АДАПТИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР С НОРМИРОВАНИЕМ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ Советский патент 1973 года по МПК G01R23/10 

1

Адаптивный цифровой частотомер относится к электроизмерительной технике и может быть использован, напрпмер, при исследовании стохастических процессов с нормированием динамической ногрешпости.

Известны цифровые частотомеры, содержа1Ц11е вентиль пуска, триггеры управления счетом, вентиль счета, формирующее устройство, декадный счетчик измеряемой частоты, ипд,икаторпое табло и матричный дешифратор, управляюндий ключами делителей калиброванной частоты.

Однако периодический запуск измерения, который нроизводится с максимальной частотой опроса и не зависит от измеиеиия измеряемой частоты, пе позволяет обеспечить постоянства динамической погрешности (разиости .между соседними отсчетами) и тем самым исключает возможность ее гостирования в известных частотомерах. Это сиижает удельную ипформациоппую содержательность отсчетов, перегружая капалы связи избр точиой информацией из-за повторяюидихся отсчетов.

Цель изобретения - нормирование относительной динамической погрешности частотомера прп исследоваиии стохаст 1ческих процессов.

Это достигается те.м, что в частотомер введены динамический декадный счетчик, подключе1П1ый к формируюи1ему устройству через веитиль счета, управляемый триггером начала счета, и подекадные сравнивающие устройства, входы сравнения которых подсоединены к соответствующим декадам основного и дпиамического счетчиков, а входы возбуждения н линия задержки, через которую осуп ествляется сброс дипамического счетчика, - к общей щипе вептилей делителей частоты. Выходы сравиивающих устройств через диодную логическую ячейку подключены к переключателю, с подвижного контакта которого через вептиль сброса, управляемый триггером пачала счета, осуществляется сброс осповиого счетчика, делителей частоты, счетчика временных баз п управление вентилем пуска.

На чертеже показана функциональная схема частотомера.

