Измеритель частоты с автоматическим переключением диапазонов измерения

Измеритель частоты с автоматическим переключением диапазонов измерения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТО СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 150930 (21) 2983249/18-21 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет

Опубликовано 300382. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 3(10382 (И) М. Ктт.

G 01 R 23/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (33) УДК 621 ° 317 ° . 3 (088.8) (72) Автор изобретения

В.A. Чикиткин (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С АВТОМАТИЧЕСКИМ

ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ ДИАПАЗОНОВ ИЗМЕРЕНИЯ

Изобретение относится к радиоиэмерениям.

Известен частотометр, содержащий блок приема, через который измеряемый сигнал поступает на счетчик через вентиль, управляемый сигналом с блока. управления, на который подан сигнал. с определителя диапазона, в состав которого входит генератор сигнала, формирующий спектр частот, и блок выделения опорной. частоты fl).

Недостатком данного устройства является его относительная сложность.

Наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому измеритель частоты, содержащий нормализатор, подключенный к многоканальной (по числу поддиапазонов) схеме обработки, причем каждый канал состоит из вентиля и диодной дозирующей ячейки,соединенных с интегратором, на выходе которого включены измерительный прибор и два пороговых каскада,подключенные к реверсивному распределителю, переключающему вентили, ключевой каскад и генератор смещения, причем ключевой каскад включен между нормализатором.и вентилем, а его управляющий вход связан с пороговым кас- . кадом, генератор смещения соединен входом с пороговым к ас к адом . нижн его уровня, а выходом-с входом интегра5 тора (2).

Однако данное устройство не обеспечивает достаточной точности и широкополосности.

Цель. изобретения - повышение точности и расширение диапазона изме» ряемых частот.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель частоты, содержащий коммутатор, управляющие входы которого соединены с выходами распределителя импульсов, входы которого подключены к выходам пороговых блоков максимальной и минимальной частот, формирователь импульсов, выход которого соединен с входом измерительного прибора, введены ступенчатый делитель частоты и индикатор диапазона частот, входы которого соединены с соответствующими выходами

25 распределителя импульсов, причем вход .делителя частоты соединен с входной шиной, а его выходы подключены к информационным входам коммутатора, выход которого соединен с

30 входом формирователя импульсов и с

917116 входами пороговых блоков минимальной и максимальной частот.

Пороговый блок миндальной частоты содержит опорный генератор, выход которого соединен с одним входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, один вход которого соединен с входом порогового блока минимальной частоты, выход которого соединен с выходом счетчика и вторым входом элемента ИЛИ.1О

Пороговый блок максимальной частоты содержит опорный генератор, выход которого соединен с первым входом .счетчика, второй вход которого соединен с входом порогового блока максимальной частоты и первым входом элемента И непосредственно, а с первым входом триггера — через элемент задержки, выход счетчика соединен с вторым входом триггера, выход которого подключен к второму входу эле20 мента И, выход которого соединен с выходом порогового блока максимальной частоты.

На. чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого 25 из мерит ел я.

Измеритель содержит ступенчатый делитель 1 частоты, коммутатор 2, распределитель 3 импульсов, формирователь 4 импульсов, измерительный у) прибор 5, индикатор 6 диапазона частот, пороговый блок 7 минимальной частоты, пороговый блок 8 максимальной частоты.

В .состав блока 7 входят опорный 35 генератор 9, счетчик 10, элемент.

ИЛИ 11, а в состав блока 8 — опорный . генератор 12, счетчик 13, триггер

14, элемент И 15 и элемент 16 задержки. Измерительный сигнал подан 40 на входную шину 17.

Устройство работает следующим образом.

