Устройство для измерения девиации частоты Советский патент 1984 года по МПК G01R23/10 

СО 4 Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использовано в pajaHOTexHH4ecKHX устройствах для измерения девиации частоты элек рических колебаний при частотной ма нипуляции .или модуляции исследуемог сигнала, Известен измеритель девиации час тоты, содержащий формирователь импульсов и генератор опорной частоты первые выходы которых подключены че рез элемент совпадения к счетчику: импульсов, а вторые выходы соединен с входами блока управления, первый выход которогоподключен к второму входу счетчика импульсов, блок инди кации, вычислительное устройство, . . два регистратора, два блока сравнения кодов, первые и вторые входы ко торых подключены соответственно к .первым выходам регистров и к первом и вт.орому выходам счетчика импульсо третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с Первыми входами pfeгиcтpoв, вторые входы которых подключены к второму выходу блока управления, -третий, четвертый и пятый выходы которого соединены с ответственно с первым входом блока индикации, с первым входом вычислительного устройства и с третьими входами блоков сравнения кодов, выходы которых подключены соответственно к третьим входам регистров, вторые выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим вхо дами вычислительного устройства, выход которого подключен к второму входу блока индикации l3. Недостатком устройства является его довольно большая сложность, . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство, содержащее сдвиговый регис с индикатором отсчета на оптронных ячейках с двумя устойчивыми состояниями, одна из шин питания ячеек ко торого соединена с выходом электронного Ключа, а выход последней iячейки связан с управляющим входом блока выбора масштаба преобразования частоты измеряемого сигнала, выход кото рого связан с управляющим входом ука занного ключа, а также управляемый генератор, тактовых импульсов, вход возбуждения которого соединен с выходом блока выбора масштаба преобра зования частоты и с нулевыми входами первого и второго триггеров, выход первого триггера связан с нулевой ячейкой сдвигового регистра, а единичный вход первого триггера - с выходом генератора тактовых импульсов и счетным входом второго триггера, к нулевому выходу которого подключен все четные ячейки сдвигового регистра, а к единичному выходу второго триггера подключены все нечетные ячейки сдвигового регистра. Известное устройство, работающее на принципе измерения длительности периода путем заполнения его счетными импульсами точно известной частоты, может быть использовано для измерения девиации -частоты. Отсчет величины девиации частоты осуществляется по удлинению светящегося столбика от своего номинального значения, определяемого при подаче на вход частотомера средней частоты частотно-модулированного колебания f 2 , Однако с помощью известного устройства можно измерить только девиацию частоты Af (девиацию частотывниз) Изменение длины светящегося столбика происходит с частотой модулирующего сигнала и, если эта частота больше, например, 24 Гц, то за счет памяти зрения будет казаться, что светится большее число светодиодов, т,е, будет фиксироваться только удлинение светящегося столбика от номинального значения, В процессе измерения девиации частоты при низкой модулирующей частоте/ (менее 24 Гц) изменение длины светящегося столбика будет мерцающим, что затрудняет фиксацию крайних положений изменяющейся длины светящегося столбика на фоне неизменной части светящегося столбика и приводит к ошибке в отсчете. Целью изобретения является повышение точности измерения девиации частоты при низких модулирующих частотах и обеспечение контроля симметрии частотной модуляции. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения девиации частоты, содержащее генератор тактовых импульсов, регистр сдвига, триггеры, выход каждого из которых соединен с соответствующими злементами индикатора отсчета, введены последовательно соединенные формирователь . импульсов, блок привязки, первый и второй элементы И, счетчик, детиифратор, инверторы, при этом выход генератора тактовых импульсов подключен к второму входу блока привязки и к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами дешифратора, вход которого подключен к выходу счетчика, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход второго элемента И соединен с входом синхронизации регистра сдвига, причем первый выход блока привязки соединен с входами синхронизации триггеров, а второй выход - с входами сброса в О счетчика и регистра сдвига, выход каждого каскгща которого соединен непосредственно с информационным входом соответствующего триг гера и через инвертор с входом