, дешифратор 12 и управляемый делитель 11, причем вход третьего счетчика б соединен с выходом третьего элемента И 2, а выходы его разрядов — с.входами дешифратора 50

12, выход которого соединен с первым входом управляемого делителя 11, выход которого соединен с входом второго счетчика 13, а .второй вход — с выходом пятого элемента И 8, первый 55 вход которого соединен с шиной "Метки времени" 19, а второй — с вторым входом первого элемента И 7 и первым выходом второго триггера 5, второй выход которого соединен с входом одновибратора 16, второй вход второго элемента И 15 соединен с первым входом четвертого элемента И 4 и выходом дифференцирующей цепи 3, вход которой соединен с выходом формирователя 1 и вторым входом третьего элемента И 2, шина "Запуск" 18 соединена е вторым входом четвертого элемента И 4, выход которого соединен с первым входом второго триггера 5, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И 15.

Измеритель работает следующим образом.

Информационный сигнал с периодом

T поступает на вход формирователя

1, на выходе которого прямоугольные импульсы с тем же периодом T„ формируются и поступают на закрытый элемент И 2 и дифференцирующую цепь 3, которая выделяет передний фронт входных импульсов. После поступления на вход элемента И 4 импульса запуска от внешнего цифрового регистратора в момент его совпадения с передним фронтом информационного импульса на выходе элемента И 4 появляется импульс, который опрокидывает управляющий триггер 5, а тот в свою очередь открывает элемент И ? и измеряемые импульсы начинают поступать на счетчик периодов 6.

Таким образом осуществляется синхронизация начала работы внешнего цифрового регистратора и рассматриваемого измерителя периода. Одновременно с открыванием элемента И 2 открываются и элементы И 7 и 8, и импульсы с генератора образцовой частоты 9 начинают поступать на счетчик измеряемой величины 10, а импульсы меток времени — на счетный вход управляемого делителя 11. Дешифратор 12 выделяет первый период измеряемого сигнала, начинаюшийся одновременно с первым импульсом, поступающим на вход счетчика периодов (фиг.2,временная диаграмма 12). Импульс с выхода дешифратора поступает на управляющий вход управляемого делителя 11. При наличии импульса на управляющем входе коэффициент деления равен единице, а при отсутствии — трем.

Таким образом, в момент наличия импульсов управления частота мето.

1287027 времени на входе счетчика меток времени 13 в три раза выше, чем при их отсутствии. Емкость N счетчика 13 выбирается такой, чтобы при большем периоде меток времени 3TÄ он заполнялся за время N„ÇT =Тр, где Т период импульсов на шийе "Запуск" 18.

А это означает, что нри заполнении счетчика 13 в момент первого измеряемого периода Т„ метками време- f0 ни Тч, а в остальное время измерения метками времени ЗТ импульс переполнения счетчика меток появится в интервале времени от Тр-2Т„ до Т -Т„.

Следовательно, прй завершении 15 времени измерения Т в момент появP ления импульса переполнения последний период Т„ может быть измерен полностью без искажений и превышения времени Т 20

Таким образом, достигается синхронизация цифрового регистратора и рассматриваемого измерителя в конце времени измерения Т . Импульс пеР реполнения счетчика 13 опрокидывает 25

RS òðèããåð 14, который открывает элемент И 15, После завершения последнего измеряемого периода импульс с выхода дифференциалвной цепи 3 через открытый элемент И 15 опрокиды- 30 вает триггер 5, а он закрывает элементы И 2, 7 и 8, и в счетчике 6 записывается число п измеренных периодов, а в счетчике 10 — п,T„f, где

Й вЂ” частота генератора образцовой частоты 9. Эти значения и переписываются в цифровой регистратор и далее по известным п Йр и и, Т„й производится вычисление, например, на

ЭЦВМ величины периода Т„. 40 После опрокидывания триггера 5 ."через время задержки, определяемое одновибратором 16, счетчики 6, 13 и 10 обнуляются, а RS-триггер 14 устанавливается в исходное состояние. 45

Затем цикл измерения повторяется.

Таким образом, в устройстве авто- матически устанавливается такое число периодов и,, для которого выполняется условие 50 и, T„Tp а значит уменьшается погрешность дискретизации, определяемая выражением

1 п,Т„Й

Расширение функциональных возможностей достигается за счет возможности работы устройства совместно с внешним цифровым регистратором.

Формула изобретения

Цифровой измеритель малых отклонений периода, содержащий формирователь, вход которого является входом измерителя, генератор образцовой частоты, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом первого счетчика, шину "Запуск 1, одновибратор, выход которого соединен с шиной "Общий сброс", второй счетчик, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй триггер, первый выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности измерения и расширения функциональных возможностей, в него введены третий счетчик, дифференцирующая цепь, четвертый и пятый элементы И, шина нМетки времени, дешифратор и управляемый делитель, причем вход третьего счетчика соединен с выходом третьего элемента

И, а выходы его разрядов — с входами дешифратора, выход которого соединен с первым входом управляемого делителя, выход которого соединен с входом второго счетчика, а второй вход — с выходом пятого элемента И, первый вход которого соединен с шиной Метки времени", а второй — с вторым входом первого элемента И и

t первым выходом второго триггера, второй выход которого соединен с входом одновибратора, второй вход второго элемента И соединен с первым входом четвертого элемента И и выходом дифференцирующей цепи, вход которой соединен с выходом формирователя и вторым входом третьего элемента И, шина "Запуск" соединена с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И.

1287027

Запуск

Редактор Т.Парфенова

Заказ 7711/46

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,4

Вих.g

Составитель Е.Минкин

Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д. 4/5