Устройство для измерения среднего значения частоты следования импульсов Советский патент 1983 года по МПК G01R23/10 

сх да

G5 ОО Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения среднего значения частоты следования импульсов, пульсирующей по периодическому закону.. Известно устройство для измерения среднего значения частоты следования импульсов, сод ержащее частотный детектор, формирователь проме жутка времени измерения, элемент сов падения и счетчик импульсов l. Устройство позволяет, путем подсче та числа импульсов измеряемой частоты на эталонном промежутке времени измерения, формируемом путем выделения сигнала частоты пульсации и деления его в целое число раз, с высокой точностью измерять среднее зна чение частоты следования импульсов, пульсирующей по периодическому закону. Однако оно не дает возможность производить измерение автоматически, так как необходимо производить дополнительные расчеты из-за того, что период пульсации в общем случае явля ется также переменной величиной, не кратной 1с. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее формирователь амплитуды входного сигнала, элементы совпадения, генератор эталонных импульсов, блок управления задатчик времени измерения, основной счетчик, два дополнительных счетчика и два блока сравнения кодов 2. Данное устройство, предназначенное для исследования-случайных прО цессов на заранее заданном интервале времени, не может быть использовано для измерения средней частоты, пульсирующей по любому периодическому закону, на интервале, равном или кратном периоду пульсации, так как временной интервал исследования заранее задается с помощью задатчика. Это приводит к низкой точности измерения средней частоты. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых частот. Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения среднего значения частоты следования импульсов, содержащее формирователь из мерительного интервала, первый счетчик, счетный вход которого соединен с входом эталонных импульсов, элемент совпадения, второй счетчик, . блок сравнения кодов, третий счетчик счетный вход которого соединен с установочным входом второго счетчика и с выходом блока сравнения кодов, пер вая группа входов которого соединена с выходами второго счетчика, счетный вход которого соединен с выходом эле мента совпадения, первый и второй вх ды которого соединены соответственно с входом измеряемой частоты и с выходом формирователя измерительного интервала, введены частотный ,детектор и элемент памяти, информационные входы которого соединены с выходами первого -счетчика, а выходы подключены к второй группе входов блока сравнения кодов, вход записи элемента памяти соединен с установочным входом первого счетчика, со счетным входом формирователя временного интервала и с выходом частотного детектора, вход которого соединен с входом измерения частоты. Сущность изобретения заключается в том, что на интервале, равном периоду пульсации, производится подсчет числа импульсов эталонной частоты с периодом,& кратным 10 с (, +1, +2,...), деление числа импульсов измеряемой частоты, пульсирующей по периодическому закону, на число импульсов эталонной частоты, подсчитанных на интервале, равном периоду пульсации, и суммирование частного от деления данных чисел в течение интервала измерения частоты, кратного периоду пульсации. Данное суммирование дает возможность исключить ошибку деления, связанную с дискретностью эталонной частоты на одном интервале пульсации. Деление числа импульсов измеряемой частоты на число импульсов эталонной частоты позволяет автоматически определять измеряемую частоту Гц (, ±1, ±2...), причем особенностью устройства является то, что временной интервал, равный Т,/ на котором осуществляется измерение средней частоты, сдвинут относительно временного интервала ,, на котором осуществляется подсчет импульсов эталонной частоты TO, на один период пульсации Тр,. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит частотный детектор 1, формирователь 2 измерительного интервала, элемент 3 совпадения, счетчик 4, счетчик 5, элемент 6 памяти, блок 7 сравнения кодов и счетчик 8. Устройство для измерения среднего значения частоты следования импульсов работает следующим образом. 1. На вход 9 поступают импульсы с частотой, пульсирующей по периодическому закону. В начальный момент измерения, совпадающий с положительным переходом через нуль напряжения пульсации частоты входного сигнала, выделяемого частотным детектором 1, производится установка устройства в нулевое состояние (цепи установки на чертеже не показаны), На выходе формирователя 2 измерительного интервала вырабатываются нулевой потенциал на интервале, равном первому периоду пульсации Т с моме та начала измерения, и единичный потенциал на интервале Ту, средней частоты входных импульсов. На вход 10 поступают импульсы эталонной частоты с периодом следования TO, которые подсчитываются счетчиком 5 на интервалах, равных пе риоду пульсации Tf, частоты входного сигнала. Число п импульсов FO, подсчитанных счетчиком 5 на первом интервале Tf(n FgTp), записывается положительным фронтом.в момент перехода через нуль напряжения пульсации в элемент 6 памяти и поступает на первую группу входов блока 7 срав нения кодов в течение второго периода Т. Этим же фронтом, несколько задержанным, производится установка счетчика 5 в нулевое состояние. На интервале, равном второму периоду пульсации, элемент 3 совпадения открывается сигнашом с выхода фо мирователя 2, на вход счетчика 4 начинают поступать входные импульсы Fx а счетчик 5 подсчитывает п импульсов Fg. Предположим, что число импульсов измеряемой .частоты т на-интервале Тр больше числа импульсов FQ тогда в моменты подсчета счетчиком 4 импульсов Fj на выходе блока 7 сравнения кодов формируются короткие положительные импульсы, которые фиксируются счетчиком 8 и устанавливают счетчик 4 в исходное состояние. В момент окончания второго периода пульсации Tj счетчик 8 зафиксирует целое число отношения числа импульсов частоты FX к числу импульсов FO, подсчитанных счетчиком 5 напервом интервале Т,. Если представить Т, п m - т. р Однако погрешность измерения средней частоты на одном интервале Тр является значительной вследствие дискретности частоты FO и некратности ;, числа т импульсов f j на интервале Tj и числа п импульсов Fg на том же интервале, поэтому измерение средней частоты производится на интервале, равном целому числу К периодов частоты пульсации Тр (для удобства измерения К выбирается кратным Ю) . К 5 Il Если предположить, что период следования эталонных импульсов кратен ( ±1 г ±2...), а число К 10 (п 0,1,2...), тосчетчик 8 зафиксирует число импульсов с выхода блока 7 сравнения кодов, соответствующее среднему значению частоты в виде целого числа в 10 Гц и дробного числа о точностью до К долей. С помощью предлагаемого устройства можно измер1 1гь период пульсации Т частоты входного сигнала, которадй соответствует коду числа, записываемого в элемент б памяти с выхода счетчика 5 в момент окончания периода пульсации. Таким образом, введение в устройство для измерения среднего значения частоты следования импульсов частотного детектора, формирователя временного интервала и элемента памяти позволяет измерять среднее значение частоты следования импульсов,- пульсирующей по произвольному периодическому закону с любым периодом пульсации, на интервале измерения, равном любому целому числу пульсаций.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ, содержащее формирователь измерительного интервала, первый счетчик, счетный вход которого соединен с входом эталонных импульсов, элемент совпадения, второй счетчик, блок сравнения кодов, третий счетчик, счетный вход которого соединен с установочным входом второго счетчика и с выходом блока сравнения кодов, первая группа входов которого соединена с выходами второго счетчика, счетный вход которого соединен с выходом элемента совпадения, первый и второй входы которого соединены соответственно с входом измеряемой частоты и с выходом формирователя измерительного интервала, отличающееся тем, что, с целью pacшиiг:eния диапазона измеряемых частот,в него введены частотный детектор и элемент-памяти, информационные входы которого соединены с выходами первого счетчика, а выходы подключены к второй группе входов блока сравнения кодов, вход, записи элемента памяти соединен с установочным входом Первого счетчика,§ со счетным входсм формирователя временного интервала и с выходом частот-1 ного детектора, вход которого соединен с входом измерения . частоты.