Устройство измерения частоты сигналов

Устройство измерения частоты сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1111 48 2692

Союз йоветских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.05.73 (21) 1915444/18-10 с присоединением заявки Ке (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.75. Бюллетень Ме 32

Дата опубликования описания 02.12.75 (51) М. Кл. G 01г 23/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.761 (088.8) (72) Автор изобретения

В. В. Блатов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в измерительных радиотехнических устройствах.

Известны счетчики частоты, содержащие формирователь, опорный генератор, делитель частоты, триггер, электронный ключ и десятичный (или двоичный) счетчик. С помощью делителя частоты из стабильного напряжения опорного генератора вырабатываются мерные импульсы, длительность которых строго калибрована, составляет единицу времени (например, 1 сек) . Эти импульсы открывают электронный ключ, в результате чего исследуемый сигнал поступает на десятичный (или двоичный) счетчик в течение калиброванного интервала времени. Показания счетчика пропорциональны или равны (при интервал"

1 сек) частоте измеряемого сигнала.

Однако высокая точность измерения в таких счетчиках не может быть получена в случае исследования кратковременных процессов. При счете числа периодов сигнала возможна ошибка на один период, поэтому при времени измерения 1 сек ошибка составляет

1 гц, при 0,1 сек — 10 гц и т. д. В настоящее время необходим счет частоты с высокой точностью (единицы герц) за короткие интервалы времени (1 — 10 мсек). В частности, это необходимо при измерении несущей частоты импульсных сигналов за время одной посылки. Известные устройства не могут решать подобных задач.

Цель изобретения — повышение скорости счета при сохранении точности измерений.

5 Это достигается благодаря тому, что предлагаемое устройство снабжено прецизионным счетчиком и дополнительным триггером, один вход которого подключен к выходу ключа счетчика, другой вход — к выходу триггер".

10 счетчика, а выход — к одному из входов делителя частоты, причем один из входов прецизионного счетчика соединен с выходом формирователя, а второй — с выходом первого ключа.

15 На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство измерения частоты сигналов содержит грубый счетчик 1 частоты, состоящий из опорного генератора 2, делителя 3 часто20 ты, триггера 4, ключа 5, грубого счетчика 6 и формирователя 7. В устройство дополнительно введены триггер 8, делитель 9 с переменным коэффициентом деления, ключ 10 и прецизионный счетчик 11.

25 Цепь запуска триггера 8 подсоединена к выходу ключа 5, а цепь сброса к выходу триггера 4. Выход триггера 8 соединен с цепью установки нуля делителя 3 частоты и с управляющим входом ключа 10, на сигнальный

З0 вход которого через делитель 9 подается на10

25 зо

60 пряжение опорного генератора. Выход ключа

10 соединен с входом прецизионного счетчика

11, цепь сброса которого управляется сигналом с выхода формирователя 7.

Устройство работает следующим образом.

На формирователь 7 поступает исследуемый сигнал, который превращается в последовательность коротких импульсов. Эти импульсы в открытом состоянии ключа 5 подаются на вход счетчика 6 и регистрируются им.

Ключ 5 открывается на калиброванньш интервал времени, формируемый с помощью генератора 2, делителя 3 и триггера 4. Затем триггер 8 запускается первым сигнальным импульсом, оказавшимся на выходе ключа 5, и опрокидывается в исходное состояние задним фронтом импульса, формируемого триггером 4. Передним фронтом своего импульса триггер 8 устанавливает делитель 3 частоты в нулевое состояние. В результате оказывается, что мерный интервал начинает отсчитываться от первого сигнального импульса, благодаря сбросу в нуль делителя частоты триггером, т. е. триггер 8 исключает независимость двух потоков — сигнальных импульсов и мерных интервалов. Он синхронизирует начало мерного интервала сигналом.

В мерный интервал попадает целое число периодов и неполная часть периода сигнала, причем эта часть благодаря синхронизации сигналом оказывается в конце мерного интервала. Целое число периодов измеряется с помощью счетчика 6, а часть периода — с помощью опорного генератора 2, делителя 9, ключа 10 и прецизионного счетчика 11 следующим образом. Коэффициент деления делителя 9 выбирается так, что частота опорного напряжения на входе ключа 10 в 10 раз (при десятичном счете) превышает частоту сигнала. Число 10 характеризует степень повышения точности отсчета (s — число декад в прецизионном счетчике) . Опорное напряжение (с выхода делителя 9) через открытый ключ

10 подается на вход счетчика 11, причем каждым сигнальным импульсом счетчик 11 сорасывается в нулевое состояние. После сброса последним на мерном интервале сигнальным импульсом счетчик 11 заполняется частично, причем его показания пропорциональны длительности неполной части периода сигнала, оказавшейся в мерном интервале. Поскольку клк-ч 10 закрывается по окончании мерного интервала, дробная часть периода оказывается измеренной и зафиксированной прецизионным счетчиком 11. Счетчик 11 регистрирует, какая часть от полного периода сигнала попала в мерный интервал, т. е. s,декад прецизионного счетчика уточняют значение частоты, измеренное счетчиком 6.

Измерения производятся без ошибки, если частота опорного напряжения на входе клю»а 10 точно в 10 раз больше частоты сигнала, если это соотношение не выполняется, измерение осуществляется с ошибкой.

Можно показать, что ошибка измерения меньше шага сетки (цены деления) прецизионного счетчика в диапазоне

fcg

fc — 1сi + i()s где f„. — средняя частота диапазона измерения.

Для расширения диапазона измерения сверх указанных пределов между опорным генератором 2 и ключом 10 включен делитель

9 с переменным коэффициентом деления, управляемый грубым счетчиком 6. Коэффициент деления делителя 9 устанавливается так, чтобы всегда выполнялось условие

f,ê — 10 f,ð где („— частота опорного напряжения на входе ключа 10.

Перестройка делителя 9 осуществляется дискретно с интервалом, соответствующим изменению величины „на величину 2f« /10, Пусть . /„. = 100 кгц, время измерения

10 мск, необходимая точность 1 гц. Тогда

s = 2, f; = 10 мгц. Диапазон перестройки частоты сигнала +- f, /10, при котором сохраняется заданная точность измерения, составляет + 1 кгц. При большем диапазоне измерений требуется выполнять условия (10 мгц при f„= 100 кгпв 1 1 кгпв 10,2 лги при 1"„=102 кгпв + 1 кгпв ит. д.

Предмет изобретения

Устройство измерения частоты сигналов, содержащее делитель с переменным коэффициентом деления, ключ и счетчик частоты, состоящий из делителя частоты, опорного генератора, триггера, формирователя, второго ключа и грубого счетчика, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения скорости счета при сохранении точности измерений, оно снабжено прецизионным счетчиком и дополнительным триггером, один вход которого подключен к выходу ключа счетчика, другой вход — к выходу триггера счетчика, а выход— к одному из входов делителя частоты, причем один из входов прецизионного счетчика соединен с выходом формирователя, а второй— с выходом первого ключа.

482692

1 ( ( ( (1 !

Составитель В. Степанов

Техред 3. Тараненко

Редактор Т. Рыбалова

Корректоры: Т. Фисенко и О. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2907/11 Изд. М !776 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5