Частотомер содержит формирующее устройство /, вентили 2 и 3 счета, осиовиой декадный счетчик 4, иодекадные сравнивающие устройства 5, динамический декадный счетчик 6, линию 7 задержки, индикаторное табло 8, триггер 9 начала счета, триггер 10 Koima счета, вентиль // блокировки, веитиль 12 нуска, переключате.ль 13, вентиль 14 сброса, логическую ячейку 15, генератор 16 комбинированной частоты, делители 17, 18 и 19 комбинированной частоты, вентили 20-23, матричный дешифратор 24, счетчик 25 временных кнопку 26 пуска. Рассмотрим работу адаптивного цифрового частотомера. Ручной запуск. Переключатель 13 ставят в положение 1. При налсатии кнопки 26 через вентиль 14, открытый триггером 9, находящимся в нуле вом состоянии, происходит сброс показаний счетчика 25. Одновременно открывается вентиль 12. Первым пришедшим от генератора 16 импульсом перебрасывается триггер 9, которыйоткрывает доступ счетным импульсам через вентиль 3 на счетчик 4 и прекращает доступ в счетчик 6, закрывая вентиль 2. При этом запирается вентиль 14, исключая тем самьш сброс и повторный запуск до конца измерения. В исходном ноложении счетчик 25 находится в нулевом состоянии, и через дешифратор 24 высоким напряжением на ншне в поддерживается открытым вентиль 20. Второй после запуска пмпульс /„ , пройдя через вентиль 20 и вентиль 11, открытый триггером 9, поступает на пулевой вход триггера 10 и в счетчик 25. Возможны два случая. Если на счетчике 4 записана цифра старшего разряда, то импульс записи единицы старniero разряда перебрасывает триггер 10 в состояние «i, с приходом второго импульса /о триггеры 9 и 10 возвращаются в исходное ноложение, и счет измеряемой частоты заканчивается. Одновременно он поступает в счетчик 25, занисывая в нем «1, вследствие чего дешифратор 24 выдает высокое напряжение на шине с, зажигая на индикаторном табло 8 запятую после младшего разряда. В результате из счетчика 4 записывается код с участием всех разрядов, фиксируя измеряемую частоту с относнтельной статической погрешностью 0,01--0,1%. Если в старшем разряде счетчика 4 записан «О, то импульс / о . воздействуя на нулевой вход триггера W, не перебрасывает его, так как он уже находится в состоянии «О. Поэтому триггер 9 но-прежнему держит открытыми вентили 3, 11 н закрытыми вентили 2, 14. Однако он высоким нанряжением на шине с открывает вентиль 21 и закрывает вентиль 20. С вентиля 21 первый импульс поступает уже через 10 импульсов с лгомента пуска. Десятый нмиульс также поступает на нулевой вход триггера 10 и в счетчик 25. Здесь вновь возможны два случая. Если на счетчике 4 записана цифра старшего разряда, то импульс записи единицы старшего разряда перебрасывает триггер 10 в состояние «1. Десятый импульс f,, возвращает в исходное состояние триггеры 9, 10 и счет измеряемой частоты заканчивается. Одновременно десятый нмнульс записывает код 10 в счетчике 25 с учетом ранее прошедшего импульса с вентиля 20. При этолг коде запятая и а инднкаторном табло 8 засвечивается перед младшим разрядом. Таким ооразом, в счетчике 4 снова записывается код с участием всех разрядов. Если в старшем разряде счетчика 4 записан «О, то триггер 10, оставаясь в исходном состоянии, lie позволяет закончиться счету измеряемой частоты. Десятый импульс в этом случае открывает вентиль 22, через который первый ожидаемый импульс fo приходит через 100 импульсов после запуска схемы. При достаточно низкой частоте fo процесс параметрической адаптации заканчивается лишь тогда, когда исчерпаны все делители 17, 18 и 19 частоты. Это дает возможность нормировать относительную статическую погрешность в пределах 0,01-0,1%. Следующий замер вновь осуи1,ествляют нажатием кнопки 26. Адаптивный запуск. Переключатель 13 в зависмости от нормируемого значения относнтельной динамической погрешности находится в положениях 2-5. Рассмотрим, например, работу частотомера, когда переключатель 13 занимает положение 3. В этом случае процесс параметрической адаптации аналогичен описанному выше, и выбор момента времени для следующего измерения начинается в момент окончания предыдущего измерения, когда первым импульсом выбранной временной базы трпггер 9 перебрасывается в состояние «О, закрывает вентиль 3 и, открывая вентиль 2, обеспечивает доступ измеряемо; частоте в счетчике 6, работающий в динамическом режиме. Одновременно закрывается вентиль //, прекращая доступ импульсов с шнны а в счетчик 25, фиксируя тем самым Б1 1бранную базу, так как открытым остается только один из вентилей 20-23 и открывается вентиль 14 для импульсов сброса и пуска с выходов сравниваюн1,их устройств 5. При этом по шине а иротекают импульсы только выбранной временной базы. Второй пмпульс выбранной временной базы но шине а подается на входы возбуждения устройств 5. В этом случае возможны четыре варианта. К моменту прнхода второго импульса временной базы в третьих н четвертых декадах счетчнков 4 и 6 оказываются заннсанными в двоичном коде одинаковые цнфры. При этом сигналы на выходах сравнивающих устройств 5 отсутствуют н следуюндий замер не производится, а прошедший через лннню 7 задержки второй импульс временной базы сбрасывает счетчик 6 на «О, после чего он вновь заполняется измеряемой частотой / „ . моменту прнхода второго нмнульса врсл енной базы цифры в четвертых декадах счетчиков 4 и 6 совпадают, а в третьих декадах отличаются хотя бы на единицу. Тогда сигнал с выхода сравнивающего устройства третьей декады, нройдя через нереключатель 13 н открытый вентиль 14, сбрасывает показа и не счетчика 4 делителей 17, 18 и 19, счетика 25, подав положительный нотеиннал но шппс в, и открывает вентнль 12. Первый жь импульс частоты f „ запускает схему для следующего замера, а второй, пройдя вентиль 20, сбрасывает показание счетчика 6 на «О. Еслп, UauuupOT, цифры в третьих декадах счетчиков 4 н 6 совпадают, а в четвертых отлнчаются минимум на единицу, т. е. частота изменяется па величину, большую нормируемой и устанавливаемой переключателем 13, то выходной сигнал со сравнивающего устройства четвертой декады, пройдя через соответствуюп- ий диод ячейки 15 на залсим 3 переключателя 13, запускает схему. Если цифры на третьих и четвертых декадах отличаются, то это также приводит к запуеку схемы. Таким образом, иптервал между соседними замерамп .выбирается с учетом изменения измеряемой частоты f ;с , т. е. осуществляется временная адаптация. Причем интервал между соседними замерами оказывается кратным времсппой базе, выбранной в предыдущем измерепии п результате параметрической адаптации. П р е д м е т изобретен и я Адаптивный цифровой частотомер с нормировапнем динамической погрещности, содерлаицнй формирующее устройство, соединенное через вентиль счета е счетчиком измеряеMoii чистоты, триггер поиска конца счета, связаппый через счетчик временных баз с матричным део:ифратором, выходы которого соединены с входами вентилей управления выходами делителей калиброванной частоты, а один вход упомянутого триггера нодключеи к старшей декаде счетчика измеряемой частоты, генератор калиброваиной частоты, соединенный е одним вентилем н с соответствующим делителем калиброванной частоты, а также через вентиль пуска с триггером начала отсчета, вход которого подключен к выходу триггера конца счета, отличающийся тем, что, с целью нормирования относительной динамической иогрешности, введены дииамичеекпй декадный ечетчик, подключенный к формирующему устройству через вентиль счета, управляемый триггером начала счета, и подекадные сравнивающие устройства, входы сравнения которых подсоединены к соответствуюH.UIM декадам основного и динамического счетчиков, а входы возбул дения и лииия задержки, через которую осуществляется сброс динамического счетчика, - к общей щине вентилей делителей частоты, причем выходы сравнивающих устройств через диодную логическую ячейку подключены к переключателю, с подвижного контакта которого через вентиль сброса, управляемый триггером начала счета, осуществляется сброс основного ечетчика, делителей частоты, счетчика временных баз и управление вентилем пуска.