Цифровой частотомер Советский патент 1985 года по МПК G01R23/02 

сх

12001

Изобретение относится к электрорадиоизмерениям и предназначено ля измерения как непрерывных синуоидальных сигналов, так и для пошпульсного измерения частоты за- 5 олнения радиоимпульсов.

Целью изобретения является расирение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения поимпульсного измерения частоты за- 10 олнения радиоимпульсов и частоты непрерывных сигналов при.одновреенном повьппении точности и, быстродействия..

Поставленная цель достигается 15 посредством создания одновременно (синхронно) с первым импульсом измеряемой частоты регулируемого ерного интервала, длительность которого устанавливается меньше дли- 20 тельности исследуемых радиоимпульсов .

Повьшение точности измерений обеспечивается за счет возможности определения интервала ошибки, 25 лительность которого находится из выражения

,,.

где Т TX периоды следования им- зо пульсов опорного и исследуемого сигналов (последняя импульсная последовательность формируется из исходного ,, непрерьгоного сигнала) соответственноi Njj и Np - количество импульсов исследуемой и опорной частоты, зарегистрированные за время действия мерного интервала. Кроме того, повышение точности измерений обусловлено тем, что начало мерного интервала синхронизи- д, ровано с импульсами исследуемой частоты и импульсами эталонной частоты. Указанная синхронизация обеспечивает также повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройстваJ на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит последовательно соединенные формирователь 1 55 импульсов измеряемой частоты, вход которого является входом устройства, ключ 2 и первый .счетчик 3, а также

892

схему 4 совпадений, вход которой подключен к выходу формирователя I импульс.ов измеряемой частоты , тригер 5 и второй счетчик 6. Устройство также содержит второй триггер 7, два последовательно соединенных ждущих мультивибратора 8 и 9, вход первого из которых соединен с выходом формирователя 1 импульсов измеряемой частоты и первым входом первого триггера 5, второй вход которого соединен с выходом второго триггера 7, рециркулятор 10, в состав которого входят последовательно соединенные усилитель и линия I2 задержки, выход которой соединен с входом усилителя 11 и является первым вьпсодом рециркулятора 10, вторы выходом которого является выход усилителя 11. Этот выход подключен к второму входу первого счетчика 3, дополнительный вход которого соединен с выходом первого ждущего мультивибратора 8 и с первым входом второго триггера 7, второй вход которого подключен к первому выходу рециркулятора 10, входами которого являются входы усилителя 11. Первый вход рециркулятора 11 соединен с выходом первого ждущего мультивибратора 8, а его второй вход - с выхйдом схемы 14 совпадений, второй вход которой подключен к выходу второго ждущего Мультивибратора 9. Кроме того, устройство содержит вторую линию 13 задержки, решающий блок 14 и многоканальный дискриминатор 15 длительности. Первый и второй входы решающего блока 14. соединены соответственно с выходами первого 3 и второго 6 счетчиков, а его третий вход подключен к выходу второй линии 13 задержки. I

Многоканальный дискриминатор

длительности содержит секхщонированную линию 16 задержки, к каждому из выходов которой подключены последовательно соединенные сумматор 17, ограничитель 18 и выходной каскад 19,выход которого служит соответствующим выходом многоканального дискриминатора 15 длительности, вход которого образован соединением входа секционированной линии 16 задержки со всеми вторыми входами сумматоров 17, при этом вьпсод первого триггера 5 подключен к

входу второй линии 13 задержки, к дополнительному входу второго счетчика 6 и к входу многоканального дискриминатора 15 длительности, выходы которого соединены с соответствующими входами второго счетчика .6.

Устройство, работает следующим образом.

Исследуемый сигнал, представляющий собой последовательность радио импульсов (или одиночный радиоимпульс) , подается на вход устрой ства, где на выходе формирователя 1 импульсов измеряемой частоты формируется импульсная последовательност период следования импульсов которой соответствует периоду входного

сигнала (сигналу заполнения). I

По первому импульсу с выхода

формирователя 1 импульсов измеряемой частоты (фиг. 2а и б) запусгкается первый ждущий мультивибратор 8, который формирует на выходе одиночньш импульс прямоугольной фор-. мы (фиг. 2в), длительность которого устанавливается меньше длительности радиоимпульса. Этот импульс представляет собой мерный интервал, по переднему фронту которого запускается второй ждущий мультивибратор 9 и по первому входу открывается рециркулятор 10. На выходе второго ждущего мультивибратора 9 формируется импульс, длительность которого соизмерима с длительностью импульсов на вьпсоде блока , так что при его совпадении с импульсом на выходе блока 1, что происходит в схеме 4 совпадений, на выходе последней формируется импульс, который проходит на второй вход рециркулятора 10, где начинается его циркуляция. Частота, с которой происходит эта циркуляция импульса опрделяется выбранньт временем задержки линии 12 задержки. При этом на первом и втором выходах рециркулятора 10 образуются импульсные последовательности эталонной частоты, сдвинутые -друг относительно друга на время, определяемое указанным временем задержки. Время циркуляции импульса определяется временем действия мерного интервала, причем на втором входе рециркулятора им пульс может появиться только в начале мерного интервала.

