Цифровой измеритель частоты и периода электрических сигналов

Цифровой измеритель частоты и периода электрических сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОЛКСАИКЕ

ЙЗОБРЕТЕИЙЯ («) 763 т гЗ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 280878 (21) 2659246/18 — 21 с присоединением заявки ИВ (23) Приоритет

Опубликовано 15,09,80. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 150980 (51) М. Кл.

0 01 8 23/02

Государственный комитет

СССР ио делам изооретеиий и открытий (53} У,Ц (6.21. 317. 36

t 088. 8) (72) Авторы изобретения

В. М. Верезюк и Н. В. Кирианаки (71) Заявитель

Львовский ордена Ленина полиTåòòчески!I ин<-титут (54 ) ЦИФРОВОП ИЗМЕРИТЕЛЬ Ч»СТОТЬ1 И П! РИОЛ»

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области электроизмерительной TexII:Iки и может быть использовано для измерения изменяющейся в широком динамическом диапазоне частоты, а также

5 периода электричеcêèõ сигналов с заданной погрешностью.

Известно устройство для цифрово— го измерения периода сигнала, содер— жащее счетчики импульсов эталонной

10 частоты, с помощью которых подсчитывают разность числа заполняющих эталонных импульсов в каждом иэ соседних интервалов, с выдачей реэул тата квантованием периода, когда эта разность не превьдаает установленной погрешности (1 .

Недостатком устройства. является непостоянство относительной погрешности измерения в диапазоне частот.

Известен цифровой частотомер, содержащий четыре счетчика с соответствующими ключами на входах, блок сравнения кодов, включенный между выходами третьего и четвертого счетчиков, делитель частоты и блок управления (2) .

Частотомер не обеспе ллвает постоянства погрешности в широком динамическом диапазоне, а избыточность 30 времени измерения B конце дк;;па —:с а не позволяет;ро 1э волить;.з ме;. «пня с максимальным быст одейсTвiic. ;, Цел ю из о р=-.=енII.—,. в.-. : -- ."Ii у.;I; :.— шение метрологи;еcêè:< харвктерист:.к устроиства и расширение егo функциональных I oçможност-:II.

ПОставленная цель достигается тем,. что в измерите те, содe-,-;-;:.:: -;<:.". первый счетчик импульсов, вход ко--,.орого подключен к выхсду ключа, б:.Ок сравнения кодов, вхо кот Qpoго соответственно соединены с разрядны и выходами второго и тре-.üåãî с IeT I— ков импульсов, второй и трети:I:<лючи,. информационные входы которых соединены между соб ой и под ключе ны i< выходу генератора образцовой частоты, а выход второго ключа соединен с входом второгG счетчика импульсов,, Делитель частоты и блОк упр= Áëcèèí, первый вход которого соединен с нн— формационным входом первого к:печа и подключен к и<."точнику I=меряе..ого сигнала первъ1е три выхОда блока управления соедиHE!Иы cooTветстве нс с управляющими входами укаэанных ключей, а четвертый выход соединен с управляющим входом процессора, выход третьего клю а сое инеи с вхсдом

763805

Т,„=- Ь, КТ„

Я C

65 целителя частоты, выход которого подключен к входу третьего счетчика, выход схемы сравнения кодов соединен с вторым входом блока управления пятый выход которого подключен к входу генератора образцовой частоты.

На чертеже показана структурная схема измерителя.

Измеритель содержит генератор образцовой частоты 1, блок управления 2, ключи 3-5, делитель частоты б, счетчики импульсов 7-9, схему сравнения кодов 10 и процессор 11.

