Цифровой частотомер мгновенных значений Советский патент 1987 года по МПК G01R23/00 

113

Изобретение относится к измерительной технике( в частности к устройствам измерения частоты, и может быть использовано для контроля, регистрации и измерения частоты в тех случаях, когда предъявлены высокие требования к точности и быстродействию частотомера, например Е системах контроля и регулирования частоты

Целью изобретения является упроще- кие частотомера.

На фиг.i представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу уст ройства.

Устройство состоит из.последовательно соединеннык генератора I эталонной частоты (ГЭЧ), умножителей 2 и 3 и счетчика 4, причем управляющие входы умножителей 2 и 3 с первого по (п-1)-й разряды подключены к соответствующим разрядам счетчика 4 а п-е разряды - к (п-1)-му разряду счетчика 4, Выход умножителя 3 подключен к вычитающему входу С счетчика 4, уста- новочный вход S которого является входом устройства.

Устройство работает следующим о б- разом.

По началу каждого периода входной части на установочный вход S счетчика 4 поступает короткий импульс и переводит его в единичное состояниеj, после чего счетчик 4 списьгоается импульсами частотой , поступающими с выхода умножителя 3 на счетный вход вычитающего счетчика 4,

В соответствии с принципом действия двоичных умножителей для значения частоты fj, можно записать соот- ношение

N,

„ 2 где Nj - текущее значение числа в

двоичном коде на входах умножителей;

fg - значение эталонной частоты| п - количество разрядов каждого из умножителей. Ввиду того, что старшие (п-е) раз- ряды умножителей 2 и 3 подключены к {п+1)-му разряду счетчика 4, спустя некоторое время t, после начала списывания со счетчика 4 на всех уп- равлянщих входах умножителей 2 и 3 вновь появляется код Все едешицы. Это происходит тогда, когда на всех

92

разрядах счетчика 4, кроме разряда п будут единицы, а на п-м разряде нуль т.е. счетчик 4 списывается

2 до числа -X- ,

При изв естньк доп тцениях счетчик 4 можно считать интегрирующим звеном для входной частоты. Тогда можно записать следующее выражение частоты f в зависимости от числа на разрядных выходах счетчика 4 (Nj.):

f -dNe ч dt

или, с учетом (), при изменении чисп 2

ла N. от 2 До (т.е. код двух J «

старших разрядов счетчика 4 остается неизменным) и N, Nu

- Г 0 л ( J ИГ - J Fb 2)

После интегрирования выражения (2) получают:

2

-

fc

1Г

или

(3)

. Пусть некоторому времени t,,, причем t(, i t -u 2t, соответствует некоторое число Nq на управляющих входах умножителей 2 и 3, Тогда, проинтегрировав выражение (2) с пределами интегрирования t от tg до t и N от 2 до NU , с учетом того, что и в этом случае Ng N,., получают

.4и

(4)

Г

2

(при t 2t, Nj, --- ).

В момент времени 2t происходит установка п-го и обнуление (п+1)-го разрядов счетчика 4, При этом, как и на .тпобом другом шаге счета, число Nq на управляющих входах умножителей 2 и 3 изменяется на единицу. И в этом случае условие N, NM остается справедливым ввиду того, что в дальнейшем изменении происходят только в млдпдаих разрядах кодов. Np и N,,, аналогично описанному. Поэтому для любого t 2to справедливо выражение (2) с пределами интегрирования t от

2t« до t.

и N от

до некоторого N

Г

с учетом того, что

л,П1-1

2t.

2 ,

получают

.гп

«з fO

(5)

Видно, что выражения (4) и (5) идентичны, хотя определены для различных интервалов интегрирования.Таким образом, код Nj,, снимаемый с уп- равлякяцих входов одного из умножите- }5

момент tu ,. удовлетворяющий ус- Ц t, , обратно пропорционалей в ловию

лен периоду t, а следовательно, прямо пропорционйлен измеряемой частоте f..20

Таким образом достигнуто упрощение частотомера при сохранении высоких

3221694

значений всех метрологических характеристик.

Формула изобретения

Цифровой частотомер мгновенных значений, содержащий последовательно соединенные генератор эталонной частоты, первый и второй умножители и счетчик, выходы разрядов которого с первого по (п-1)-й подключены к соответствующим управляющим входам первого и второго умножителей} причем выход второго умножителя соединен с вычитающим входом счетчика, отличающийся тем, что, с цельк упрощения, в счетчик ввецен (п-И)-й разряд, выход которого соединен с п-ми управляющими входами обоих умножителей, а вход установки счетчика в 1 является входом устройства,

Фие.г

Составитель Н.Федоров Редактор И.Николайчук Техред Л.Олийнык Корректор Л.Патай

Заказ 2858/40Тираж 730Подписное

ВНИИПИ 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

Изобретение относится к измерительной технике и служит для упрощения частотомера. Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты, умножители 2 и 3 и счетчик 4. Введение (п+1)-го разряда в счетчик А и функциональное соединение его с элементами устройства позволяет коду N,., снимаемому с управляющих входов одного из умножителей 2 или 3 в момент t, удовлетворяющий условию t, t, быть обратно пропорциональным периоду tu, а следовательно, прямо пропорциональным избираемой частоте f 2 ил. Г 2 сл г Ы ьэ ьэ 05 СО Фиг.1