Устройство для измерения частоты сигналов Советский патент 1978 года по МПК G01R23/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области раоиотехники и может быть использовано в измерительных радаотехничесЕих устройствах.

Известны частотомеры, содержаишв

счетчики, формирователь временных интервалов, дешифратор, триггеры н ключи . Однако точность измерения импульсных. сигналов ими недостаточна.

Наиболее близким к аредла| аемомуявляется частотомер по авт. св. N(482692, содержащий формирователь импульсе, счетчики, формирователь временного иитервала, опорный генератор, триггер н ключи. Высокое быстродействие того

частотомера достигнуто за счет измерения целого числа периодов входим о сигнала с помощью грубого счетчика н измерения неполной части периода с помощью прецизионного счетчика. При атом началд|, интервала свнхроннау эгся входным сигналом.

Недостаткам указанного устройства является то, что при измерении частоты заполнения импульсных сигналов возможна большая ошибка, если мерный ингерЬал полностью не вписывается в измеряемый импульс.

Цель изобретения состоит в повышении точности измерения частоты заполнения импульсных сигналов.

Это достигается благодаря введению в предлагаемый цифровой частотомер дополнительной цепи си:1Хрош1зации мерного интервала, состоящей из последовательно соединенных детектора и усилителя-ограничителя, пооключенной к входу частотомера, причем выход усилителя-ограничителя подключен одновременноК входам триггера управления, первого клкла и формирователя мерного интервала.

На чертеже представлена структурная схема частотомера.

. Вход формирователя 1 импульсов подкл1бчен к входу частотомера, а выход через ключ 2 - к входу грубого счетчика 3. Выход опорного генератора 4 coeiuiиен с входом формирователя 5 временно|ГО интервала (ФВИ), а также через клкя 16 - с входом прецизионнсго счетчика 7, цепь сброса которого подключена к выхо ду ключа 2. Выход ФВИ соединен с входом установки нуля триггера 8 управления, вход установки единицы которого подключен к выходу ключа 2. Выход три гера соединен с управляющим входом клю ча 6 и цепями сброса ФВИ 5 и счетчика 3. , Последовательно соединенные детектор 9 и усилитель-ограничитель 10 включены между входом частотомера и входом установки нуля триггера. Выход усилителя-ограничителя соединен также с управляющим входом ключа 2 и с цепью / блокировки ФВИ. Детектор 9 может быть либо амплитудным - при приеме импульсных сигналов, либо частотным - при воздействии частотно-манипулированных сигналов. Частотомер работает следующим образом. При воздействии на вход гармоническо го напряжения формирователь 1 формирует последовательностькоротких импуль сов, поступающих на вход ключа 2. С по мощью ФВИ 5, на вход которого поступает калиброванное по частоте напряжени с выхода опорного генератора 4, формируется мерный интервал. Импульс с выхода ФВИ открывает ключ 2, сигнальные импульсы поступают на вход установки . единицы триггера 8 и первый сигнальный импульс опрокишявает этот триггер. Передним фронтом выходного импульса триггера ФЕИ 5 устанавливается в исходное состояние, т. е. начало мерного интервала совпадает с сигнальным им пульсом. Одновременно устанавливается в нулевое состояние грубый счетчик 3. Сигнальные импульсы с выхода ключа 2 в течение мерного интер вала регистрируются счетчиком 3. По окончании мерного интервала триггер 8 устанавливается в исходное состояние. Таким образом, выходной импульс триггера 8 по длительности точно равен мерному интервалу. Этот импульс открывает ключ 6 и напряжение опорного генератора 4 поступает на прецизионный счетчик 7. -Частота опорного напряжения на входе счетчика 7 в 1.Q раз превышает частоту сигнала. Число 1О характеризует степень повыщения точности отсчета, причем S - число декад в прецизионном счетчике. Каждым сигнальным импульсом счетчик 7 сбрасывается в нулевое состояние. После сброса последним на мерном интервале сигнальным импульсом счетчик заполняется частично, при этом его показания пропорциональны длительности неполной части периода сигнала, оказавшейся в мерном интервале. Поскольку ключ 6 закрывается по окончании мерного интервала, дробная часть периода оказывается зафиксированной прецизионным счетчиком 7. Счетчик регистрирует, какая часть от полного периоаа сигнала попала в мерный интервал, т. е. (9 декад прецизионного счетчика уточняют значение частоты, измеренное счетчиком 3. При воздействии на вход частотомера высокочастотных (ВЧ) импульсов с по- мошью детектора 9 выделяется огибающая этих импульсов, а усилитель-ограничитель 10 формирует управляюише импульсы, В паузах между импульсами сиг-. налом с выхода усилителя-ограничителя блокируется работа ФВИ S и запирается ключ 2. Передним фронтом видеоимпульса триггер 8 устанавливается в нулевое оостояние, а затем первым сигнальным импульсом, прошедшим через ключ 2, ycjтанавливается в единичное состояние. При таком переносе, как было указано выще, производится установка ФВИ 5 и счетчика 3 в начальное состояние, т. е. начало мерного интервала дополни- тельно синхронизируется огибакнцей входгного сигнала. Если в течение ВЧ HMnyniса укладывается несколько мерных интервалов, измерение проходит так же, как при воздействии гармога1ческого иапряжония. Если ВЧ импульс заканчивается на мерном интервале,- -то часть мерного интервала попадает на паузу между ВЧ ицпульсами. В этом случае ложный отсчет исключается следукшшм образом. В nay-i зе между ВЧ импульсами работа ФВИ 5 блокируется, а передним фронтом видеоимпульса с появлением следующего ВЧ импульса триггер 8 сбрасывает все показания, устанавливая ФВИ и счетчик 3 в начальные состояния. Регистрация результата производнтч7)|| задним фронтом импульса с выхода. ФВИ Частотомер позволяет опрэделить частоту заполнения импульсных сигналов во время Одного импульса с заданной точностью. Может быть измерена также частота нажатия или отжатия частотноманипулированного сигнала. В этом случае в качестве детектора 9 используется частотный детектор. Предложенный частотомер может использоваться вместо сложного и громоздкого комплекса аппаратуры. Формула изобретения Устройство для измерения частоты сигналов по авт. св. МЬ 482692, о т чающееся тем, что, с целью повышения точности измерения частоты заполнения импульсных сигналов, в него введена дополнительная цепь синхронизации мерного интервеша, состояшая из последовательно соединенных детектора и усилителя-ограничителя, подключенная к входу частотомера, причем выход уснлителя-ограннчителя подключен овтовременно к входам триггера управления, первого ключа и формирователя мерного интервала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

i

,t.ff