На вход делителя 1 частоты поступает сигнал, частоту которого нужно измерить. делитель 1 состоит из 45 п-1 декадных счетчиков (не показаны) где n — число диапазонов. Выходы делителя 1 подключены к соответствующим сигнальным входам коммутатора 2..Если на вход делителя 1 частоты поступает сигнал с частотой F„ . то с его выходов снимаются сигналы „

-4 . -2 с частотами F" 10, F.10, ° ..,F 10 и поступают на соответствующие входы коммутатора 2. В любой момент времени на управляющие входы коммутатора поступает сигнал лишь с одного из выходов распределителя 3 импульсов, тем самым на выход коммутатора 2 проходит сигнал с часто- що той F ° 10, где i — номер управляющего входа коммутатора 2 и соответственно номер выхода распределителя

3, с которого в данный момент времени снимается сигнал. Этот.же сигнал поступает одновременно на соответствующий вход индикатора 6, который обеспечивает индикацию номера диапазона, на котором измеряется частота входного сигнала. Сигнал с частотой F-10 поступает одновре-1 менно на входы формирователя 4, блока 7 и блока 8. Формирователь 4 преобразует сигнал (короткие импульсы), поступающий с выхода коммутатора 2, в прямоугольные импульсы определенной длительности и амплитуды (амплитуда и длительность импульсов на всех диапазонах постоянна).

С выхода формирователя 4 импульсы поступают на измерительный прибор 5, который обеспечивает индикацию (измерение) среднего значения напряжения, поступающего на его вход. Среднее значение напряжения на выходе формирователя 4 за период определяется выражением Uz>= U>. t 7где

U, tH — амплитуда и длительность импульсов на выходе формирователя

4, которые поддерживаются всегда постоянными;Т вЂ” длительность периода входного сигнала. Из этого выражения видно, что величина среднего значения напряжения на входе прибора 5 обратно пропорциональна длительности . периода или (то же самое) прямо пропорцибнальна частоте входного сигнала, частота которого измеряется в данный момент. Тем самым прибор 5, измеряющий среднее значение напряжения, поступающего на его вход, может быть отградуирован в величин ах (единицах) частоты.

Максимальное значение измеряемой частоты в каждом следующем диапазоне отличается в 10 раз или другое

m число раз.

С выхода коммутатора 2 сигнал поступает также на вход блока 7.

Если частота второго сигнала не меньше.0,1 (1/m) максимального значения частоты на данном диапазоне, то сигнал с выхода коммутатора 2 поступает через элемент ИЛИ 11 на счетчик 10 и устанавливает его на "0", при этом с выхода счетчика 10 сигнал не будет поступать на управляющий вход распределителя 3. Допустим, что частота входного сигнала уменьшилась и стала меньше 0-,1 максимального значения частоты для данного диапазона. При этом сигнал с выхода коммутатора 2 на элемент ИЛИ 11 поступает позже сигнала, снимаемого с выхода счетчика 10,. так как частота генератора 9 и коэффициент деления счетчика 10 выбраны такими, чтобы на выходе счетчика снимался сигнал с частотой, равной О, 1 максимального значения частоты сигнала, снимаемого с выхода коммутатора 2, а с выхода соммутатора 2 снимается сигнал,от917116

65 ношение максимального значения частоты которого к минимальному равно

l0 (или m) . Сигнал с выхода счетчика

10 одновременно поступает через элемент ИЛИ 11 на счетчик 10 и устанавливает его на 0 и на управляющий вход распределителя 3, при этом распределитель 3 переключается в,другое состояние, при котором сигнал снимается с другого выхода и поступает на блок 6 и на соответствующий управляющий вход коммутатора 2, и теперь на выход коммутатора 2 проходят сигналы с частотой F 10 " "),т.е. с, частотой в десять раз большей, чем до этого. При этом показание прибора

5 увеличивается, но его нужно умножить на коэффициент в десять раз меньший; чем в предыдущем диапазоне.

Теперь сигнал с выхода коммутатора 2 через элемент ИЛИ 11 на вход установки 0 счетчика 10 поступает раньше, чем с выхода самого счетчика 10.

