Устройство измерения частоты сигналов Советский патент 1975 года по МПК G01R23/02 

пряжение опорного генератора. Выход ключа 10 соединен с входом прецизионного счетчика П, цепь сброса которого управляется сигналом с выхода формирователя 7.

Устройство работает следующим образом.

На формирователь 7 поступает исследуемый сигнал, который превращается в последовательность коротких импульсов. Эти импульсы в открытом состоянии ключа 5 подаются на вход счетчика 6 и регистрируются им. Ключ 5 открывается на калиброванный интервал времени, формируемый с помощью генератора 2, делителя 3 и триггера 4. Затем триггер 8 запускается первым сигнальным импульсом, оказавшимся на выходе ключа 5, и опрокидывается в исходное состояние задним фронтом импульса, формируемого триггером 4. Передним фронтом своего импульса триггер 8 устанавливает делитель 3 частоты в нулевое состояние. В результате оказывается, что мерный интервал начинает отсчитываться от первого сигнального импульса, благодаря сбросу в нуль делителя частоты триггером, т. е. триггер 8 исключает независимость двух потоков - сигнальных импульсов и мерных интервалов. Он синхронизирует начало мерного интервала сигналом.

В мерный интервал попадает целое число периодов и неполная часть периода сигнала, причем эта часть благодаря синхронизации сигналом оказывается в конце мерного интервала. Целое число периодов измеряется с помощью счетчика 6, а часть периода - с помощью опорного генератора 2, делителя 9, ключа 10 и прецизионного счетчика 11 следующнм образом. Коэффициент деления делителя 9 выбирается так, что частота опорного напряжения на входе ключа 10 в 10 раз (при десятичном счете) превыщает частоту сигнала. Число 105 характеризует степень повыщеиия точности отсчета (s - число декад в прецизионном счетчике). Опорное напряжение (с выхода делителя 9) через открытый ключ 10 подается на вход счетчика 11, причем каждым сигнальным импз льсом счетчик 11 сбрасывается в нулевое состояние. После сброса последним на мерном интервале сигнальным импульсом счетчик I1 заполняется частично, причем его показания пропорциопальны длительности неполной части периода сигнала, оказавщейся в мерном интервале. Поскольку ключ 10 закрывается по окончании мерного интервала, дробная часть периода оказывается измеренной и зафиксированной прецизионным счетчиком И. Счетчик 11 регистрирует, какая часть от полного периода сигнала попала в мерный интервал, т. е. s декад .прецизионного счетчика уточняют значение частоты, измеренное счетчиком 6.

Измерения производятся без ошибки, если частота опорного напряжения на входе ключа 10 точно в раз больще частоты сигнала, если это соотношение не выполняется, измерение осуществляется с ошибкой.

Можно показать, что ошибка измерения меньше шага сетки (цены деления) прецизионного счетчика в диапазоне

f -f 4- - I с - /сг ;i- iQs

где /с/ -средняя частота диапазона измерения.

Для расширения диапазона измерения сверх указанных пределов между опорным генератором 2 и ключом 10 включен делитель 9 с переменным коэффициентом деления, управляемый грубым счетчиком 6. Коэффициент деления делителя 9 устанавливается так, чтобы всегда выполнялось условие

/.

где fo/-частота онорного напряжения на

входе ключа 10.

Перестройка делителя 9- осуществляется дискретно с интервалом, соответствующим изменению величины /cg на величину 2/с/ /Ю

Пусть fci 100 КГЦ, время измерения Ю мск, необходимая точность 1 гц. Тогда s 2, fi 10 МГЦ. Диапазон перестройки частоты сигнала ± /с/ /I0 при котором сохраняется заданная точность измерения, составляет + 1 КГЦ. При больщем диапазоне измерений требуется выполнять условия

f 10 мгц при fc, - 100 кгц ± 1 кгц I 10,2 мгц при fc; 102 кгг ± 1 кгц

и т. д.

Предмет изобретения

Устройство измерения частоты сигналов, содержащее делитель с переменным коэффициентом деления, ключ и счетчик частоты, состоящий из делителя частоты, опорного генератора, триггера, формирователя, второго ключа и грубого счетчика, отличающеес я тем, что, с целью повыщения скорости счета при сохранении точности измерений, оно снабжено прецизионным счетчиком и дополнительиым триггером, один вход которого подключен к выходу ключа счетчика, другой вход-к выходу триггера счетчика, а выход- к одному из входов делителя частоты, причем один из входов прецизионного счетчика соедииен с выходом формирователя, а второй - с выходом первого ключа.