Цифровой частотомер Советский патент 1977 года по МПК G01R23/02 

1

Изобретеьше. относится к информационноизмерительной технике и может быть испопьзовано для измерения среднего значения частоты.

Известен цифровый частотомер, содержащий генератор стандартной частоты, формирователи импульсов стандартной и измеряемой частот, триггер, импульсно-гпотенциальный ключ и счетчики (1. Частота таким частотомером измеряется подсчетом числа периодов измеряемого сигнала за фиксированный временной интервал.

Относительная погрешность измерения при постоянной величине интервала для всех частот измеряемого диапазона различна. Для устранения этого недостатка применяется автоматический выбор длительности временного интервала в соответствии со значением измеряемой частоты. Устройства, реализукнщие такой принцип измерения, имеют сломеную структуру, а их погрешность значительна.

Известен также цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные генератор стандартной частоты, формирователь

импульсов стандартной частоты, элемент сляпадения, триггер, первый импульсно-потенциальный ключ, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов стандартной частоты, а выход - с входом первого счетчика, а также формирователь импульсов измеряемой частоты, выход которого соединен со вторым входом элемента совпадения и с входом второго импульснопотенциального ключа, второй вход которо- го соединен с выходом триггера, а выход со входом второго счетчика, выход элемента совпадения -(через третий счетчик соединен такжесо вторым входом триггер :ра 21 .

Частота известным частотомером измеряется за интервал времени между двумя совпадениями импульсов стандартной и Н9гмеряемой частот и имеет большую точность за одинаковое время измерения. Однако точность измерения частоты при постоянной длительности импульсов и- емкости третьего счетчика зависит от значения измеряемой частоты и ytvfeHbmoeTcst с увеличением nocjледней. Л1ля повышения точноств измерения в предлагаемый цифрс«€Л| частотомер, содержащий последсфательно соеаиненные генератор CTtaaaaprHou частоты, формирователь импульсов стандартной частоты, элемент совпадения, триггер, первый импульснопотенивальный ключ, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов стандарсвой частоты, а выход - с входом первого счетчика, а также формирователь импульсов измеряемой частоты, выход которого соединен со вторым входом элеме та совпадения и с входом второго импульсно-потенпиального |ключа, второй вход которого соединен с выходом триггера, а выход- со входом второго (Счетчика, введен третий импульсно-потендиальный ключ, первый вход которого подсоединен к выходу элемента совпадения, а второй его выходк выходу первого счетчика, в выход третье го импупьсно-потенциального ключа - ко вт рому входу триггера. На чертеже показана структурная схема цифрового частотомера. Част ие( Содержит генератор . 1 стан дартной частоты, формирователь 2 импульсов стандартной частоты, формирователь 3 импульсов измеряемой частоты, .элемент 4 совпадения, импульсно-потенциальные ключи 5 и 6, триггер 7, первый счетчик 8 второй счетчик 9, импульсно-потенциальный ключ 1О. Работа устройства происходит следующим образом. Синусоидальное напряжение генератора 1 стандартной частоты f преобразуется формирователем 2 импульсов стандартной частоты в последовательность импульсов длительностью t с периодом повторения Т . Формирователь 3 импульсов изме« преобразует напряжение ряемой частоты I измеряемой частоты 1 в последорательн.ос Tj импульсов с периодом следования i - и той же длительностью 1: . Эти последс вательности поступают на элемент 4 совпадения и на импульсно-поТенциальньш клю чи 5 и 6. После первого совпадения импульс с элемента 4 совпадения поступает на вход установки единицы триггера 7, который опрокидывается и открывает им- пульсно-потендиальные ключи 5 и 6. Импул сы стандартной и измеряемой частот следо вания поступают соответственно на первый и второй счетчики 8 и 9. Ср еднее время между совпадениями опре деляется величиной 1 2tfcfx Значение относительной погрешности изерения за это время равно 2Г .f X С,Х Х. Наименьшей частоте измеряемого азона соответствует наибольшая величина %Л маке « наименьшая ( ) мин. начению 1 соответствует величина с,х макс импульсов стандартной частоты, зарегистрированных первым счетчиком 8. Чтобы для любой частоты, большей ,H обеспечить погрешность измерения, не боль Шую величины 4t -f„„„.. , необходимо не допустить вторичного перебрасывания триггера 7 до подсчета первым счетчиком 8 импульсов. Это осуществляется импульсно-потенциальным ключом 1О, который открывается потенциалом с соответствующих разрядов первого счетчика 8, при этом импульс совпадения перебрасывает триггер 7, закрывая импульсно-потенциальные ключи 1 5 и 6. Значение частоты f зависит от отношения кодов, зафиксированных в счетчиках.; ,. 1 , /,- Предлагйемь й частотомер позволяет уменьшить избыточность Информации при широком онапазоне изменения входного снгвала, что приводит к улучшению его эксплуатационных характеристик. Формула изобретения Цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные генератор стандартной частоты, формирователь импульсов стандартной частоттл, элемента совпадения, фиггер, первый импульсно-потенциальный ключ, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов стандартной частоты, а выход - с входом первого счетчика, а также формирователь импульсов измеряемой частоты, выход которого соединен со вторым входом элемента совпадения и с входом второго импульсно-потенцич ального ключа, второй вход которого соединен с выходом триггера, а выход - со входом второго счетчика, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен третий импульсно-потенциальный ключ, первый вход которого подсоединен к выходу элемента совпадения, второй его выход к выходу первого счетчика, а выход третьего импупьсно-i потенциального ключа - ко второму входу триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Орнатский П, П. Автоматические измерения и приборы . Киев, Вища школа, 1971, с. 394. 2. Авторское свидетельство СССР 4О9149, кл. (J 01 R 23/02, 1973.