С выхода коммутатора 2 сигнал поступает и на вход блока 8. Если частота входного сигнала не превышает максимального значения частоты для данного диапазона, то сигнал с выхода счетчика 13 устанавливает триггер 14 в нулевое состояние. Частота генератора 12 и коэффициент деления счетчика 13 равны максималь-. ному значению частоты, снимаемой с выхода коммутатора 2 (т.е. такой, когда на любом диапазоне показание прибора 5 максимально) .

Одновременно сигнал с выхода коммутатора 2 поступает на вход элемента И 15 и через элемент 16, время задержки которого равно длительности импульса, снимаемого с выхода коммутатора, на вход установки 1 триггера 14. При этом на выходе элемента И 15 нет сигнала, так как в любой момент времени сигнал поступает лишь на один вход элемента И 15.Допустим, что частота входного сигнала увеличилась и стала больше максимального значения частоты для данного диапазона. При этом сигнал с выхода коммутатора 2 приходит на первый вход элемента И 15 раньше, чем сигнал с выхода счетчика 13 йа вход установки на 0 триггера 14, на выходе элемента И 15 появится. сигнал, так как íà erо второй вход поступает сигнал с выхода триггера

14. Сигнал с выхода элемента И 15 .поступает на соответствующий управляющий вход распределителя 3, который при этом переключается в другое положение, когда сигнал .будет сниматься с его следующего разрядного выхода. Этот сигнал поступает на блок 6 и на соответствующий управляющий вход коммутатора 2. Теперь на,выход коммутатора 2 проходят сигналы с выхода делителя

1, и частота снгнала на выходе коммутатора уменьшается в десять раз и

Во столько же раз уменьшаются показания прибора 5, но при этом его показание нужно умножить на коэффициент в 10 раз больше, чем в предыдущем диапазоне.

Частотомер вследствие использования в нем делителя частоты и блоков максимального и минимального значения частоты позволяет сравнительно простыми средствами расширить диапазон измеряемых частот, повысить точность измерения частоты.

Формул а и з обрет ени я

1 Измеритель частоты с автоматическим переключением диапазонов измерения, содержащий коммутатор, управляющие входы которого соединены с выходами распределителя импульсов, входы которого подключены к выходам пороговых блоков максимальной и минимальной частот, формирователь импульсов, выход которого соединен с входом измерительного прибора, о т-, . л и ч а ю шийся тем, что,.с целью повышения точности и расширения диапазона измеряемых частот, в него введены ступенчатый делитель частоты и индикатор диапазона частот, входы которого соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов, причем вход делителя частоты соединен с входной шиной, а его выходы подключены к информационным входам коммутатора, выход которого соединен с входом формирователя импульсов и с входами пороговых блоков минимальной и максимальной частот.

2. Измеритель по п.l, о т л ич а ю шийся тем, что пороговый блок минимальной частоты содержит опорный генератор, выход которого соединен с одним входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, один вход которого соединен с входом порогового блока минимальной частоты,. выход .которого соединен с выходом счетчика и вторым входом элемента ИЛИ.

3. Измеритель по п. 1, о т л ич а ю щ и Й с я тем, что порОговый блок максимальной частоты содержит опорный генератор, выход которого соединен с первым входом счетчика, второй вход которого соединен с входом порогового блока максимальной частоты и первым входом элемента И непосредственно, а с первым входом триггера — через элемент задержки, выход счетчика соединен с вторым входом триггера, выход которого подключен к второму входу элемента И, . выход которого соединен с выходом.917116

Составитель A. Артюх

Редактор A. Лежнина Техред М. Гергель Корректор Н. Швыдкая

Заказ 1881/6 5 Тирам 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Уигород, ул. Проектная, 4 порогового блока максимальной частоTb3

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CttlA 9 3917927, кл. 324-78 Di 04 ° 11. 75.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 371524, кл. G 01 R 23/00,13.05,71.