СЛЕДЯЩИЙ ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР Советский патент 1969 года по МПК G01R13/02 G01R23/02 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

Известный следящий цифровой частотомер, Содержащий блок эталонных частот, анализаторы частоты на частотных дискриминаторах, , смесители, сдвигающие регистры, устройство сброса и цифровые индикаторы, характеризуется пониженными точностью и быстродействием, узктлы диапазоном измеряемых частот и, кроме того, не обеспечивает непрерывный следящий режим работы и цифровой отсчет. Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что выходы анализаторов частоты всех разрядов подключены через сдвигающие регистры к входам цифровых индикаторов и первым (Входам ключей, вторые входы которых подключены к выходам блока эталонных частот, а выходы - ко вторым входам смесителей, первые входы которых подключены к входам предыдущих анализаторов частоты, а выходы - к входам последующих анализаторов частоты, начиная со второго, причем в каждом анализаторе частоты, начиная со второго, между его входом и вторым входом сдвигающего регистра предыдущего разряда включен дополнительный корректирующий частотный дискриминатор, а между входом предпоследнего анализатора частоты и выходами ключей, включенных между выходами блока эталонных частот и выходами сдвигающего регистра предпоследнего анализатора частоты, включено устройство сброса, выход которого подключен к третьим входам

сдвигающих регистров всех разрядов.

Такое выполнение устройства позволяет повысить точность измерения и быстродействие, расширить диапазон измеряемых частот и обеспечить непрерывный следящий режим ра- .

боты и цифровой отсчет.

Схема описываемого устройства на три знака отсчета представлена на чертенке.

Устройство состоит из анализаторов частоты Л 2, 3, каждый из которых включает частотные дискриминаторы 4-12 и корректирующие дискриминаторы 13, сдвигающих регистров 14, 15, цифровых индикаторов 16, 17, 18, смесителей 19, 20, устройства 21 сброса, ключей 22-39, блока 40 эталонных частот.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемый сигнал поступает на вход анализатора 1 неиосредственно, а на входы анализаторов 2, 3 - через смесители 19, 20. Анализаторы 1-3 производят оценку значения измеряемой частоты, включают через сдвигающие регистры 14, 15 цифры на индикаторах 16-18 и управляют работой ключей 22-39, подключающих выходы блока 40 эталонных частот к входам смесителей 19, 20 и

Пороги срабатывания частотных дискриминаторов определяются следующим выражением:

bi (Af-1 + 0,5 &f)-lO-p+,

где р- номер оцениваемого разряда,

i - порядковый номер частотного дискриминатора;А/ - дискретность на частоте старшего

разряда измерелия;

ij,-;-частота срабатывания t-ro дискриминатора.

Порог срабатывания последнего анализатора выбирается равным

Af-г 10-Р+1.

Блок эталонных частот выдает N эталонных частот, N 9 (р-1), дискретные значения частот равны А/ f .

Сдвигающие регистры 14, 15 кроме управления индикаторами 16-18 и ключами 22-39 производят исправление результата измерения частоты в соответствующем разряде при наличии сигнала с выхода корректирующих частотных дискриминаторов 13. Пороги срабатывания дополнительных корректирующих частотных дискриминаторов выбираются от

10А/-10-+1 до 20 А/-10- +

Такая настройка дает возможность «плавать порогам срабатывания частотных элементов в пределах дискретности данного разряда от 1 до J+l. Устройство 21 сброса переводит сдвигающие регистры 14, 15 в исходное состояние :при непрерывном слежении за изменением измеряемой частоты, если разность fx foi станет меньще /02, где

- измеряемая частота; /01-эталонная частота, поступающая на

смеситель 19;

/02-эталонная частота, поступающая на смеситель 20.

Устройство работает в следующей последовательности.

Пусть нредел измерения равен 1 мгц.

