Цифровой частотомер Советский патент 1979 года по МПК G01R23/10 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для измерения частоты сигналов, поступающих с частотных датчиков. Известен цифровой частотомер для измерения частоты электрических сигналов, содержащий генератор эталонны интервалов, счетчик импульсов измеряемой частоты, измеритель разности .оТ)взков времени, множительное устройство и сумматор. Однако измерения, выполненные при помощи такого устройства, характеризуются пониженной точностью. Известен также цифровой частотомвр, содержащий временной селектор, формирователи временных интервалов, счетчик импульсов опорной частоты и регистрирующее устройство. Однако цифровой частотомер не обеспечивает непрерывности измерений и обладает недостаточной точностью при выявлении функциональных зависимостей измеряемой частоты от различных внаиних факторов. Цель изобретения - повышение точности измерения частоты. Это достигается тем, что в цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные основной формирователь временных интервалов, первый временной селектор, счетчик импульсов оперной частоты, запоминающее устройство, а также блок задержки, причем выход основного запоминающего устройства соединен с входом регистрирующего устройства, второй временной селектор, дополнительно введен формирователь временных интервалов, счетчик импульсов опорной частоты, запоминающее устройство, при этом первый вход дополнительного формирователя временных интервалов соединен со вторым выходом основного формирователя временных интервалов, а второй вход соединен с выходом основного счетчика импульсов опорной частоты, первый выход дополнительного формирователя временных интервалов соединен через блок задержки с входами основного и дополнительного запоминающих Устройств, второй выход дополнительного формирователя временных интервалов соединен с первым входом второго временного селектора, второй вход которого подключен к второму входу основного временного селектора, выход второго временного селектора соединен со входом дополнительного счетчика импульсов опорной частоты, информационные выходы дополнительного счетчика опорной частоты подключены соответственно к информационным входам дополнительного запоминающего устройства, а выход дополнительного запоминающего устройства подключен к входу регистрирующего устройства, На фиг. 1 представлена функционал ная схема предлагаемого цифрового частотомера; на фиг. 2 - временные диаграммы, .поясняющие его работу. Цифровой частотомер содержит основной временной селектор 1, основной формирователь 2 временных интервалов, основной счетчик 3 импульсов опорной частоты, который состоит из счетчика 4 младших разрядов, промежуточного счетчика 5 и счетчика 6 старших разрядов, дополнительный формирователь 7 временных интервалов, дополнительный временный селектор 8, блок задержки 9, основное запоминающее устройство 10, дополнительный счетчик 11 импульсов опорной частоты дополнительное запоминающее устройство 12 и регистрирующее устройство 13. Устройство работает следующим образом. На входы временных селекторов 1 и 8 поступают импульсы опорной частоты f, а на вход основного формировател 2 временных интервалов - импульсы измеряемой частоты . Основной формирователь 2 временных интервалов, исходя из задайных условий, например количества измерений, времени общего измерения, формирует импульсы начала и конца цикла измерений U (фиг. 2) и импульсы промежуточных измерений соответствующие концам измерительных интервалов, которые выбираются таким образом, что величина первого измерительного интервала Ojj превышает время заполнения счетчика младших разрядов и промежуточного счетчика 5, а также с учетом быстродействия регистрирующего устройства 13. Импульс и, поступая с первого выхода основного формирователя 2 времен ных интервалов на разрешающий вход основного временного селектора 1, открывает его, и основной счетчик 3 им, пульсовопорной частоты начинает подсчет количества импульсов опорной час тоты, соответствующего циклу измерени LL Со второго выхода основного формирователя 2 временных интервалов на первый вход дополнительного формирова теля 7 временных интервалов поступают импульсы на второй вход дополнительного формирователя 7 временных интервалов с промежуточного счетчика 5 поступают импульсы, соответствующие коэффициенту пересчета промежуточного счетчика 5 на 5 и 10 (Ug и и соответственно). Первый импульс U приводит дополнительный формирователь 7 временных интервалов в состояние готовности к пропусканию ближайшего импульса пересчета на 5 от промежуточного счетчика 5 этот импульс, в свою очередь, подготавливает дополнительный формирователь 7 временных интервалов для пропускания ближайшего импульса пересчета на 10 от промежуточного счетчика 5, что исключает возможность появления схиибки измерений в момент совпадения импульсов Ug и и. Таким образом, в дополнительном формирователе 7 временных интервалов формируется импульс досчета и(иэ)/ как разность между передними фронтами импульсов Uj , соответствующего концу первого измерительного интервала, и импульса Ug , соответствующего концу первого опорного интервала (он совпадает с передним фронтом импульса и„ пересчета на 10 промежуточного счетчика 5). Импульс досчета и.,, поступая на разрешающий вход дополнительного временного селектора 8, открывает его/ и импульсы опорной частоты поступают на дополнительный счетчик 11 импульсов опорной частоты, который начинает подсчитывать их количество, заполняющее первый интервал досчета Ug . С другого выхода дополнительного формирователя 7 временных интервалов импульо и через блок задержки 9 поступает на входы запомингиощих устройств 10 и 12; время задержки блока задержки 9 определяетсявременем переходных процессов в счетчике 6 старших разрядов и дополнительном счетчике 11 импульсов опорной частоты. В момент прихода импульса Ug на основное и дополнительное запоминающие устройства 10 и 12 происходит считывание информации со счетчика 6 старших разрядов дополнительного счетчика 11 импульсов опорной частоты. После каждого считывания дополнительный счетчик 11 импульсов опорной частоты возвращается в иходноё с6стояние, В промежуток времени между считываниями информация с основного и дополнительного запоминающих устройств 10 и 12 переписывается в регистрирующее устройство 13. Второе и последующие измерения происходят аналогичным образом. Частоту электрического сигнала, измеренную при помощи данного устройства, определяют по соотношению -т- 1Т„ где f иглА }1 значение измеряемой частоты, полученное при п-ом измерении;п номер измерения; m - количество импульсов измеряемой частоты в первом измерительном интервале; ™оп количество импульсов опорной частоты в п-Ом опорном интер вале; - количество импульсов опорной частоты в п-ом интервале до ,счёта; Тд - период опорной часто ты. Абсолютная погрешность измерения в этом случае равна т.е. уменьшается с увеличением номе измерения. Формула изобретения Цифровой Частотомер, содержаоций последовательно соединенные основно формирователь временных интервалов, первый временной селектор, счетчик импульсов опорной частоты, запомина щее устройство, а также блок задерж ки, причем выход основного запомина щего устройства соединен со входом регистрирующего устройства, второй временной селектор, отличающ и и с я тем, что, с целью повьш1ения точности измерения частоты, в него дополнительно введены формирователь временных интервалов, счетчик импульсов опорной частоты, запоминающее устройство, при этом первый вход дополнительного формирователя временных интервалов соединен со вторым выходом основного формирователя временных интервалов, а второй вход соединен с выходом основного счетчика импульсов опорной частоты, первый выход дополнительного формирователя временных интервалов соединен через блок задержки с входами основного и дополнительного запоминающих -устройств, второй выход дополнительного формирователя временных интервалов . соединен с первым входом второго временного селектора, второй вход которого подключен ко второму входу основно,го временного селектора, выходы второго временного дополнительного селектора соединены со входом дополнительного счетчика импульсов опорной частоты, информационные выходы дополнительного счетчика опорной частоты подключены соответственно к информационным входам дополнительного запоминающего устройства, а выход дополнительного запоминающего устройства подключен к входу регистрирующего устройства.