Цифровой частотомер Советский патент 1978 года по МПК G01R23/10 

1

Изобретение относится к области автоматики, а именно к информацноино-измеритепной технике, и может быть использовано дпя автоматического измерения частоты с выдачей результатов измерения в цифровом коде, пригодном для ввода в электронную цифровую вычислительную машину.

Известен частотомер , в основу которого положен приншш измерения частоты дискретным счетчиком, содержащий последовательно соединенные входное устройство, формирующее устройство, селектор, счетчик нмпупьсов, а также генератор эталонной частоты, делитель частоты и цепь упг-авпения селектора ll.

Однако этот частотомер имеет пониженную точности,

Изйестен цифровой частотомер, содержащий генератор эталонной частоты, поопедоеательно соед шенные формирователь импульсов эталонной частоты, ключ и сче чйк импульсов, а также поспедоватеиьно соедШ1енные формирователь импульсов измеряемой частоты, второй ключ и второй

счетчик импульсов, триггер управлений и элемент совпадения 2}.

Однако этот частотомер обладает низкие

быстродействием, что обусловлено малЬй вероятностью первого совпадения импульCOBJOH не может измерять частоты, кратны эталонной частоте, в случае, если различаются начальные фазы колебаний измеряемой и эталонной частоты.

Цель изобретения - повышение быстродействия и обеспечение возможности измерения частот, кратных эталонной частоте.

Это достигается тем, что в чстотомер

содержащий генератор эталонной частоты , последовательно соединенные формирователь импуиьсов.эталонной частоты,:ключ и счетчик импульсов, а также последовательно соединенные формирователь импульсов измеряемой частоты, второй ключ и второй счетчик иштульсов, триггер управления, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго ключей и элемент совпадения, первый и второй входы которого

соединены соответственно с выходами формироватепей импульсов этапонной и измеряемой частот, а выход элемента совпадения подкгаочен к входу триггера управления-дополнительно введены блок управления и управляемый фазовращатель, первый вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, второй-вход фазовращателя подключен к выходу блока управления, а выход фазовращателя соединен с вхо дом формирователя импульсов эталонной частоты, при этом первый вход блока управ ления соединен с выходом 4ормироватепя импульсов измеряемой частоты, а второй вход блока управления подключен к выходу элемента совпадения. На чертеже дана структурная схема пред лагаемого.цифрового частотомера. Цифровой частотомер содержит генератор 1 этапонной частоты, управляемый фазоврашатель 2, формирователь 3 импульсов эталонной частоты, кшоч 4, счетчик 5 импульсов, формирователь 6 импульсов изь5вряемой частотыг ключ 7, счетчик 8 импуль сов, блок 9 управления, элемент совпадения 1О и триггер 11 управления. Цифровой частотомер работает следующи образом. В процессе намерений на .элемент совпа дения Ю, ключ 4 и 7 поступают импульсы двух последовательностей, имхгуяьсы одной последовательности - с формирователя 6 Импульсов, который преобразует эход ное напряжение частоты в последовательность импульсов с периодом повторения а другой - с формироьааел 3 , импульххэв, с периодом т I-у. Первый импу измеряемой частоты включает устройство О управления, которое, воздействуя на управляемый фазовращатель 2, изменяет фазу колебания эталонной частоты, которое подается на формирователь 3 импульсов эталонной частоты. При этом будет менять ся и начальная фаза последовательности им пульсов с периодом Т -У J и как только она срав1шется с начальной фазой последоватепьности с периодом Т т , произойдет совпадение импульсов. Изменение фазы колебания эталонной частоты, подаваемого на формирователь импульсюв, позволяет перемещать во времени последоватапьнос ь импульсов с частотой дОТноснтепыю n.oc ледовательности импульсов с частотой f , Как только элемент совпадения зафиксирует момент совпадения импульсов эталонной и измеряемой частот, он фор мнрует -Исч пульс, который останавливает устройстйо у правления f опрокидывает триггер 11 управления, открывающий ключ 4 и 7, Фаза колебания-этапонкой частоты бо ше- не изменяетсй до конца процесса измерения. Импупьсы измеряемой и эталоной частоты подсчитываются счетчиками и 5 ймлульсов соответственно, куда они оступают через открытые ключи 7 и 4. то происходит до тех пор, пока при спе ующем совпадении импульсов частотах и тргогер 11 не закроет ключи 7 и-4. Числа импульсов, подсчитываемые счет. иками 8 к 5, соответственно равны V. где - время одного измерения, равое интервалу времени между двумя совпаениями Импульсов частот f.. и f . Вне зависимости от времени между двумя совпадениями отнощение неизвестной частоты к эталонной величина постоянная. Этой же постоянной величине равно и отношение колов, зафиксированных в счетчиках 8 и 5 соответственно ,,: Ошибка измерения опрёопсуда f JJ f g деляется лишь длительностью импульсов частот и Таким образом, плавно Изменяя при помош.и фазовращателя фазу колебаний i , можно ускорить совпадения фаз обеих сравниваемых последоватеяьностейг а, следовательно, повысить быстродействие частотомера. Формула изобретенияЦифровой частотомер, содержащий генератор эталонной частоты, последовательно соединенные формирователь ймлульсов этапонной ча(гготы, кшоч и счетчик импульсов, а также последовательно соединенные фор мирователь импульсов измеряемой частоты, второй ключ и второй счетчик импульсовх TDio-rep управления, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго ключей и элемент совпадения, первый и второй входы которого соединень соответственно с выходами формирователей импульсов эталонной , и измеряемой частот, а выход эпемента совпадения подключен к входу триггера управления, отл ичающййс я тем, что, с целью повышения быстродействия и обеспечения возможности измерения частот, кратных частоте эталонного генератора, в. него йополнитепьно введены блок управлений и управляемый фазовращатель ервый вход которого соединен с выходом генератора эталонной чатоты, второй вход фазо- вращателя подключен к выходу блока управпения, а выход фазовращатепя соединен с входом формироватепя импульсов эталонной частоты, лр,и этом первый вход блока у правления соединен с выходом формирователя импульсов измеряемой чатоты, а второй вход блока управления подюоочен к выходу элемента совпадения.

Инсточники информации, принятые во Biiiiманне пря экспертизе:

1 Ф, В, Радиоизмерения. М,, Связь , 19ба,с. 229, рис. 6, 22.

2(, / BTOpcKoe свидетельство СССР NO 350167, М.кл.Н 03 К 13/20, .01 П 23/02, 25.12,70.