установки в О предыдущего триггера. На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - времен ные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 и 4 - возможные варианты выполнения индикатора отсчета. Устройство содержит формирователь 1 импульсов, блок 2 привязки, триггеры 3, регистр 4 сдвига, счетчик 5 генератор 6 тактовых импульсов, элементы И 7 и 8, дешифратор 9, инверто ры 10, индикатор 11 отсчета с диодам 12 I Выход формирователя 1 импульсов соединен с первым входом блока 2 при вязки, первый выход которого соедине с входами синхронизации триггеров 3 а второй выход - с входами сброса в О, регистра 4 сдвига и счетчика 5, при этом выход генератора 6 тактовых импульсов подключен R второму входу блока 2 привязки и первым входам первого 7 и второго 8 элементов И, вторые входы которых соеди нены соответственно с прямым и инверсным выходами дешифратора 9, вход которого подключен к выходу счетчик 5, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И 7, а выход второго элемента И 8 соединен с входом синхронизации регистра 4 сдви га, выход каждого каскада которого соединен непосредственно с информационным входом соответствующего три гера 3 и Ч;ерез инвертор 10 с входом установки в предыдущего триггера 3, а выходы триггеров 3 соединены с соответствующими элементами индикатора 11 отсчета. Устройство работает следующим об разом. В исходном состоянии, при отсутствии сигнала на входе формирователя 1 импульсов, первый элемент И 7 блокирован низким уровнем, поступаю щим с прямого выхода дешифратора 9, а второй элемент И 8 разблокирован высоким уровнем, поступающим с инверсного выхода дешифратора 9. Во всех каскадс1х регистра 4 сдвига записана логическая единица, триггеры 3 удерживаются инверторами 10 в нулевом состоянии, светоизлучающие диоды 12 погашены. Частотно-модулированный сигнал 1 (фиг. 2) поступает на формирователь 1 импульсов, преобразующий его в пр моугольные импульсы 14. В блоке 2 привязки по каждому переднему фронт прямоугольных импульсов 14 формируются два коротких импульса 15 и 16, причем импульсы 15 на первом выходе блока 2 привязки (импульсы считывания) опережают на полпериода частоты генератора 6 тактовых импульсов импульсы 16 на втором выходе блока 2 привязки (импульсы сброса), Период следования импульсов 15 и 16 равен периоду частотно-модулированного сигнала промежуточной частоты (фиг, 2) . Первый импуЛьс 15 считывания воздействует на входы синхронизации триггеров 3, но так как триггеры 3 блокированы инверторами 10, то их состояние не изменяется. Начало процесса измерения кгикдого периода частотно-модулированного сигнала промежуточной частоты определяется моментом поступления импульса 16 сброса на счетчик 5 и регистр 4 сдвига, по которому счетчик 5 и регистр 4 сдвига устанавливаиотся в нулевое состояние. Высокий уровень, появлянхцийся на прямом выходе дешифратора 9, разрешает-поступление импульсов с генератора б тактовых импульсов через первый элемент И 7 на счетный вход счетчика 5. Одновременно низкий уровень, поступающий с инверсного выхода дешифратора 9, блокирует вторйй элемент И 8. Число импульсов N, подсчитываемое счетчиком 5, равно N, J где fg - частота генератора 6 тактовых импульсов; fpp- среднее значение промежуточной частоты; af - максимальное значение измеряемой девиации частоты.Состояние счетчика 5, соответствующее сосчитанным N импульсам, фикси руется дешифратором 9, который блокирует первый элемент И 7, запрещая поступление импульсов с генератора 6 тактовых импульсов на счетный вход счетчика 5. На прямом выходе деишфратора 9 формируется сигнал 17. Совокупность блоков 5 и 7-9, форкмруя постоянный временной интервал, как бы исключает постоянную составляющую периода частотно-модулированного колебания промежуточной частоты, а регистр 4 сдвига фиксирует изменяющуюся часть этого периода, характеризующую девиацию частоты. Одновременно высокий уровень на инверсном выходе дешифратора 9 разрешает поступление импульсов с генератора 6 тактовых импульсов через второй элемент И 8 на вход синхронизации регистра 4 сдвига, в каскады которого начинает записываться логическая единица. Форма сигналов на выходах первого, второго, третьего, четвертого, пятого, К-го, (К+1)-го, (п-1)го и п-го каскадов регистрасдвига показана соответственно кривыми 1826 (фиг. 2). Так, если частотно-модулированны сигнал промежуточной частоты имеет период Т1 (фиг, 2), то логическая единица успеет записаться до появле ния очередного импульса 15 счи1ывания в каскады с первого по четвертый регистра 4 сдвига.-По приходу импульса 15 считывания триггер 3, с диненный информационным входом с че вертым каскадом регистра 4 сдвига, устанавливается в единичное состояние . Т риггеры 3, информационные входы которых подключены к предыдущим кас калам регистра 4 сдвига,(т.