Перед началом измерения все элементы измерителя устанавливаются в исходное состояние, в счетчик 8 заносят единицу, а в делителе частоты

6 устанавливают коэффициент деления, соответствующий требуемой точности:

К = вЂ,, где д — заданная погрешность измерения. С началом первого периода измеряемой частоты блок управления

2 в,=",дает импульс синхронизации на вход генератора 1 ч открывает ключи

3,4 v 5,. вследствие чего счетчик 7 начинает подсчитывать импульсы деленной в К раз образцовой частоты, счетчик 8- импульсы образцовой частоты, а счетчик 9 — импульсы неизвестной частоты. С приходом импульса конца первого периода неизвестной частоты блок 2 закрывает ключ 4, зафиксировав в счетчике 8 число N>, пропорциональное величине периода измеряемой частоты

Т

Ъ --3+ Т 5 -л.„= — Ф Ь х к — ", г- 1 1 где Ь, --- " .- /ь,,, — погрешность квантования.

Посредством ключа 3,. делителя частоты 6, счетчика 7 и схемы сравнения кодов 10 формируют временный измерительный интервал Т, на протяжении которого счетчик 9 подсчитывает импульсы измеряемой частоты

B момент сравнения кода счетчика

7 с кодом, хранимым в счет" ике 8 „по сигналу схемы 10 блок управления 2 закрывает ключи 3 и 5 и подает уп— равляющий сигнал на вход процессора

11. К этому времени в счетчике 9 будет находиться код и 2. ) где Ь вЂ” погрешность квантования измерительного интервала. Процессор 11 по сигналу блока 2 определяет конечный результат измерения (N -2 )d и <Р lkq6

N1 Ta

При медленном измерении измеряемой частоты всегда будет выполняться условие и, « к (» ь„- - ), Т что обеспечивает практически постоянную относительную погрешность, значение которой не превышает заданной в широком диапазоне измерения:

Формирование измерительного интервала, пропорционального результату квантования первого периода.неизвестной частоты, позволяет обеспечить высокое быстродействие прибора. Значение результата квантования первого периода неизвестной частоты позволяет судить о величине периода, а при выполнении условия f (( характеризует величину измеренного периода с достаточно высокой точностью. Получение предварительной информации о величине периода измеряемой частоты в начале цикла измерения является важным условием эффективного использования некоторых систем автоматического управления.

Программируя алгоритм работы блока управления 2 в зависимости от поставленного задания, с помощью предлагаемого измерителя можно также производить раздельное измерение как частоты, так и периода электрических сигналов.

Предлагаемый цифровой измеритель частоты и периода электрических сигналов по сравнению с известными обладает рядом преимуществ. Образование в измерителе новых связей поз— валяет применять более высокую образцовую частоту, которая практически ограничивается временем установления кода в счетчике 8. Синхронизация генератора образцовой частоты позволила повысить верхний предел измерения, который в измерителе определяется условием, (f>. Синхронизация начала измерения приходом первого периода измеряемой частоты и увеличение результата квантования периода на единицу обеспечивают формирование измерительного интервала, равного или большего времени, необходимого для измерения неизвестной частоты с заданной точностью. азж мула . изобретения

Цифровой измеритель частоты и периода электрических сигналов, содержащий первый счетчик импульсов, вход которого подключен к выходу ключа, блок сравнения кодов, входы которого соответственно соединены с разрядным выходами второго и третьего счетчиков импульсов, второй и третий ключи, информационные входы которых соединены между собой и подключены к выходу генератора образцовой частоты, а выход второго

763805

Составитель В. Новоселов

Редактор Н. Каменская Техред Н.Ковалева Корректор С. Шекмар

Тираж 1019 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6274/39 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 ключа соединен со входом второго счетчика импульсов, делитель частоты и блок управления, первый вход которого соединен с информационным входом первого ключа и подключен к источнику измеряемого сигнала, первых три выхода блока управления соединены соответственно с управляющими входами ключей, а четвертый выход соединен с управляющиМ входом процессора, отличающийся тем, что, с целью улучшения метрологических характеристик устройства и расширения его функциональных воэможностей, выход третьего ключа соединен с входом делителя частоты, выход которого подключен к входу третьего счетчика, выход схемы сравнения кодов соединен с вторым входом блока управления, пятый выход которого подключен к входу генератора образцовой частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .9 531090, кл. 0 01 К 23/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 461383, кл. G 01 R 23/10, 1973.