Цифровой частотомер мгновенных значений Советский патент 1991 года по МПК G01R23/00 

ю

з

с/

Изобретение относится к измерительной технике и может использовать ся в качестве низкочастотного цифрового частотомера.

Целью изобретения является повышение надежности измерений.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого частотомера; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняю- щие работу частотомера.

Цифровой частотомер мгновенных значений содержит эталонный генератор 1, умножитель 2 частоты, преобразователь 3 кодов, реверсивный счет- чик 4, регистр 5, триггер 6, элемент 7 задержки, элементы И 8 и ИЛИ-НЕ 9. Вход элемента 7 задержки объединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 9 и является входом 10 частотомера, а вход сброса регистра 5 объединен с первым входом элемента И 8 и является входом 11 начальной установки частотомера. Первый 12, второй 13 и третий 14 выходы реверсивного счетчика 4 соединены соответственно с информационным входом регистра 5, выход которого является выходом частотомера, с входом преобразователя 3 кодов, выход которого подключен к управляю- щему входу умножителя 2 частоты, с вторым входом элемента И 8, которого подключен к входу установки триггера 6. Выход 15 элемента 7 задержки объединен с входом сброса триггера 6, выход 16 которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 9, и синхровходом реверсивного счетчика 4, вход 17 записи кода которого является установочным входом часто- тонера. Выход эталонного генератора 1 через умножитель 2 частоты соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 4, а выход 18 элемента ИЛИ- НЕ 9 подключен к синхровходу регист- ра 5.

Частотомер работает следующим образом.

В исходном состоянии единичный сигнал начальной установки, поступающий с входа 11 через элемент И 8( устанавливает в единичное состояние триггер 6 Одновременно тем же сигналом обнуляется регистр 5, после чего частотомер находится Б режиме ожидания поступления сигналов измеряемой частоты Fy.

Через время задержки Ј после прихода первого импульса измеряемой частоты сигналом отрицательной полярности с выхода элемента 7 задержки, поступающим на синхровход реверсивного счетчика 4, осуществляется занесение в него начального кода N с входа 17 частотомера. Одновремечно тем же сигналом триггер 6 устанавливается в нулевое состояние, чем подготавливается цепь занесения ции в регистр 5. После -,TQI о к мн i- ется списывание ооцержимо.о реверсивного счетчика 4 -. частотой F импульсов, поступающих на его вычитающий вход с выхода умножителя 2 часто ты, причем

М

2

где Јд - частота эталонгого генератора ;

И код на выходе преобразователя 3 кодов; п - разрядность умножителя 2

частоты.

В ходе списывания кодл М частота импульсов на выходе умножителя 2 частоты изменяется в соответствии с характеристикой преобразователя 3 кодов, благодаря чему обеспечивается заданная зависимость Н(О,где N - код на выходе 13 реверсивного счетчика 4, который содержит выходы j старших из его п разрядов (j 6 п).

Б момент t поступления следующего импульса измеряемой частоты (t Ту) на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9 формируется положительный импульс, по переднему фронту которого код NЈ переносится в регистр 5. Затем через время

Ј по переднему фронту отрицательного импульса на выходе элемента 7 задержки происходит повторное занесение кода NO в реверсивный счетчик 4, после чего цикл измерения повторяется.

Таким образом, смена информации о частоте в виде кода N осуществляется через период измеряемой частоты. При условии Ј Х Ту мимзадержка в нте 7 практически не отражается на точности измерения.

Для обеспечения приблизительного постоянства погрешности цифрового частотомера в широком диапазоне частот преоб; атопятель 3 кодов должен

иметь ткспоненцнальную зависимость между входным N и выходным М кода-

ми:

N

М М е Р

о 1

162Ы736

При восстановлении сигнала оче редной входной импульс возвращает триггер 6 в исходное состояние, но благодаря задержке Ј блокировка синхровхода регистра 5 снимается

Изобретение относится к изме- рительной технике и может исполь зеваться в качестве низкочастотного цифрового частотомера. Цифровой час- тотомер мгновенных значений содержит эталонный генератор 1, умножитель 2 частоты, преобразователь 3 кодов, ре версивный счетчик 4, регистр дение триггера 6, элемента 7 задержки, элемента И 8 и элемента ИЛИ-НЕ 9 позволило исключить вывод ложной ни- формации на выход частотомера при пропадании входных импульсов, например при коммутации тракта связи. 2 ил.

где М и Р - параметры преобразователя .

В этом случае код на выходе 12 реверсивного счетчпкч 4 О

N М„ - Р Cll (1 + р|-) ;

.у

Р

L С ,

15

л 2

де Lo

N - начальный код, заносимый в

реверсивный счетчик А; - разрядность чпо+ит-. ля 2

часточы;20

Г.) - часто1 j эталонного iенерато-

рл 1 ; t - время.

ри L |- ТХ Nx ), 25

откуда относительная погрешность

J° frll I (|+р;. ) Р p{. S- i.

имеем

Таким образом, благодаря преобразователю 3 кодов частота импульсов, поступаюцчх на реверсивный счетчик 4, меняется в процессе измерения периода таким образом, что относи- тельная погрешность измерения частоты приблизительно постоянна в заданном диапазоне частот.

Выполнение условия PCQi х « 1 обеспечивается выбором параметров f3, Р, М0 и п .

В случае, если интервал Т между последовательными импульсами изме- рчемого сигнала превышает заданный порог ТПОр 0 (е.° Р- I), например при временном пропадании сигнала, в ходе списывания достигается момент обнуления реверсивного счетчика 4. При этом на выходе 14 реверсивного счетчика 4 формируется отрицательный перепад, по которому через элемент И 8 осуществляется установка тригге ра 6 п единичное состояние При этом блокируется передача сигнала на синхровход регистра 5; что предотвра щает лыдачу ложной информации на вход частотомера

5

5

0

5

0

5

п

только после окончания входного импульса длительностью ОВУ f чем и обеспечивается запрет переноса ложной информации в регистр 5

Таким образом, при наличии априорной информации о диапазоне измеряемых частот - FMa(,c ) и диапазоне длительностей пропаданий ,когда

г //.им

эта длительность в тракте связи с источником сигнала по своей природе не связана с характеристиками сигнала, например при коммутациях тракта,цифровой частотомер эффективно устраняет ложные отсчеты, повышая надежность и достоверность измерений, при этом возможность запоминания результатов последнего измерения на время прерывания обеспечивает непрерывное использование цифрового кода, что требуется, например, при включении частотомера в контур управления.

Формула изобретения

Цифровой частотомер мгновенных значении, содержащий преобразователь кодов, регистр, выход которого является выходок устройства, последо- ватепыю соединенные эталонный генератор и умножитель частоты, пьйсод которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, при этом первый выход реверсивного счетчика соединен с информационным входом регистра, а второй выход через преобразователь кодов подключен к управляющему входу умножителя частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности измерений, в него введены элемент задержки, триггер, элемент ИЛИ-НЕ и элемент И, первый вход которого объединен с входом сброса регистра и входом начальной установки устройства, а выход подключен к входу установки триггера, причем вход элемента задержки объединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ и входом устройства,а выход объединен с входом сброса триггера и синхровходом реверсивного счетчика, третий выход которого соединен с вторым входом элемента И,выход триггера подключен к второму входу элемента ШШ-НЕ,выход которого соединен с синхровходом регистра.

Цtr

tor. 2

тг-t