е. с пер вого по третий), блокированы инверт pafOj 10 и сохраняют нулевое состояние, а в триггеры 3, информационные входы которых подк/гючены к последую щим каскадам регистра 4 сдвига (т.е с пятого до п-го), имеющие логичес кий нуль, записывается нулевое состояние , Триггер 3, в котором записана ло гическая единица,вызывает свечение соответствующего светоизлучающего диода 12 индикатора 11 отсчета. Свечение сохраняется до поступле ния следующего импульса считывания. Остальные светоизлучающие диоды 12 погашены. По импульсу 16 сброса счетчИк 5 и регистр 4 сдвига устанавливаются нулевое состояние, измерение ..перио да Т1 заканчивается и начинается измерение последующего периода Т2 (фиг. 2), Если частотно-модулированный сигнал промежуточной частоты имеет период Т2 Т1, то логическая единица запишется в каскады с первого по К-й регистра 4 сдвига, а светиться будет соответствующий светоизлучающий диод Если частотно-модулированный сигнгш промежуточной частоты имеет период ТЗ Т2 Т1, то логическая единица запишется в каскады с первого по п-й регистра 4 сдвига. Таким образом, длительность измеряемого периода частотно-модулирован ного сигнала промежуточной частоты определяется номером каскада регистра 4 сдвига, являющегося последним с записанной в него логической единицей на момент поступления импульса 15 считывания. Определение этого каскада осуществляется инверторами 10 и триггерами 3 и индицируется свечением соответствующего светоизлучающего диода 12. Число каскадой N g регистра 4 сдвига равно NZ fo Так как период частотно-модулированного сигнала изменяется в соответствии с законом модуляции, то заполнение каскадов регистра 4 сдвига логической единицей тоже изменяется, и после каждого поступления импульса 15 считывания светится соответствующий светоизлучающий диод 12, а так как промежуточная частота достаточно высокая, то свечелие светоизлучающих диодов 12 -кажется непрерывным и представляет, собой светящийся столбик, который в зависимости от величины девиации частоты изменяет свою длину. Концы светящегося столбика указывают на величину девиащии частоты вверх и вниз, отсчитываемой от нулевого значения, за кото рое принимают тот светоизлучающий диод 12 индикатора 11 отсчета, который светится при подаче на вход формирователя 1 импульсов средней частоты частотно-модулированного колебания. В зависимости от целей использова ния устройства, варианты исполнения индикатора 11 отсчета могут быть различными. Так, для контроля симметрии частотной модуляции или манипуляции желательно изготовить индикатор 11 отсчета в виде латинской буквы V (фиг. 3). В других случаях индикатор 11 отсчета может быть выполнен так, как показано на фиг,4. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет исключить отображение на индикаторе отсчета неиз/меняющейся части периода частотномодулированного сигнала, что исключа ет ошибки в отсчете в процессе измерения девиации частоты при низкой модулирующей частоте, повьвиает точность измерения на 10% по сравнению с известным устройством. Отображение на индикаторе отсчета только изменяющейся части периода частотномодулированного сигнала в виде светящегося столбика, длина которого изменяется от значения, принятого за нуль, и его концы указывают на величину девиации частоты вверх и вниз, позволяет в отличии от известного устройства осуществить контроль симметрии частотной модуляции, манипуляции и обес -печить удобство эксплуатации предла.- гаемого устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ, содержащее генератор тактовых импульсов, регистр сдвига, триггеры, выход каждого из которых соединен с соответствующими элементами индикатора отсчета, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения девиации частоты при низких модулирующих частотах и обеспечения контроля симметрии частотной модуляции, в него введены последовательно соединенные формирователь импульсов, блок привязки, первый и второй элементы И, счетчик, дешифратор, инверторы, при этом выход генератора тактовых импульсов подключен к второму входу блока привязки и к первым входам первого и второго элементов И, вторые . входы которых соединены соответствен но с прямым и инверсным выходами дешифратора, вход которого подключен к выходу счетчика, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход второго элемента и соединен с входом синхронизации регистра сдвига, причем первый выход блок§ привязки соединен с входами синхронизации триггеров, а второй § выход - с входами сброса в О (Л счетчика и регистра сдвига, выход каждого каскада которого соединен непосредственно с информационным входом соответствующего триггера и через О в инвертор с входом установки предыдушего триггера.