Измеритель частоты Советский патент 1983 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к радиотех ;ическим измерениям и может быть ис пользовано для автоматического измерения частоты рсщиосигнала в широ ком диапазоне частот с высокой точностью. Известен измеритель частоты, содержащий многоотводную линию задержки, п фазовых детекторов-, п порюгоБых элементов и регистратор, пр чем вход многоотводной линии задерж ки подключен к объединенным первым входам п фазовых детекторов, вторые входы которых соединены с п отводам линии задержки, а вькоды через п по роговых элементов соединены с п-вхо дами регистратора. При использовании известного уст ройства измеряемый диапазон частот fmin ffnan делится на q 2 участко Результат измерения получают в виде кода, соответствующего опред ел нному участку диапазона 1. Однако возможность увеличения точности при заданной ширинф рабочего диапазона частот.путем увеличения числа отводов п ограничена, так как ограничены размеры линии задержки и, следовательно, ограничено число отводов, которое можно сделать от линии задержки при заданном законе измерения расстояний между ними, ограничена длительность измеряемых сигналов. При изменении частоты сигналов, длительность которых невелика, например в случае измерения несущей частоты импульсных сигналов, необходимо, чтобы на входах последне,го (п-го) фазового детектора сущес |вовали одновременно напряжения, поступающие со входа линии задержки и с п-го отвода. Это условие выполняется, если длительность сигнала превышает время задержки сигнала, снимаемого с п-го отвода, плюс время (порядка 5-10 периодов сигнала), необходимое для установления выходного напряжения фазового детектора. Возможная точность измерений падает при ограниченной длительности сигнала . Целью изобретения является улучшение метрологических характеристик измерителя частоты .Поставленная цель достигается тем что в измеритель частоты, содержащий N-отводную линию задержки, вход кото рой соединен с входом устройства и с первыми входами М фазовых детекто.ров, вторые входы N фазовых детекторов соединены с отводами N-отводной линии задержки, а выходы всех фазовых детекторов соединены через пороговые элементы с входами ре гистра- тора, введено M-N фазовращателей, через которые N-й отвод N-отводной линии задержки соединен с вторыми входами M-N фазовых детекторов. На фиг.1 приведена структурная схема измерителя частоты; на фиг.2 напряжения на выходах фазовых детекторов , соединенных с первыми тремя отводами линии задержки. Устройство содержит N-отводную линию задержки 1, фазовращатели 2, фазовые детекторы 3, порюговые элементы 4, регистратор 5. Расстояния между отводами линии задержки выбирают так же, как и в устройстве - прототипе, таким, чтобы время задержки для i-ro отвода было равно величине r. где tiy - время задержки сигнала до 1-го отвода i 1, 2,,..,п. Углы поворота фазы сигнала, снимаемого с п-го отвода, с помощью фазовращателей 2 должны быть такими, чтобы каждый из участков, на которые разбивается диапазон измеряемых частот, дополнительно разделялся на равные .более узкие участки. Угол поворота Vy при использовании р фазовращателей удобно выбирать в соот- ветствии с соотношением 3. (1) 5 р-И где ,2,...,р. if ,..., Устройство работает следующим образом. Исследуемый сигнал подают на вход N-отводной линии задержки 1 .и на первые входы фазовых детекторов 3 . На вторые входы N фазовых детекторов 3 поступают сигналы с отводов. N-отводной линии 1, а на вторые входы M-N фазовых детекторов 3 поступают сигналы, снимаемые с N-ro отвода и прошедшие через фазовращатели 2, которые вносят в сигнал сдвиги по фазе Ч, , Vi , ... , fp. Пороговые элементы 4, подключенные к выходам фазовых детекторов, реагируют только на полярность входного напряжения. Если этот знак плюс, то выходное напряжение пороговых элементов соответствует, например, логической единице, если милогическому нулю. Набор полученных единиц и нулей представляет собой параллельный двоичный код величины измеряемой частоты, который запоминается в регистраторе 5. Пример. Пусть имеется всего 3 отвода. При этом заданный диапазон частот делится на число участков q 2 8. Пусть к 3-му отводу подключены фазовращатели на 22,5°, 45, 67,5, 90°, 112,5, 135°, 157,5, Знаки косинусов.фазовых сдвигов сведены в таблицу для первых 4-х участков и показаны на фиг,2. Из таблицы следует, что при использовании шести фазовращателей (фазовращатель на 90° из схемы исключается, так как даваемая им информация совпадает с информацией, получаемой в цепи предпоследнего, данном случае 2-го, отвода) точнос измерений увеличилась в 4 раза. Вм то q 8 получаем число участков, равное . Такое увеличение точнос ти потребовало бы использования в устройстве - прототипе пятиотводной линии задержки, что привело бы к необходимости величения длины линии задержки в 4 раза. Технические преимущества изобретения заключаются в том, что точность измерений увеличивается по сравнению с прототипом в число раз, Р равное - + I, где. Р - число исполь зуемых фазовращателей при выборе углов сдвига фаз в соответствий с формулой (1) и при исключении получаемого при расчете фазовращателя на 90 .

.ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержгщий N-отводную линию задержки, ;вход Kotopofl соединен с входом устройства и -с первыми входами М фазовшс детекторов, вторыевходы N фазовьос детекторов соединены с отводами N-отводной линии задержки, а выходы всех фазовых детекторов соединены через пороговые элементы с входами регистратора, отличающий-, с я тем, что, с целью- улучиюни метрологических, характеристик, в него введено M-N фазовргицателеС, через которые N-й отвод N-отводной линий задержки соединен с вторыми входами M-N фазовых детекторов. (Л ю ел ю