УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ Российский патент 2000 года по МПК G01R23/10 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при контроле, настройке и эксплуатации радиотехнических, электронных и электротехнических устройств, в частности высокочастотных.

Известно устройство для измерения частоты [1], содержащее реверсивный счетчик, регистр сдвига, блок сдвига совпадающих импульсов, генератор опорной частоты, а также два блока вычитания импульсов, триггеры, формирователь эталонного временного интервала и элемент задержки. Данное устройство производит измерение частоты сигнала, основанное на формировании последовательности импульсов, сдвинутых по фазе относительно входной последовательности импульсов на эталонный временной интервал и непрерывно подсчитывающих число импульсов разности входной и сдвинутой последовательности.

Известно устройство для измерения частоты сигнала [2], содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с входной шиной, а также накапливающий сумматор, узел сравнения, триггер, счетчик, делитель, ключ, генератор импульсов. Данное устройство имеет высокое быстродействие и точность измерения частоты.

Прототипом настоящего изобретения следует считать измеритель частоты [3] , содержащий формирователь импульсов, последовательно соединенные счетчик импульсов, первый и второй регистры, а также последовательно соединенные кварцевый генератор, делитель и элемент задержки, а также блок вычитания. По сравнению с вышеуказанными устройствами прототип обладает более простой электрической схемой и более широким диапазоном измеряемых частот.

Существенными недостатками устройств [1], [2] и устройства по прототипу [3] являются невозможность автономного и бесконтактного измерения частоты, зависимость от наличия сетевого питания и сложность исполнения.

В связи с указанными техническими и технологическими недостатками использования устройства по прототипу существует задача создания устройства для бесконтактного измерения частоты с автономным питанием, имеющего более простую электрическую схему и малые габариты, обладающего при этом простотой конструкции и эксплуатации.

Поставленная задача решается авторами следующим образом.

В известное устройство для измерения частоты, содержащее формирователь импульсов, делитель частоты, последовательно соединенные кварцевый генератор и формирователь эталонного временного интервала, элемент задержки, счетчик и элемент И, вводят приемный антенный контур, сигнал с которого поступает на вход формирователя импульсов, и автономный блок питания с зарядным устройством, а в счетчик, блок питания и делитель вводят устройства индикации.

Технический результат от применения предлагаемого устройства состоит в возможности создания малогабаритного измерителя частоты, который позволяет без гальванической связи с источником электромагнитного излучения достоверно измерять его частоту в любой заданной точке. Это происходит благодаря тому, что в предлагаемое устройство введен автономный источник питания и приемный антенный контур.

Основным техническим преимуществом настоящего изобретения по сравнению с прототипом является возможность бесконтактного измерения частоты. Это достигается путем использования широкодиапазонного ненастраиваемого приемного антенного контура. При этом точность измерения частоты в предлагаемом устройстве повышается за счет отсутствия помех от сети, а также за счет отсутствия гальванической связи с замеряемым объектом.

Другим техническим преимуществом настоящего изобретения по сравнению с прототипом является возможность его использования в полевых условиях, в транспорте, на железной дороге, в самолете и других подобных местах. Благодаря автономному источнику питания с батареей для подзарядки измеритель частоты не связан с электрическими сетями и кабелями.

Техническим преимуществом предлагаемого измерителя частоты является простота электрической схемы за счет использования элементов высокой степени интеграции (например, счетчик совмещен с индикатором), что обеспечивает небольшие размеры и вес прибора. Он легко помещается на ладони, удобен в использовании за счет наличия визуальной индикации на счетчике, блоке питания и делителе.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена блок-схема предлагаемого устройства для измерения частоты. На чертеже показано: 1 - приемный антенный контур; 2 - формирователь импульсов - временной селектор; 3 - делитель частоты с индикатором; 4 - кварцевый генератор; 5 - формирователь эталонного временного интервала; 6 - элемент И; 7 - счетчик с индикатором; 8 - элемент задержки; 9 - блок питания с индикатором и зарядным устройством.

Измеритель частоты работает следующим образом.

Принятый антенным контуром (1) сигнал усиливается формирователем импульсов (2) и преобразуется в однополярные импульсы, частота которых равна частоте принимаемого сигнала. Если уровень сигнала достаточен для срабатывания делителя (3) (об этом свидетельствует индикация наличия сигнала), то разделенные по частоте на 10 импульсы попадают на один из входов элемента И. На другой вход этого элемента подается эталонный по длительности импульс, вырабатываемый в формирователе эталонного временного интервала (5) из последовательности импульсов кварцевого генератора (4). На выходе элемента И (6) периодически вырабатываются пачки импульсов, количество импульсов в пачке подсчитывается и индицируется устройством индикации на счетчике (7), для удобства считывания информации время индикации регулируется элементом задержки (8). Все узлы схемы работают от автономного блока питания (9), имеющего свое зарядное устройство, которое периодически заряжается от сети переменного тока. Время зарядки и его периодичность определяется индикатором, установленным в блоке питания.

Новые элементы и связи между ними позволяют сформировать из периодического входного сигнала последовательность пачек импульсов, при этом длина пачки по времени определяется формирователем эталонного временного интервала, а частота импульсов в пачке равна частоте измеряемого сигнала. Если, допустим, длительность пачки определить временем 10 мс, а входной сигнал разделить по частоте на 10, то подсчитанное количество импульсов в пачке будет соответствовать частоте измеряемого сигнала. Величина частоты измеренного сигнала высвечивается на индикаторе счетчика.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 883779, G 01 R 23/10, 1981.

2. Патент РФ N 2017162, G 01 R 23/16, 1994.

3. Авторское свидетельство CCCP N 1290191, G 01 R 23/10, 1987.

Устройство для измерения частоты относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при контроле, настройке электротехнических, электронных средств. Достигаемым техническим результатом является создание устройства для бесконтактного измерения частоты с автономным питанием, обладающего простотой конструкции и эксплуатации. Устройство для измерения частоты содержит формирователь импульсов, делитель частоты, кварцевый генератор, формирователь эталонного временного интервала, элемент задержки, счетчик, элемент И, приемный антенный контур, автономный блок питания с зарядным устройством, а счетчик, упомянутый блок питания и делитель снабжены устройствами индикации. 1 ил.

Устройство для измерения частоты, содержащее формирователь импульсов, делитель частоты, последовательно соединенные кварцевый генератор и формирователь эталонного временного интервала, элемент задержки, счетчик и элемент И, отличающееся тем, что в него вводят приемный антенный контур, сигнал с которого поступает на вход формирователя импульсов, и автономный блок питания с зарядным устройством, а счетчик, блок питания и делитель снабжают устройствами индикации.