Измеритель скорости изменения частоты Советский патент 1987 года по МПК G01R23/00 

11288620

11зобретение относится к контроль- но-измЕрителышй технике и автоматике.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства и расширение диапазона частот исследуемых сигналов.

На фиг,1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 временные диаграм- 10 мы работы устройства.

Устройство содержит формирователь 1 импульсов, делитель 2 частоты,генератор 3 эталонной частот)1, счетчик А, блок 5 вычисления, блок 6 управления, блок 7 памяти, шину-8 управления.

Выход формирователя 1 импульсов через делитель 2 частоты соединен с

Т, 1/f,,

2

1/f

; Т(Т +Т)/2

Дня упрощения принимают , мТ,к j; Т и получают

(«

f

Т., - Т.

е

(1)

Из формулы (1) определяют разность длительности двух соседн1га периодов

следования сигналов:

дТ Т. - Т

f Т

-DX

ех

(2)

Пусть частота следования входно- j го сигнала из ;еняется с постоянной скоростью, равной f. Тогда при высокой частоте входного сигнала и скорости ее изменения, не превьшаюцей исходного значения этой частоты,мож.„ „ ... но считать, что в небольших интервходом блока 6 управления, первый вы-20

ход которого подключен к второму, входу счетчика 4, второй выход - к второму входу блока 5 вычислений, третий

выход - к третьему входу счетчика 4/ и первому входу блока 7 памяти, чет- 25величину лТ, (фиг. 2). вертый выход - к третьему входу де- .° допущение возможно, посколь лителя 2 частоты, выход генератора 3 . ° течение мальк интервалов време- эталонной частоты соединен с первьп изменение частоты будет неболь- входом счетчика 4, выход счетчика Л ™ вычислении разностей i,T,, , (подключен к первому входу блока 5 вы- 30 Ы , ,..., ЛТ между периодами Т„ , Т, . числе1шй, выход блока 7 памяти соеди-Т,. ..,Т, подформуле (2) можно при- пен с вторым входом делителя 2 часто-нять f % ср const, где - значе- ты и третьим входом блока 5 вычисле- частоты, имеющее место в середине интервала временив (например, в

валах времени t , равньк нескольким периодс1м следования входного сигнала, каждьй последующий период отличается от своего предыдущего на постоянную

НИИ, а второй вход блока 7 памяти - с шиной 8 управления.

Работа устройства основана на следующих зависимостях.

Скорость изменения частоты равна производной частоты по времени и может быть определена как

момент окончания периода Т, и начала

35

40

де uf at

f, и f

1 2

Т, Т

изменение частоты; интервал времени, за который произошло изменение частоты;

значения частоты, имевшие место соответственно в начале и в конце интервала времени ut;

длительность соответственно первого и второго из двух соседних периодов, причем

2

1/f

; Т(Т +Т)/2

Дня упрощения принимают , мТ,к j; Т и получают

(«

f

Т., - Т.

(1)

е

Из формулы (1) определяют разность длительности двух соседн1га периодов

следования сигналов:

Т. - Т

f Т

-DX

ех

(2)

но считать, что в небольших интер

/ величину лТ, (фиг. 2). .° допущение возможно, посколь ° течение мальк интервалов време- изменение частоты будет неболь- ™ вычислении разностей i,T,, , Ы , ,..., ЛТ между периодами Т„ , Т, Т,. ..,Т, подформуле (2) можно при- нять f % ср const, где - значе- частоты, имеющее место в середине интервала временив (например, в

валах времени t , равньк нескольким периодс1м следования входного сигнала каждьй последующий период отличается от своего предыдущего на постоянную

момент окончания периода Т, и начала

35

т т + щ. ьт,.

Если интервал времени Т, будет равел одному периоду следования входных сигналов (), то разность двух таких соседних интервалов будет равна (фиг. 2):

50

Т (т; -f А-аТ,)- -(Т + 3 uTj лТ. дТ :

.М, Т Если же интервал времени Т будет состоять из двух периодов следования входных сигналов (), то разность таких интервалов определится:

,5-т„()-(т,тр

4.,йТ, 2

ЛТ,

Аналогичным образом будем иметь:

дТз 3 ДТ, ;

дТ ш

лт

I

(3)

- раз ность длительности двух со седних периодов следования входного сигнала;

- разность двух соседних интервалов времени Т, каждый из которых состоит из га периодов следования входного сигнала. ая зависимость (3), и то,

т- , из уравнения (1)

f m

лТ,

ID

Tml Tn

(A)

Т 3 т 3

rn

В предлагаемом устройстве предусмотрено формирование исследуемых интервалов времени Т , равных одному или m периодам следования входного сигнала. Причем число m может , вводиться в устройство через внешнюю шину управления перед каждым циклом измерения, что позволяет автоматизировать работу устройства. В устройстве производится преобразование интервалов времени Т в код и вычисление в соотвветствии с формулой (4).

Блок деления частоты обеспечивает увеличение числа периодов в исследуемом интервале времени Т до значения т, что позволяет увеличить разность дТ длительности двух соседних интёр(т

валов времени в соответствии с зависимостью (3) в

Увеличение разности аТ длительности двух соседних интервалов вре

ность повысить точность определения этой разности при работе устройства на высоких частотах и тем самым расширить диапазон частот входных сигналов.