В этом случае пороги срабатывания дискриминаторов в анализаторе 1 равны: дискриминаторов 4, 5, 6... 12 соответственно 150, 250, 350... 950 кгц; в анализаторе 2; дискриминаторов 4, 5, 6... 12, 13 соответственно 15, 25, 35... 95, IOO-200 кгц; в анализаторе 3: дискриминаторов 4, 5, 6... 12, 13 соответственно 1,2, 3... 9, 10-20/сгс.

Блок 40 эталонных частот должен выдавать следующие частоты: 10, 200, 300, ... 900 кгц и 10, 20, 30,... 90 кгц.

Измеряемая частота /, равная, например, 555 кгц, поступает на входы дискриминаторов анализатора 1. Происходит срабатывание дискриминатора, порог которого близок к измеряемой частоте. В данном случае могут сработать дискриминаторы 7, 8 анализатора 1.

Дискриминатор 7 отключает дискриминатор 8, воздействует своим выходным сигналом на сдвигающий регистр 14, включает цифру 4 на индикаторе 16 и подает питание на ключ 25, который подключает к Смесителю 19 эталонную частоту, равную 400 гц.

Полученная разность частот /.-/oi 555- кги, заставляет сработать дискриминатор 13 анализатора 2, который исправляет ощибку в сдвигающем регистре 14.

Вместо цифры 4 на табло загорается цифра 5 и срабатывает ключ 26, который подключает к смесителю 19 эталонную частоту, равную 500 кгц. Разность частот 555 кгц-500 кгц 55 кгц заставляет сработать дискриминаторы 7 или 8 анализатора 2.

В случае срабатывания дискриминатора 7 включается цифра 4 на индикаторе 17, ключ 34 подключает к смесителю 20 эталонную частоту, равную 40 кгц. Полученная разность на выходе смесителя 55 кгц-40 кгц включает дискриминатор 13 анализатора 3, который воздействует на сдвигающий регистр 15, цифра 4 в индикаторе 17 исправляется на цифру 5 и подается питание на ключ 35.

После этого разность частот 55 кгц 5 кгц включает дискриминатор 8 анализатора 3, и на индикаторе 18 загорается цифра 5.

Для сокращения времени измерения в области низких частот между выходом смесителя 19 и входом анализатора 2, а также между выходом -смесителя 20 и входом анализатора 3 могут быть включены умножители частоты с коэффициентом умножения, равным десяти.

При наличии умножителей пороги срабатывания дискриминаторов анализаторов /, 2 равны i}3j А/ г + 0,5 АД а анализатора 3 - А/ г.

Пороги срабатывания дополнительных корректирующих дискриминаторов выбираются |при наличии умножителей от 10 А/ до 20 А/.

Блок эталонных частот при наличии умножителей выдает девять дискретных значений частоты А/, 2 А/, ... 9 А/, независимо от количества оцениваемых разрядов.

Предмет изобретения

Следящий цифровой частотомер, содержащий блок эталонных частот, анализаторы частоты на частотных дискриминаторах, ключи, смесители, сдвигающие регистры, устройство сброса и цифровые индикаторы, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения и быстродействия, расширения диапазона измеряемых частот и обеспечения непрерывного следящего режима работы и цифрового отсчета, выходы анализаторов частоты всех разрядов подключены через сдвигающие регистры к входам цифровых индикаторов и первым входам ключей, вторые входы .которых подключены к выходам блока эталонных частот, а выходы - ко вторым входам смесителей, первые входы которых подключены к входам предыдущих анализаторов частоtbi, а выходы - к входам последующих анализаторов частоты, начиная со второго, причем IB каждом анализаторе частоты, начиная со BTOiporo, между его входом и вторым входом сдвигающего регистра предыдущего разряда ВКлючен дополнительный корректирующий частотный дискриминатор, а между входом предпоследнего анализатора частоты и выходами ключей, включенных между выходами блока эталонныХ частот и выходами -сдвигающего регистра предпоследнего анали5 затора частоты, включено устройство сброса, выход которого подключен к третьим входам сдвигающих регистров всех разрядов.