Устройство для измерения разности частот Советский патент 1991 года по МПК G01R23/00 

СО

с

Изобретение может быть использовано для быстрого измерения разности частот 2 высокостабильных спооных генераторов. Целью изобретения яг-ляется повышение быстродействия и рз шипоние др чзона измеряемой ра ностм частот. гр,,сгуо для измерения разнести частот .ит первый и второй делите/.и 2, 3 часто . ы, счетчик 4, формирователь 6 tобменных интервалов, формирователь 7 коротких импульсов, схему сравнения кодов Вьедение элемента 9 задержки, интегратор 10, анапогс-цифро- вого преобразователя 1 первого- третьего 5, 12, 13 регистров позволило повысить бы; стродействие и расширить диапазон измеряемой разности частот. 2 ил.

о

ГчЭ

со

РЬ

ел

Изобретение относится к области элек- ipo- и радиоизмерений и может быть использовано для измерений разности частот, необходимых, в частности, при подстройке опорных генераторов аппаратуры связи по источнику эталонной частоты.

Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение диапазона измеряемой разности частот.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит умножитель 1 частоты, первый делитель 2 частоты (ДЧ), второй ДЧ 3, счетчик 4, третий регистр 5, формирователь 6 временных интервалов (ФВИ), формирователь 7 коротких импульсов (ФКИ), блок 8 сравнения кодов (БСК), элемент 9 задержки, интегратор 10, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 11, первый 12 и второй 13 регистры. Второй вход устройства через последовательно соединенные умножитель 1 частоты, ФВИ б, интегратор 10, АЦП 11, первый и второй регистры 12, 13, БСК 8, ФКИ 7 и счетчик 4 соединен с третьим регистром 5. Первый вход устройства через первый ДЧ 2 и второй ДЧ 3 соединен с вторыми входами счетчика 4 и третьего регистра 5. Выход первого ДЧ 2 подключен к второму входу ФВИ 6, а выход последнего через1 элемент 9 задержки соединен с вторыми входами интегратора 10, первого и второго регистров 12, 13, ФКИ 7. Выход первого регистра 12 подключен к второму входу БСК 8. Его второй выход и выход третьего регистра 5 являются информационными выходами устройства.

На фиг. 2 представлены сигналы на выходах а - умножителя 1 частоты, б - первого ДЧ 2, в - ФВИ 6, г - элемента 9 задержки, д - интегратора 10, коды чисел, е - в первом регистре 12, ж - во втором регистре 13, з - сигнал на выходе ФКИ 7 и и - состояние счетчика 4 (2и).

Устройство для измерения разности частот работает следующим образом.

Частота сигналов, поступивших на второй вход устройства, в умножитель 1 частоты увеличивается в К раз (2а), а на первый вход устройства - уменьшается в п раз в ДЧ 2 (26). ФВИ 6 вырабатывает импульсы (2в), начинающиеся в момент фронта сигнала с ДЧ2 и заканчивающиеся по приходу второго (после этого) фронта сигнала с умножителя 1 частоты. Их длительность t€ Ti/K, 2Ti/K , где Ti - период сигнала на втором входе, в интеграторе 10 преобразуется в напряжение U (2д), которое с помощью АЦП 11 переводится в код и фронтом импульса с

элемента 9 задержки записывается в регистр 12 (2с), Так как длительность импульса t характеризует текущую разность фаз сравниваемых сигналов (его изменение на Ti/K соответствует изменению разности фаз на 2 л/К), то изменение кода на выходе регистра 12 на единицу младшего разряда соответствует изменению разности фаз на 2л /КР, где Р - разность чисел, соответA, П

ствующая Д t --. Если интервал времеN

ни между двумя соседними моментами изменения кода на выходе регистра 12 равен Q, то разность сравниваемых входных

частот fi и Т2 можно найти по формуле

I fi-f2 I 1/QKP.

Изменение кода на выходе регистра 12 фиксируется с помощью регистра 13 и БСК 8. Импульс с выхода ФВИ 6, задержанный

на тв элементе 9 задержки (2г), своим фронтом производит запись кода, выработанного АЦП 11. в регистр 12, а кода с выхода последнего - в регистр 13, а затем. производит сброс интегратора 10 в исходное состояние. При каждом изменении кода состояния регистра 12 (2е) и регистра 13 (2ж) будут отличаться друг от друга в течение интервала riT2, где Т2 - период сигнала на первом входе, что и регистрируется БСК 8.

По сигналу на его выходе (А & Б) ФКИ 7 вырабатывает импульс (2з), поступающий на счетчик 4.

Время измерения задается делителем 3 частоты. Рели он имеет коэффициент деления N, то время каждого измерения в устройстве равно nNT. После этого содержимое счетчика 4 фронтом сигнала с ДЧ 3 переписывается в регистр 5, а счетчик 4 обнуляется. Если за время очередного измерения на него поступило от ФКИ 7М импульсов, то разность частот можно определить по формуле

45

- -;ЈЈ

или

М

I f 1 f2 „

f2nNKP

Относительная погрешность измере- ния, обусловленная эффектом квантования в АЦП, составляет д 1 /nNKP.

Таким образом, устройство при одинаковой с прототипом относительной погрешности измерения позволяет уменьшить время измерения в КР рэз.

Формула изобретения Устройство для измерения разности частот, содержащее первый делитель частоты, выход которого соединен с входом формирователя временных интервалов, а также второй делитель частоты, блок сравнения кодов, формирователь коротких импульсов и счетчик, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения диапазона измеряемой разности частот, в него введены умножитель частоты, интегратор, аналого-цифровой преобразователь, элемент задержки, первый, второй и третий регистры, причем выход умножителя частоты через последовательно соединенные формирователь временных интервалов, интегратор, аналого-цифровой преобразователь, первый регистр, второй регистр,

-J-4JV

15

it

11 II I I I I I i I I I II II I I I M I I I 1 1 1 1

Тг-П

гт

л

л

0

блок сравнения кодов, формирователь коротких импульсов и счетчик соединен с первыми входами третьего регистра, выход первого делителя частоты через второй делитель частоты соединен с вторыми входами счетчика и третьего регистра, выход формирователя временных интервалов через элемент задержки соединен с вторыми входами интегратора, первого и второго регистров, а выход первого регистра соединен с вторым входом Блока сравнения кодов, а выход элемента задержки соединен с вторым входом формирователя коротких импульсов.

п

г

л

л