Следящий цифровой частотомер Советский патент 1978 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к информационноизмерительной и вычислительной технике и может быть использовано при ностроении циф. ровых измерительных приборов н аналогоцифровых вычислительных систем.

Известны следящие цифровые частотомеры, содержащие генераторы опорных частот, ключи, пороговые элементы, реверсивный счетчик, деп1ифратор и цифровое отсчетпое устройство 1.

Прототипом изобретения является следящий цифровой частотомер, содержап1,ий блок сравнеиия выходного кода с входной частотой, генератор опорной частоты, ключ, счетчик, дешифратор, блок отсчета и пороговый э. емент 2.

Недостаток устройства - в низкой точности измерения и получеиии лишь лппейной характеристики преобразовапия.

Целью изобретения являетея повьпиение точности измерения.

Это достигается тем, что в следяп1,ий цифровой частотомер, содержащий блок сравнения выходного кода с входной частотой, последовательно соедипенные генератор опорной частоты, ключ, счетчик, дешифратор и блок отсчета, а также по15оговый элемепт, один выход которого соединен с вторым входом ключа, а два других - с вторым и третьим входами счетчика, дополнительно введены последовательпо еоединенные нуль-орган и усилитель, выход которого связан с входом порогового элемента, а входы нуль-органа - с выходами блока сравнения выходного кода с входной частотой, выполненного в виде квазиуравновеuieniioii мостовой схемы, ветви которой образованы соответственно частотно-зависимой ценью и цифровым управляемым делителем Цс1пряжепия, при этом вершины мостовой схе-мы, относяпиюся к диагонали питания, евязаIIы с uiHiKiMH cnrnajja измеряемой частоты.

На чертеже изображена структурная 6:iOKсхема устройства.

(.ледянип |,иф1)овой частотомер содержит клазпуравиовешенную мостовую схему, образованную частотно-зависимой цецью 1 и цифp(jBbiM управляемым делителем 2 напряжения, нуль-орган 3, усилитель 4, пороговый элемент 5, генератор G опорпой чаетоты, ключ 7, реверсивный счетчик 8, дешифратор 9, блок 10 отсчета.

Устройство работает следующим образом.

Ири изменениях частоты входного сигнала изменяется выходное напряжение частотно-зависимо; цепи 1 и на выходе нуль-органа 3 формируется сигнал разбаланса, равный величин, пропорциональных амплитудам папряжени Ll и бч иа выходах частотнозависимой цепи 1 и цифрового управляемого делителя 2 соответствепио. Сигнал разбаланса, усиленный усилителем 4, поступает па вход порогового элемента 5. Прп превышении сигналом разбаланса некоторого малого зпачения, соответствующего порогу срабатывапия элемента 5, последний открывает ключ 7, н па реверсивный с1етчн1с 8 поступают импу.чьсы генератора 6. Одповременпо пороговы элемент 5 подает напряжение па одну из упра«;1Я10Щпх И1ИП реверсивпого счетчика, опреде.тяя этим в зависимости от зпака разбалапса паправлеппе счета импульсов. Измепения кода на выходах счетчика 8 вызывают соответствуюгпне переключения делителя 2, а, следовательно, изменения выходного напряжения f/a этого делителя до тех пор, пока сигнал разбаланса не уменьшится до величины, вызываюпдей отпускание порогового элемента 5, который прн этом закрывает ключ 7. Подача импульсов на счетчнк 8 нрекраш.ается, и на счетчике остается зафиксировапиым код Л, соответствуюпдий значению измеряемой частоты, который преобразуется дешифратором 9 и постзпает на блок 10 отсчета. В установившемся режиме напряжение разбаланса на входе усилителя 4 очень мало, и потому для этого режима в еоответствии с условием квазиравиовесия мостовой цепи можно записать т,и. //г 6J , где т н гпг - коэффициенты передачи каналов нуль-органа. С учетом зависимостей 6,| :6/ДН; |i/,. где /С(«) -амплитудпо-частотная характеристика частотно-зависимой цепи 1; ;Vo--значение выходного кода, соответствующее полной шкале. Из приведеппого равепства по.пучаем вы)ажеyV - /Vo/C(o), niz ИЗ которого следует, что функция преобразования, реализуемая следящим цифровым частстомеро.м, определяется видом амплитудночастотной характеристики 1 спользуемой частотио-заьпсимой цепи, и, подбирая разлпчные схемы этой цепи и значения их параметров, а также отнопшние т-1т-, можно воспроизвести илп аипрокснмирова iJj ншрокий KJiacc функн.иональных зависимостей. Причем получаемое тем самым расн иреиие функциональных возможностей не прпводит к существенному усложиению схемы частотомера, так как оно определяется лишь нодбором соответетвующих схем частотно-зависимой цени, которые могут быть достаточно простыми. Фор м у л а изобретения 1.Следящий цифровой чаетотомер, содержащий блок сравнения выходного кода с входной частотой, последовательно соединенные генератор опорной частоты, ключ, счетчик, дешифратор н блок отсчета, а также пороговый эле.мент, один выход которого соединен с вторым входом ключа, а два других - с вторым и третьим входами счетчика, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности, в пего донолпительно введены последовательно соединенные нуль-орган ц усилитель, выход которого евязан с входом порогового элемента, а входы нуль-органа - с выходами блока сравнения выходного кода с входной частотой. 2.Частотомер по п. 1, отличающийся тем, что блок сравнения выходного кода с входной частотой выполнен в виде квазиуравновешепной мостовой схемы, ветви которой образованы соответственно частотно-зависимой JienbK) и цифровым управляемым делителем паиряжепия, при этом вершины мостовой схемы, относящиеся к диагонали н ггания, связаны с шинами сигнала из.меряемой частоты. Источник -; информации, прииятые во внимание при экспертизе 1. Ермолов Р. С. Цифровые частотомеры. Л., «Энергия, 1973,С. 20-22. 2. Шляндин В. М. И,ифровые нзмерительные преобразователи и приборы. М., «Высшая школа, 1973, с. 248--219.