Цифровой частотомер Советский патент 1976 года по МПК G01R23/00 

S531093

На вход стробоскопического преобразователя 1 подается частота, которую нужно измерить.

Стробоскопический преобразователь 1 работает по алгоритму: если стробимпульс с выхода формирователя 5 стробимпупьсов совпадает с положительной полувопной входного сигнала, то стробоскопический преобразователь 1 формирует стандартный по амплитуде и длительности импульс, если стробимпульс совпадает с отрицательной полуволной, то стандартный импульс не формируется.

Необходимо отметить, что широкополосность стробоскопического преобразователя 1 определяется в основном д хительностью стробимпульса, поступающего с выхода формирователя 5 стробимпульсов, В настоящее время реально достижимая полоса стробоскопического преобразователя составляет 5-10 ГГц, Имеются сведения о полосе стробпреобразователей до 18 и 30 ГГц.

Таким образом, такой цифровой частотомер позволяет производить прямой счет частоты до указанных значений, т.е. в весьма широком диапазоне.

Происходит это след5тощим образом.

При постоянстве частоты стробимпуль- сов и частоты сигнала можно считать, что стробимпульс движется по сигналу. Это значит, что каждый стробимпульс смещается относительно положения своего предшественника в периоде сигнала на постоянную величину, определяемую соотношением частот сигнала и стробирования. Время движения ПС положительной полуволне равно времени движения по отрицательной, а так как стробоскопический преобразователь 1 срабатывает только во время положительной полуволны, то на его выходе формируется периодическая последовательнесть пачек импульсов. Период импульсов в пачке равен периоду стробимпульсов. количество импульсов в пачке и период пачек определяются временем движения строимпульсов по периоду сигнала. Период преобразованного сигнала зависит от периода стробимпульсов t Q :

t -пТ

пр о X

где Т - период сигнала, ( - дробная часть отношения частот сигнала F v и стробирования

оЛ

П - номер гармоники сигнала стробгенератора.

Преобразованная частота

(1)

np, foSl F-x- foКак видно, по преобразованной частоте можно судить о величине исследуемой частоты. Дробная часть соотношения частот О лежит в пределах 0-1, поэтому при определенном значении FX возможно впояне определенное значение Л . Это значит, что система может схБатываться только при однозначном соответствии частоты сиг« нала и ближайшей к ней гармоники из спевтра стробимпульсов.

Таким образом, точное измерение частоты сигнала возможно только 1фи известном номере гармоники, с которой ведется работа.

Номер гармоники определяется следук (щим путем. ЕСЛИ производить стробированиб частотой, отличающейся от f g, на малую величину Л f , то вторая преобразованная частота равна:

(2)

рг о

Решая совместно уравнения (IJ и 12), ваходят номер гармоника:

-г

ПР2ПР 1

Af

Подставляя найденное значение л в уравнение (1), определяют искомое значение частоты F :

где P k fo/Af

Таким образом, измерение частоты сводится к вычислению разности двух преобразованных частот, измеренных с учетом cooriветствующих констант при стробировании (со сдвигом во времени) различными частотами.

Влок 2 преобразования призван выделять из пачки один импульс, т.е. производить формирование импульсной последовательности, частота которой равна частоте пачек. Время счета, подаваемое на селектор 3 выбирает

ся таким образом, чтобы количество импульсов, прошедших на счетчик 4, бьто пропог ционально преобразованной частоте с учетом констант. Переключение частоты стробимпульсов, изменение емеии счета и угн

равление сумматором 6 производится по командам схемы формирователя 8 щ)емени счета. Опорный генератор 7 сишфонизируе работу всего устройства. Сумматор 6 1фоизводит вычисление и индикацию измеренной частоты F .

Таким образом, функционирование устройства в описанном порядке обеспечивает возможность прямоотсчетного измерения частоты в диапазоне до десятков ГГц,

Формула изобретения

Цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, формирователь времени счета, селектор и счетчик, причем первый выход формирователя времени счета подключен к входу onof ного генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен последовательно соединенными фс мирователем стробимпульсов, стробоскопическим преобразователем и блоком преобразования, а также сумматором, один из входов которого связан с третьим выходом формирователя времени счета, а другой его вход соединен с выходом счет чика, вход формирователя стробимпульсов подключен к выходу опорного генератора, а выход блока преобразования связан с входом селектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1,Авторское свидетельство СССР

№ 409149, кл. QO1 R 23/10, 28.02.72 аналог,

2.Аппаратура для частотных и временных измерений. Под ред. А. П, Горшкова, изд-во Сов. радио, М., 1971, с.167 прототип.

Вход