Устройство для измерения частоты и сдвига фаз Советский патент 1976 года по МПК G01R23/00 C01R25/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ И СДВИГА ФАЗ Частотомер 1 и делитель 2 образованы счетчиком с включенной на входе схемой запрета и двумя группами потенциальноимпульсных ключей, импульсные входы которых соединены с выходами счетчика. Потенциальные входы первой группы ключей соединены с шинами ввода числител коэффициента деления, а выходы соединены и подключены к управляющему входу схемы запрета. Потенциальные входы второй группы ключей соединены с тинами ввода знаменателя коэффициентов деления, а выходы объединены и подключены к выходу делителя. Устройство в режиме определения часто ты работает следующим образом. Производится измерение числа N периодов определяемой частоты F)( , в интервале времени измерения которых измеряют чи ло N периодом эталонной частоты F , равногоN,-Vk, э и При условии, что г . ив случае измерения низких и инфранизких частот. При измерении средних и высоких частот необходимо измерить некоторое число импульсов измеряемой частоты, величина которого определяется заданной точностью определения частоты. Перед пуском время измерения Т у частотомера 1 устанавливается равным TI /, Ш с , где р - натуральное число или нуль, В схему 9 определения положения запятой по шинам 13 вводится значение устана ливаемого времени измерения. При пуске устройства число N в схеме 3 умножается {например, суммированием с самим собой) на число 10 до тех пор, пока выполняется условие, необходимое для правильной работы управляемого делителя 2 Nx-lO Ng , где к - число циклонов умножения, которое контролируется схемой 7 управления умножением. По окончании умножения число 10 подается на входы ввода знаменателя коэффициентов деления управляемого делителя 2 число NX Ю подается на входы ввода числителя коэффициентов деления того же делителя, при этом ключ- 4 закрыт, ключ 5 открыт и на шину 10 управляемого делителя 2 подается эталонная частота F , начинает отсчет времени измерения Tfi в частотомере Частота Va на выходе управляемого делителя 2 равна IL - FaNxtO ...к Число импульсов Np , поступивщее за время измерения Т ц через клемму 11 на частотомер 1, равно fgTa 0 i-iO- -iO -V,. Сигнал указания положения запятой поступает в частотомер 1 по шинам 12 со схемы 9 указания положения запятой, в которую вводится число к циклов умножения. Схема 9 обеспечивает определение разности чисел к -| код которой указывает положение запятой в числе WP - результате измерения N V Fx 10 ТО есть на цифровом табло частотомера представлено число, определяющее измеряемую частоту в герцах точностью до к-р десятищ ого знака после запятой. Работа устройства в режиме определения сдвига фаз происходит следующим образом. Пусть произведено измерение числа N периодов эталонной частоты в интервале времени At , равного сдвигу исследуемых сигналов, при условии At Fg , Если при измерении временного сдвига фаз указанное условие не выполняется, то возможно применение специальных методов, например временной растяжки интервала времени д1 в 10 раз с последующим учетом масштаба преобразования. Пусть также произведено измерение числа N3 за один период иоследуемого сигнала, относительно которого определяется фазовый сдвиг. При определении сдвига фаз в области средних и высоких частот исследуемых сигналов необходимо произвести изменение некоторого числа интервалов времени ut и периодов исследуемого сигнала. Перед пуском время измерения Т частотомера 1 устанавливается равным ТЦ ИО-РС , где р - натуральное число или нуль. 3 схему 9 определения положения запятой по шинам 13 вводится значение установленного времени измерения. При пуске устройства число N в схеме 3 умножается на число 10 до тех пор, пока выполняется условие, необходимое для правильной работы делителя 2 , где к - число циклов умножения, которое онтролируется схемой 7 управления умноением. По окончании умножения число Nt 1О подается на вход ввода знаменателя управляемого делителя 2, а число Ng - на входы ввода числителя того же делителя, при это ключ 5 закрыт, а ключ 4 открыт, на входную шину 10 управляемого делителя 2 подается эталонная частота Vj , начинается отсчет времени измерения Т в частомере 1. Частота на выходе управляи юго делите 2 равна |Г РЭ FgNfiO Частота F на выходе делителя 6 равна г. FaNt 9 fa N, . 25 Число импульсов N ц поступившее за вр мя измерения т на клемму 11 частотомера 1, равно N,--FT fVii lO- -10- -Сигнал указания положения запятой пос тупает в частотомер 1 по шинам 12 со схемы 9, в которую вводится число к циклов умножения. В режиме определения сдвига фаз схема 9 обеспечивает определение раз ности чисел - 3 + к-р, код которой указывает положение запятой в числе Nsf - ре зультате измерения .р- Nvf. то есть на цифровом табло частотомера представлено число, определяющее измеряемый сдвиг фаз в градусах с помошью до -З+к-Р десятичного знака после запятой. Погрешность устройства складывается из двух частей: погрешности определения чисел N-t , N3 которая может быть умень 1шена до необходимой величины, и погрешности измерения частот на выходах управля- емого делителя 2 в режиме определения частоты, а также делителя 6 в режиме определения сдвига фаз. Последняя в зависимости от погрешности управляемого делителя частоты с дробными коэффициентами деления и составляет i 2 единицы младшего разряда или ±0,002% при пятиразрядном цифровом индикаторе, то есть собственная погрешность устройства пренебреж1}мо мала, и в режиме определения сдвига фаз составляет 0,007. Формула изобретения Устройство для измерения частоты и сдвига фаз, содержащее цифровой частотомер, управляемый делитель, управляющий вход которого соединен с выходом умножителя, и схему управления умножителем, связанную с последним и с блоком определения положения запятой, вход которого соединен с выходом цифрового частотомера, а выход - с его входом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений оно снабжено двумя ключами, дополнительным делителем и элементом ИЛИ, входы которого подключены соответственно к выходам дополнительного делителя и одного из ключей, выход элемента ИЛИ соединен с выходом цифрового частотомера, а вход дополнительного делителя связан с выходом другого ключа, при этом входы ключей объединены и подключены к выходу управляемого делителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 415593, кл. & 01 R 23/00 2. Приборы и техника эксперимента № 1, 1970. Фазометрические приставки к цифровому частотомеру (прототип).