Требуемое значение числа m опреде ляется по следующей формуле, полученной из формулы (4):

га

(5)

1МИН

..

минимальное значение разности периодов входного сигнала, имеющее место при fg f.

f f

мин

886204

лТ,„- мшгималыюе значение разности исследуемых интервалов времени Т , определяемое из требований ск ТОЧНОСТИ работы устройства.

В устройстве счетчик 4 совместно с вновь введенным блоком 6 управления и генератором 3 эталонной частоты 10 образует аналого-цифровой преобразователь исследуемого интервала времени Т в код N, который передается из счетчика 4 в блок 5 вычислений.

Вновь введенный блок 7 памяти пред- 15- назначен для хранения с возможным периодическим обновлением через шину 8 управления и последующей выдачи в , делитель 2 частоты и блок 5 вычисления информации о требуемой величине 20 числа m периодов следования входного сигнала в интервале времени Т .

Устройство работает следующим образом.

Формирователь 1 вырабатывает им- 25 пульсы,частота которых равна частоте входных сигналов, Эти импульсы поступают на делитель 2 частоты, формирующий сигнал при поступлении на его вход каждого т-го импульса. 30 Сигнал 2 частоты запускает блок 6 управления. При этом на первом и втором выходах блока 6 управления появляются управляющие импульсы. 11мпульс с первого выхода бло- 35 ка 6 управления запрещает прием сигналов генератора 3 эталонной частоты в счетчик 4 и тем самым заканчивается преобразование интервала времени Т, в код N .

пп 0

40 Импульс с второго вькода блока 6 управления запускает блок 5 вычислений. При этом в блоке 5 вычислений происходит стирание информации о длительности интервала времени Т,

45 продолжается хранение информации о

длительности интервала Т и вьтолня- ется прием из счетчика 4 информации о длительности интервала Т , а из блока 7 памяти - информации о числе т. Затем в блоке 5 вьмислений

производятся вычисления в соответствии с формулой (4).

После окончания импульса на втором выходе блока 6 управления появляется

управляющий импульс на его третьем выходе, который устанавливает счетчик 4 в нулевое состояние и разрешает прием через шину 8 управления в блок 7 памяти информации о числе т.

С окончанием импульса на третьем выходе блока 6 управления появляется управляющий импульс на его четвертом выходе, который устанавливает делитель 2 частоты в исходное состояние. Одновременно с появлением импульса на четвертом выходе блока 6 управления прекращается запрещающий сигнал на его первом выходе и начинается заполнение счетчика 4 сигналами ге-

нератора 3 эталонной частоты.

I

После окончания импульса на четвертом выходе блока 6 управления начинается .заполнение детали 2 частоты импульсами формирователя 1 импульсов.

С поступлением на вход делителя 2 частоты следующего ш-го импульса заканчивается преобразование интервала времени Т в код и начинается новый цикл работы устройства.

При реализации вычислений в формуле (4) в блоке 5 вычислений в качестве переменной Т может быть взя- то число N , пропорциональное Т. - длительности первого из двух соседних интервалов времени Т и Т , или число ,, пропорциональное

значению Т (Т,+ Т.,)/2. Формула изобретения

1 .Измеритель скорости изменения час тоты, содержащий формирователь импуль- сов, вход которого является входом

устройства, делитель частоты, счетчик, отличающийся тем, что, с целью попьшения быстродействия устройства и расширения диапазона частей исследуемых сигналов, в него введены блок управления, блок памяти, генератор эталонной частоты, блок вычислений, причем выход формирователя импульсов соединен с первым входом делителя частоты, выход которого соединен с входом блока управления, первый выход которого соединен с вторым входой счетчика, второй - с вторым входом блока вычислений, третий - с третьим входом счетчика и первым входом блока памяти, четвертый - с третьим входом делителя частоты, выход генератора эталонной частоты соединен с первым входом счетчика, выход которого соединен с первым входом блока вычислений,выход блока памяти соединен с вторым входом делителя частоты и третьим входом блока вычислений, а второй вход блока памяти соединен с шиной управления.

2. Измеритель по п.1, о т л и - а ю щ и и с я тем, что, делитель частоты содержит счетчик и компаратор, первый вход которого соединен с выходом счетчика, второй вход является вторым входом делителя частоты, первым входом которого является тактовый вход счетчика, третьим входом - вход сброса счетчика, а выходом - выход компаратора.

4

зе-ъшэьз

Q dull yovg

Редактор A. Шандор

Составитель E. Соловьев

Техред М.Ходанич Корректор с. Шекмар

Заказ 7804744Тираж 752 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

esj

ig

9 s

: «o

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и автоматике. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства и расширение диапазона частот исследуемых снг 1алов. В устройство, содержащее формирователь 1 импульсов, для достижения цели введены делитель 2 частоты, генератор 3 эталонной частоты, счетчик 4, блок 5 вычислений, блок 6 управления, блок 7 памяти, шину 8 управления и соответственно новые функциональные связи. В устройстве предусмотрено формирование исследуемых интервалов времени Т, равных одному или m периодам следования входного сигнала. Причем число m может вводиться в устройство через внешнюю шину управления перед каждым циклом измерения,что позволяет автоматизировать работу устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. и динА ts5 00 00 о ю J