Устройство для измерения частоты электрического сигнала Советский патент 1989 года по МПК G01R23/10 

СЛ

О

со ч

СП 00

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматической обработки сигналов частотных первичных преобразователей, а также для измерения частоты электрических сигналов на примыкающих временных интервалах. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство для измерения частоты электрического сигнала содержит счетчик 3 числа периодов, счетчик 4 длительности периода, регистр 5 памяти, делитель 6 кодов. Введение триггера 1 управления и элемента И 2 позволило считывать информацию с выхода счетчика 4 длительности периода не в динамическом, а в статическом режиме хранения информации о длительности части периода. 2 ил.

Фие,1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматической обработки сигналов частотных первичных преобразователей, а также для измерения tiacTOTH электрических сигналов на примыкающих временных интервалах.

Цель изобретения - повьшение точности измерений.

На фиг. приведена структурная схема устройства , на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. .

Устройство содержит триггер 1 управления, элемент И 2, счетчик 3 числа периодов, счетчик 4 длительности периода, р(егистр 5 памяти и Делиг тель 6.

На вход сброса в нуль триггера 1 управления поступает измеряемая частота, а на его вход установки в единицу поступают импульсы Т„ начала интервала измерения. Выход триггера 1 управления соединен с первьм входом элемента И 2, на второй:вход которого подается эталонная частота f, при этом счетньй вход счетчика 3 числа периодов соединен с вхо- дом сброса триггера 1 управления, вход установки которого объединен с входами сёроса счетчика 3 числа периодов ; и счётчика 4 длительности периода, синхровходами регистра 5 памяти н делителя 6. Выход счетчика 3 числа периодов соединен с информационным входом p.eTKCTga 5 лаМ9,ти, зы- ход которого (тина п) соединен с входом делителя 6, а выход элемента И 2 подключен к счетному входу счет- чика 4 длительности периода, выход которого (щина т) соединен с б-торйМ входом делителя 6.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы Tj, начала интервала измерения, синхронизированные с импульсами эталонной частоты, имеют длительность, равную длительности импульса эталонной частоты и период появления, равный Т К t , где

/- 1

ъ 7 длительность периода эталонной частоты, Kg - заданное число импульсов эталонной частоты.

Появление очередного импульса Тд начала интервала измерения приводит по фронту импульса к запоминанию состояния счетчика 3 числа периодов из

0

5

0

меряемой частоты в регистре 5, а по спаду импульса - к установке в нуль счетчиков 3 и 4 и установке тригге- 5 Ija 1 управления в единицу (режим разрешения определения длительности части периода измеряемой частоты).К

же импульс начала интервала измерения инициирует делитель 6 для 0 считывания с временной задержкой информации с регистра 5 и счетчика 4.

Сигнал разрешения выработанный триггером 1 управления открывает элемент И 2 для прохождения импуль- 5 сов эталонной частоты f на счетчик 4 длительности периода, который считает эти импульсы. Первый после прохождения спада импульса Т импульс измеряемого сигнала f своим фронтом переводит триггер 1 управления в нуль. При Этом сигнал разрешения с выхода триггера 1 снимается, что запрещает прохождение импульсов эталонной частоты через элемент И 2 на счетчик 4. Остальные импульсы измеряемого сигнала f j( лишь , подтверждают установку триггера 1 в нуль.

Таким образом в счетчике 4 формируется код т, соответствующий числу импульсов эталонной частоты, уложившихся на разрешающем сигнале Q, равном ддительности части первого, периода измеряемой частоты, попавшей в эталонный интервал. Сформированный код хранится в счетчике 4 до начала

.следующего интервала измерения.При этом часть периода измеряемой частоты оказалась определенной с точностью до одного импульса эталонной частоты, значение которой во много раз превьш1ает максимальное значение измеряемой частоты. Увеличение значения эталонной частоты приводит к повьШ1.ению точности измерения дри том же интервале измерения.

В начале каждого интервала измерения значение счетчика 3 запоми нается в регистре 5 памяти числа периодов , а потом счетчик 3 устанавли- : вают в нуль. После этого счетчик 3 начинает считать импульсы измеряемого сигнала f и к концу интервала измерения в нем формируется код п, числу импульсов измеряемой частоты, попавших в данный интервал измерения.

Делитель 6, получив запрос на считывание информации и выждав время, равное максимальной длительности пе5

0

5

0

5

риода измеряемой частоты, производит опрос регистра 5 и счетчика 4 и рассчитывает значеиие частоты на i-м интервале темерения по вьфажению

f J.

X т V

К- - т;., + т.

.f

t J

де f.

n

и ;и m:

f частота измеряемого сигнала;

длительность периода измеряемого сигналаi число импульсов измеряемого сигнала попавших в данный интервал измерения , число импульсов эталонной частоть, уложившихся на разрешающем сигнале Q предыдущего интервала измерения}

число импульсов эталонной частоты, уложившихся . на разрешающем сигнале О данного интервала измерения-, эталонная частота.

Введение в устройство триггера 1 управления-, и элемента И 2 позволяет: использовать счетчик 4 как в режиме счета, так и в режиме хранения, что дает возможность считывать информацию из счетчика в статическом режиме, а не в режиме быстро меняющихся кодов, а также увеличить зна- чение эталонной частоты.

Формула изобретения

Устройство для измерения частоты электрического сигнала, содержащее

последовательно соединенные счетчик числа йериодов, вход которого яв- ляется входом устройства, регистр : памяти и делитель, а-также счетчик длительности периода, вход которого

объединен.с входом интервала измерения устройства, входом сброса счетчика числа периодов и синхровхо- дами регистра памяти и делителя, о т- л и чающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены последовательно соеди- ;ненные триггер управления и элемент И, второй вход которого соединен с входом эталонной частоты устройства, а выход подключен к входу счетчика длительности периода, при этом вход сброса триггера управления соединен с входом устройства, вход установки триггера управления подключен к входу сброса счетчика числа периодов, а выход счетчика длительности периода соединен с вторым входом делителя.

Ь

c