Частотомер Советский патент 1986 года по МПК G01R23/10 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения частоты гармонического сигнала за время обращения меньше периода и расширение частотного диапазона. На фиг. 1 показана структурная схема частотомера; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы; на фиг, 3 - структурная схема блока измерения фазы. Частотомер содержит генератор 1 квантующих импульсов, делитель 2 частоты, первый формирователь 3, первый блок f измерения фазы, второй блок 5 измерения фазы, вычитател 6, второй формирователь 7, преобразователь 8 время - напряжение, делитель 9 напряжения, ключ 10, Каждый из блоков 4, 5 измерения фазы содержит фазовращатель 11 на 90 , делитель 12 напряжений, блок 13 вычисления арктангенса, блок 14 выборки хранения. Выход генератора 1 квантующих импульсов соединен с входом делителя 2 частоты, выход которого соединен с входами первого и второго формирователей 3, 7 и преобразователя 8 время напряжение, выход которого соеди,1ен со вторым входом делителя 9 напряжений, выход которого через ключ 10 со единен с выходом устройства, управляющий вход ключа 10 соединен с выхо дом второго формирователя 2 и входом управления второго блока 5 измерения фазы, вход которого является входом устройства и соединен с входом перво го блока 4 измерения фазы, вход управления которого соединен с выходом первого формирователя 3, при этом выходом первого и второго блоков 4, 5 измерения фазы соединены с соответ ствующими входами йычитателя 6, выход которого соединен с первым входом де лителя 9 напряжений. Входом каждого из блоков 4, 5 измерения фаз является вход фазовращателя 11 на 90, соединенный с одним из входов делителя 12 напряжений, другой вход которого соединен с выхо дом фазовращателя 11 на 90 , а выход через блок 13 вычисления арктангенса соединен со входом блока 14 выборки хранения, выход и вход управления которого являются соответственно вы830аходом и входом управления блоков 4, 5 измерения фаз. Устройство работает следуюпщм образом, Входной гармонический сигнал имеет вид и, (t) ( +Ч,), где А, - амплитуда; частота; 1 - начальная фаза, U(t) (фиг, 2, а) подается на вход устройства, С выхода генератора 1 квантующих импульсов на вход делителя 2 частоты с коэффициентом деления К поступают квантующие импульсы Uj(t) (фиг, 2, б) с периодом повторения Тд, На выходе делителя 2 частоты получаются импульсы с длительностью Т кТ„ (фиг,2, в), которые поступают на входы первого и второго формирователей 3 и 7, Формирователь 3 формирует по переднему фронту первый импульс U (t) (фиг, 2 г) , который jjocTynaeT на управляющий вход первого блока 4 измерения фазы, Второй формирователь 7 формирует по заднему фронту второй импульс Ug(t) (Фиг. 2 д), который поступает на управляющий вход второго блока 5 измег рения фазы, В момент поступления управляющих импульсов на управляющие входы бло«о измерения фазы на выходах блоков 4 и 5 измерения фазы получаю ся сигналы, пропорциональные текущей фазе сигнала u;(t,) uJ,t,+ 4; U(t) u),t +% где и, (t) - сигнал на выходе первого блока 4 измерения фазы; и j(t) - сигнал на выходе второго блока 5 измерения фазы; Эти сигналы поступают на входы вычитателя 6, на выходе которого получается сигнал и; (t,) -u;(t)(cj, t,+4),t,+ч)г 4(t, - ч который подается на первый вход делителя 9 напряжений. На второй вход делителя 9 напряжений с выхода преобразователя 8 время - напряжение поступает сигнгш, пропорциональный t - t , в результате чего на выходе делителя 9 напряжений получается сигнал, со ветствующий измеряемой частоте „ Jlitii ti) , -4 t Отсчет показаний производится посл окончания измерения, т.е. после по явления импульса в момент времени t , который открывает ключ 10. Блоки 4, 5 измерения фазы работ ют следующим образом. На вход блока измерения фазы по ется напряжение и (t) A SinCuJ t +Ч ), амплитуда; частота; начальная фаза сигнала. Это напряжение сдвигается фазовращ телем 11 на 90° в одном из каналов Сигнал на выблока измерения фазы, ходе фазовращателя 11 имеет вид (u),t +%). Таким образом, на первый вход де лителя 12 напряжений поступает сигнал вида и, (t) A SindJt +4), а на второй вход - сигнал вида UjCt) A/Cos(uJ,t -f 4,). После деления этих двух напряжений сигнал на выходе делителя 12 на пряжений имеет вид ,-itio-;G H.. и поступает на вход блока 13 вычисл ния арктангенса, на выходе которого получается напряжение, пропорционал ное текущей фазе измеряемого сигнал U(t) н-Ч,. Это напряжение хранится в блоке 14 выборки и хранения и подается на вы ход блока измерения фазы по управля ющему импульсу, поданному на управляющий вход блока 14 выборки и хранения. Формула изобретения 1. Частотомер, содержащий генератор квантующих импульсов и ключ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения частоты гармонического сигнала за время обращения меньше периода и расширения частотного диапазона,в него введены делитель частоты, первый и второй блоки измерения фазы, .первый и второй формирователи, вычитателъ, преобразователь время - напряжение и делитель напряжений, при этом входы блоков измерения фазы являются входом устройства, а выходы подключены к соответствующим входам вычитателя, выход которого соединен с одним из входов делителя напряжений, второй вход которого соединен с выходом преобразователя время-напряжение, вход которого соединен с выходом делителя частоты и входами первого и второго формирователей, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами первого и второго блоков измерения фазы, при этом выход делителя напряжений через ключ соединен с выходом устройства, управляющий вход ключа соединен с выходом второго формирователя, а выход генератора квантующих импульсов соединен с входом делителя частоты. 2. Частотомер по п. 1, о т л ичающийся тем, что блоки измерения фазы содержат каждый фазовращатель на 90, делитель напряжений, блок вычисления арктангенса и блок хранения, выход которого является выходом блока измерения фазы, управляющий вход которого является управляющим входом блока выборки хранения, при этом входом блока измерения фазы является первый вход делителя напряжений и вход фазовращателя на 90°, выход которого соединен с вторым входом делителя напряжений, выход которого через блок вычисления арктангенса соединен с входом блока выборки хранения.

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники. Целью изобретения является повьшён е точности измерения частоты гармонического сигнала .за время обращения меньше периода и расширение частотного диапазона. Для этого в частотомер, содержащий генератор 1 квантующих импульсов и ключ 10, дополнительно введены: делитель 2 частоты, два формирователя 3 и 7 импульсов, блоки 4 и 5 измерения фазы, вычитатель 6, преобразователь 8 время - напряжение и делитель 9 напряжения. Кроме того, каждый из блоков 4 и 5 содержит фазовращатель на 90 , делитель напряжения, блок вычисления арктангенса и блок выборки и хранения . Фун1 циональная схема этих блоков приводится в описании изобретения. Напряжение, пропорциональное фазе о измеряемого сигнала, хранится в блоке выборки и хранения и подается на О) выход блока измерения фазы по управляющему импульсу, поданному на управляюпщй вход этого блока. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. ND СО 00 со

Вх

11

%2.2

Bx.ynp

Уиг.З