Низкочастотный частотомер Советский патент 1984 года по МПК G01R23/10 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении низких частот.

Известен низкочастотный частотомер, содержащий формирователь, блок управления, датчик калиброванных интервалов времени, два счетчика, группу схем совпадения, генератор опорной частоты, элемент задержки, элемент ИЛИ, ключи и триггер i .

Недостатками частотомера являют.ся его сложность, а также низкая точность измерений, обусловленная наличием значительной погрешности округления, возникающей при выполнении операции преобразования Ту в значение i .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является низкочастотный цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные . генератор опорной частоты, первый элемент И, первый счетчик и делитель, последовательно соединенные формирователь, блок управления, калибратор временных интервалов и второй И, а также блок сравнения, образованный элементами И и ИЛИ, элемент вычитания, второй счетчик, разрядные выходы которого соединены с сигнальными входами блока элементов И, управляющие входы которого подключены к соответствующим разрядныгл выходам первого счетчика, выходы блока сравнения соединены с первым входом элемента вычитания, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, выход элемента вычитания потуслючен к входу второго счетчика (д| .

Недостатком известного частотомера является значительная величина погреиности, возникаюгцая при преобразовании числа импульсов, пропорционального значению периода измеряемой частоты, в число импульсов пропорциональное значению измеряемой частоты.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается те что в устройство, содержащее последовательно соединенные генератор опорной частоты, первый элемент И, первый счетчик k делитель, последовательно соединенные формирователь, блок управления, образцовую меру времени и второй элемент И, а также блок элементов И, элемент ИЛИ, элемент вычитания число-импульсных последовательностей и второй счетчик, разрядные выходы которого соед1инены с сигнальными входами блока элементов И, управляющие входы которого подключены к соответствующим разрядным выходам первого счетчика, выходы блока элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выход которог соединен с первым входом элемента вычитания число-импульсных последовательностей, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, второй вход последнего соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к второму выходу блока управления, введен программируемый делитель, выход которого подключен к входу второго счетчика, выход элемента вычитания число-импульсных последовательностей соединен с входом программируемого делителя, управляюгаий вход которого подключен к выходу делителя.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, первый 2 и второй счетчики, делитель 4, блок 5 элементов И, блок б управления. Формирователь 7, образцовую меру 8 времени, программируемый делитель 9 элемент 10 вычитания число-импульсных последовательностей, второй 11 и третий 12 элементы И, элемент ИЛИ 13, при этом последовательно соединены формирователь 7, блок 6 управления, образцовая мера 8 и второй элемент И 11, а также последовательно соединены генератор 1, первый элемент И 12, первый счетчик 2, делитель 4, программируе / ый делитель 9, счетчик 3, выходы счетчиков 2 и 3 подключенык соответствующим входам блока -5, выходы которого соединены с входами элемента 13, выход последнего соединен с первым входом элемента 10, к второму входу которого подключен выход элемента 11, второй вход которого соединен с первым входом элемента 12, второй вход которого подключен к второму выходу блока 6, выход элемента 10 подключен к входу программируемого делителя 9.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерения элементы

И 11 и 12 закрыты, а счетчики 2 и 3 и делитель 4 находятся в нулевом состоянии. С началог- периода ч измеряемой частоты f блок б управления открывает элемент И 12 и импульсы частоты i(j с выхода генератора 1 поступают на вход счетчика 2. Число импульсов. , поступивших на вход счетчика 2 за время Т , долно удовлетворять условию.

где р - число разрядов счетчиков 2

и 3. ....

С учетом выражения (1) число N можно представить в виде

,+2. N4(2)

где Мл - число импульсов, находящихся в счетчике 2; N - число импульсов, поступивших на вход делителя 4 с выхода переполнения счетчика 2.

По окончании периода Т ;и 12 закрывается и по команде блока 6 управления образцовая мера 8 времени открывает элемент И 11 на время Т . Импульсы с выхода генератора 1 начинают поступать на первый вход элемента 10 вычитания. Элемент 10 вычитания реализует Лункцию

(3)

fo-f,,

0

:, - частота импульсов на выгде f, ходе элемента ИЛИ 13,

Импульсы частоты поступают на вход программируемого делителя 9, выполняющего Функцию деления частоты на целое число, В качестве кода делителя используется кспо N , записанное в делителе 4, Следовательно, выходная частота ij) про-, граммируемого делителя равна

.«

(4)

Импульсы частоты f поступают на вход счетчика 3, который вместе с ,блоком 5 элементов И и элементом ИЛИ 13 образуют двоичный умножитель управляемый кодом Nj, ;)начение f,j частоты следования импульсов на выходе элемента ИЛИ 13 равно

.-51-(5)

Тогда уравнение (4)

С учетом выражений (2) , (3) и 15) можно переписать в виде;

f .-2

(6)

9-

Импульсы частоты f, интегрируются в счетчике 3, где к концу времени преобразования Т

окажется записанп

0, ным число

Р

(7)

V

N.

или

N fx-2

Тп - (8) введение программируемого делителя и изменение связей позволяет значительно уменьшить погрешность преобразования числа, пропорционального значению периода измеряемой частоты, в число, пропорциональное значению измеряемой частоты.

НИЗКОЧАСТОТНЫЙ ЧАСТОТОМЕР содержащий последовательно соединен ные генератор опорной частоты, первый элемент И, первый счетчик и делитель, последовательно соединенные формирователь, блок управления образцовую меру времени и второй элемент И, а также блок элементов И, элемент ИЛИ, элемент вычитания число-импульсных последовательностей и второй счетчик, разрядные выходы которого соединены с сигнальными входами блока элементов И, управляющие входы которого подключены к соответствующим разрядны 1 выходам первого счетчика, выходы блока элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента вычитания число-импульсных последовательностей, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, второй вход последнего соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого.подключен к второму выходу блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введен программируемой делитель, выход которого подключен к входу второго счётчика, выход элемента вычитания число-импульсных последовательностей соединен с входом программируемого делителя, управлякяций вход которого подключен к выходу делителя.