Цифровой частотомер
Патент 930143
Авторы
Классы МПК
Цифровой частотомер
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсник
Социалистические
Республик
< >930143 (6l) Дополнительное к авт. сеид-ву
{51) М. Кл. (22) Заявлено 04. 11. 80 (21) 3001.178/18" 21 с присоединением заявки № (23) Приоритет
G 01 R 23/00.3ееударетеанай кеметет
СССР но делам изобретений и открытнй
Опубликовано 23.05.82. Бюллетень № 19
{53) УДK 621, .317.7 (088.8) Дата опубликования описания. 25.05.82
1
Г.Л. Будневский, А.С. Зельцер и М.IO. Гусбв
1 (72) Авторы изобретения
Государственный всесоюзный центральный н чцр» исследовательский институт комплексной автоматизации» (7l ) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР
Изобретение относится к электроиз-мерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах и системах управления в различных областях промышленности.
Известен цифровой частотомер, который обеспечивает подсчет периодов входной частоты за эталонный интервал времени, содержащий формирова1О тель импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента совпадения и через второй элемент совпадения - со входом двоичного счетчика, триггер, первый вход кото"
35 рого соединен с выходом первого элемента совпадения, второй - с выходом генератора опорных интервалов времени-и первым входом второго триггера, а выход - со входом второго элемента совпадения и генератора опорных интервалов времени, и-одновибра" тор, вход которого подключен к входу запуска устройства, а выход через
2 второй триггер — ко второму входу первого элемента совпадения (13.
Недостатком такого частотомера является невысокая точность измерения при изменяющейся величине частоты входного сигнала.
Наиболее близким по. технической сущности к предлагаемому является частотомер, содержащий формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом ключа, генератор эталонных интервалов времени, выход которого соединен через блок сброса с первым входом счетчика импульсов, и цифровой индикатор (2 .
Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения, так как нет синхронизации начала эталонного интервала време- . ни с им)пульсами измеряемого сигнала, и .невозможность такой синхронизации вследствие зависания результата на цифровом индикаторе при изИене2$
3 930 нии входной частоты до нулевого зна1 чения.
Цель изобретения - повышение точности измерения частоты электрического сигнала.
Эта цель достигается тем, что в цифровой частотомер, содержащий формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом ключа, генератор эталонных интервалов времени, выход которого соединен через блок сброса с первым входом счетчика импульсов, и цифровой индикатор, введены блок сдвига фазы, последовательно соединенные блок перезаписи и регистр памяти, а также последовательно соединенные пиковый детектор, пороговый элемент, элемент ИЛИ и триггер, выход которого подключен к второму входу ключа и к входу генератора эталонных интервалов времени, при этом выход последнего соединен с вторым входом триггера и с входом блока перезаписи, второй вход эле мента ИЛИ подключен к выходу формирования импульсов и к входу пикового детектора, выход ключа соединен с входом блока сдвига фазы, выход которого подключен к второму входу счетчика импульсов, выход последнего соединен с вторым входом регистра памяти, выход которого подключен ко входу цифрового индикатора.
На чертеже изображена структурная схема цифрового частотомера.
Цифровой частотомер. содержит формирователь 1 импульсов, ключ 2, триггер 3, счетчик 4 импульсов, регистр
5 памяти, цифровой индикатор 6, блок
7 сдвига фазы, блок 8 перезаписи, генератор 9 эталонных интервалов времени, блок 10 сброса, пиковый детектор 11, пороговый элемент 12, элемент 13 ИЛИ.
Цифровой частотомер работает следующим образом.
По одному из импульсов, сформированных формирователем 1 из входного сигнала, взводится через элемент 13 триггер 3, запускающий генератор 9 и открывающий ключ 2, который разрешает прохождение импульсов через блок 7, осуществляющий сдвиг фазы импульсной последовательности на полпериода, на вход счетчика 4 в течение эталонного интервала времени.
По окончанию этого интервала с помощью блока 8 осуществляется занесение результата подсчета в регистр 5, 143 4 выходы которого соединены с соответствующими входами цифрового индикатора 6, а триггер 3 устанавливается в исходное состояние. После этого блок
10 устанавливает счетчик 4 в исходное состояние.
Первым сформированным импульсом входного сигнала, следующим после окончания эталонного интервала вре10 мени, цикл работы частотомера возобновляется, причем на индикаторе 6 сохраняется результат предыдущего измерения.
При работе частотомера в задан1$ ном диапазоне входных частот уровень выходного сигнала пикового детектора 11 остается выше уровня срабатывания порогового элемента 12, при этом на выходе этого элемента поддержи20 вается потенциал логического "0".
Пиковый детектор 11 имеет постоянную времени заряда и разряда, определяемые соотношениями
"3 tg
2, 1
tH
2 где t " длительность периода верх8 ней граничной частоты диапа30 и 1 - длительность периода нижней граничной частоты диапазона.
Первый же импульс на выходе формирователя 1 приводит к появлению ло3$ гического "0" на выходе порогового элемента 12.
8 случае выхода величины измеряемой частоты за нижнюю границу диапазона уровень сигнала на выходе пико40 вого детектора 11 опускается ниже уровня срабатывания порогового элемента 12, на его выходе появляется логическая "1", что приводит к переключению триггера 3 через элемент 13
4$ и повторению цикла измерения.
В конце этого цикла на индикаторе
6 установится нулевое значение измеряемого параметра, так как за выработанный в этом цикле эталонный
$0 интервал времени на вход счетчика 4 не поступит ни одного импульса входного сигнала.
Введение новых элементов: регистра памяти, триггера, элемента ИЛИ, пикового детектора, порогового элемента и блоков сдвига фазы и перезаписи выгодно отличает предлагаемый цифровой частотомер от известного, так
5 9301 как увеличивается точность измерения частоты вследствии синхронизации начала эталонного интервала времени с импульсами измеряемого сигнала, что позволяет улучшить качество работы информационно-измерительных систем и систем управления. формула изобретения
1Ю
Цифровои частотомер, содержации формирователь импульсов, выход кото-рого соединен с первым входом ключа, генератор эталонных интервалов времени, выход которого соединен через м блок сброса с первым входом счетчика импульсов, и цифровой индикатор, отличающийся .тем, что, с целью повышения. точности измерения, в него введены блок сдвига фазы, ув последовательно соединенные блок перезаписи и регистр памяти, а также последовательно соединенные пиковый детектор, пороговый элемент, эле43 6. мент ИЛИ и триггер, выход которого подключен к второму входу ключа и к входу генератора эталонных интервалов времени, при этом выход последнего соединен с вторым входом триггера и с входом. блока .перезаписи, второй вход элемента ИЛИ подключен к выходу формирователя импульсов и к входу пикового детектора, выход ключа- соединен с входом блока сдвига фазы, выход которого подключен к второму входу счетчика импульсов, выход последнего соединен с вторым входом регистра памяти, выход кото- рого подключен ко входу цифрового индикатора.
Источники информации принятые во внимание при экспертизе
1. Ермолов P.Ñ. Цифровые частотомеры, Л., "Энергия", 1973, с. ?, рис. 1"2.
2. Авторское свидетельство СССР
М 215322, кл. G 01 R 23/10, 1968 (прототип).
930143
Тираж 719 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, И-35, Раушская наб.> д. 4/5
Заказ 3459/57
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель Е. Винокурова
РеДактор В. Лазаренко Техред Л. Пекарь Корректор Л. Бокшан