Счетчик 3 обнуляется передним фронтом мерного интервала..При этом, если он работает по передним фронтам входных импульсов, то

их длительность должна выбираться исходя из времени установки счетчика в начальное (нулевое состояние. За время действия мерного ин- тервала счетчик 3 фиксирует количество импульсов измеряемой N и

эталонной N частоты, которое поступает на него по первому и второму входам соответственно. По заднему фронту мерного интервала эти коды

будут переданы в решающее устройство 14. Этим же фронтом мерного интервала закрываются ключ 2 (закрывая первый.вход счетчика 3, и рециркулятор 10, а второй триггер 7

переводится в единичное состояние В нулевое состояние триггер 7 возвращается импульсом с первого вы: хода рециркулятора 10 (фиг. 2г и д). Таким образом, на выходе триггера 7

формируется прямоугольный импульс, задним фронтом которого в единичное состояние устанавливается первьш триггер 5. Возврат этого триггера в нулевое состояние производится

передним фронтом следующего импульса измеряемой частоты (фиг. 2е). В результате триггер 5 формирует импульс, длительность 4 Т которого равна периоду следования импульсов измеряемой частоты Т.. минус интервал .- II

ошибки

Этот импульс подается на вход многоканального дискриминатора 15 длительности, где используется секционированная линия 16 задержки, суммарное время задержки которой составляет

,

45

где it - время задержки отдельной

секции; N - количество используемых .

секций.

Задержанный в своей секции i на время lit импульс на ее выходе поступает на первый вход соответству-. ющего канала формирования (канал состоит из последовательно включенных сумматора, ограничителя и выходного каскада - блоки 17 i , 18 i , 19i, где он сопоставляется с исходным (до линии задержки) импульсом. $ который подается на второй вход со ответствующего канала (сумматора 17| ,На выходе сумматоров образуют ся укороченные импульсы, отстоящие друг от друга в соседних каналах во времени на величину it. Количество импульсов так образуемых равн Мд лТ-/лГ,, где uTj, оказывается про порциональным длительности интервала А Т. Пройдя через ограничители 18 и выходные каскады 19 эти импульсы поступают на соответствующи входы второго счетчика 6, где подсчитывается их общее количество. Второй счетчик обнуляется перед ним фронтом импульса с выхода перв го триггера 5, а передача кода из счетчика в решающее устройство про исходит по еаднему фронту этого же импульса. . Решающее устройство производит вычисления в соответствии с соотношением, которое дает искомую частоту NX vvTfЭтот результат вьщается с задержкой, которая определяется лини ей 13 задержки и составляет около 1.4 ti;. Измерение частоты непрерьшного синусоидального сигнала осуществля ется аналогично описанному с той лишь разницей, что результат будет вьщаваться перирдически, Формула изобретени Цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные фо мирователь импульсов измеряемой частоты, вход которого является входом частотомера, ключ и первый счетчик, а также схему совпадений, вход которой подключен к выходу формирователя импульсов измеряемой частоты, первый триггер и второй счетчик, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обес печения поимпульсного измерения частоты заполнения радиоимпульсов и частоты непрерывных сигналов при одновременном повьшении точности и 96 быстродействия, в него введены второй триггер,два последовательно соединенных ждущих мультивибратора, вход первого из которых соединен с выходом формирователя импульсов измеряемой частоты и первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, рециркулятор, выполненный в виде последовательно соединенных усилителя и линии задержки,выход которой соединен с входом усилителя и является первым выходом рециркулятора, вторым выходом которого является выход усилителя, который подключен к второму входу первого счетчика, дополнительный вход которого соединен с выходом первого ждущего мультивибратора и с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к первому выходу рец1ркулятора, входами которого являются входы усилителя, первый из которых соединен с выходом первого ждущего мультивибратора, а второй - с выходом схемы совпадений, второй вход которой подключен к выходу второго ждущего мультивибратора, кроме того, в частотомер введены вторая линия задержки, решающий блок, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго счетчиков, а его третий вход подключен к выходу второй линии задержки, и многоканальный дискрим11натор длительности, состоящий из секционированной линии задержки, к каждому из входов которой подключены последовательно соединенные сумматор, ограничитель и выходной каскад, выход которого служит соответствующим выходом многоканального дискриминатора длительности, вход которого образован соединением входа секционированной линии задержки со всеми вторыми входами сумматоров, при этом выход первого триггера подключен к входу второй линии задержки, к дополнительному входу второго счетчика и к входу многоканального дискриминатора длительности, выходы которого соединены с соответствующими входами второго счетчика. LJ -, 4M } I

W2.f -JT r-H- -4

Изобретение относится к устройствам для измерения частоты непрерывных синусоидальных сигналов, а также поимпульсного измерения частоты заполнения радиоимпульсов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей частотомера путем поимпульсного измерения частоты заполнения радиоимпульсов и частоты непрерывных сигналов при одновременном повышении его точнос iii/Л ff -- i . ти и быстродействия. Это достигается посредством создания синхронно с первым импульсом измеряемой частоты регулируемого мерного интервала, длительность которого устанавливают меньше длительности исследуемых радиоимпульсов. Повьшение точности измерений обеспечивается путем определения интервала ошибки, длительность hi которого определяется выражением л1 Т„«х-Т.М, о } Тр и Tj - периоды следования имгде пульсов опорного и исследуемого i сигналов соответственно; М и И количество импульсов исследуемой (Л опорной частоты, зарегистрированных за время действия мерного интервала. Начало мерного интервала синхронизировано с импульсами исследуемой частоты, что также повьшает быстродействие частотомера. 2 ил.

0W3,Z