Цифровой измеритель скважности прямоугольных импульсов Советский патент 1979 года по МПК G01R23/02 

(54) ЦИФШВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКВАЖНОСТИ ПРЯМОЭТОЛЬНЫХ

ИМПУЛЬСОВ

- f f f Изобретение относится к Ъбласти электроизмерительной техники и может быть использовано для измерения сква ности прямоу ольных импульсов С отсчетом резул°ьтата Непосредственно в единицах скважности в широком дйапа зоне длительностей импульсов исследуемой последовательности. Известен элёктрон.но-счетный частотомер f содержащий делитель частоты селектор, формирователь высокой частоты, блок счетных декад, генератор меток времени 1. Однако этот час.тотомер имеет низкую точность измерения при изк{ере ниях в оироком диапазоне длительностей исследуемых импульсов. Известен также цифровой измеритель скважности прямоугольных импуль сов с отсчетом результата непосредственна в единицах скважности, содержащий генератор импульсов эталонной частоты, первый и второй ключи, делитель частоты следованияишульсо триггер и счетчик импульсов 21. Однако этот измеритель в широком диапазоне длительностей исследуемых импульсов не может обеспечить достаточно высокой точности измерения, та как для обеспечения высокой точности измерения необходимо,.. чтобы/количество пачек импульсов, поступивших за время измерения на вход делителя частоты, было достаточно велико. Целью изобретения является повышение точности измерения. Для этого в цифровой измеритель скважности прямоугольных импульсов, содержащий генератор эталонной частоты, счетчик импульсов и последовательно соединенные в кольцо первый ключ, делитель частоты, триггер и второй ключ, выход которого подключен к входу счетчика импульсов, введены делитель частоты с управляе1Ф1М коэффици- ; ентом деления и блок измерения длительности импульсов, вАоД которого . соединен с вторым входом первого ключа, первый, выход - подключен к второму входу триггера, а Костальные выходы - соединены с входами делителя частоты с управляемым коэффициентом деления, черей который выход генератора эталонной частоты подключен к второму входу второго ключа. Структурная электрическая схема цифрового измерителя.скважности показана на чертеже.,

Устройство содержит генератор этаонной частоты 1, делитель 2 частоты с управляемым коэффициентом деления, люч 3, счетчик импульсов 4, ключ 5, делитель частоты б, триггер 7, блок измерения длительности импульсов 8, состоящий из элемента заполнения имульсов тактовой частоты 9, предварительного счетчика 10 и выходного счетчика 11. Устройство работает следующим об- ,-, разом.

По сигналу пуск начинается первый этап измерения, на котором элемент 9 осуществляет заполнение тактовой частотой импульса исследуёмой последовательности. В результате 5 этого процесса на предварительный счетчик 10 пЬст уПйт пачка импульсов, i количество импульсов m в этой пачке бУдёт равнб . , - .

m .

Объем предварительного счетчика

10должен составлять Р ДВОИЧНБСХ разря-; дов, и выбирается в зависимости от

заданного минимальнбго значения длительности исследуемых импульсовС у,1п. 25 Переполнение этого счетчика Ю ДбЛжно произойти при прёвйшёнйй .Нбсти исследуемых импульсов tr значенияtm-ih в , то есть Р Ееод2(т;1Г, ) + 1. 30

По каждому переполнению прёдйарительного счетчика 10 на выходной счетчик 11 поступает импульс, и к концу Первого этапа измерения на выходной 35 сЧетчик поступит k импульсов. Причем k будет равно целой части отношения длительности исследуемых импульсов ; К заданному минимальному значению ; Длительности исследуемых импульсов 40 tviin , то есть,

- оk entire

: ; : Cttlin . :.;..: .: . Таким образом, к концу;перйогб . этапа измерения на выходнрм счетчике ,

11будет записан двоичный код k/ рав- ный целой части отношения ,. Разрядность К внжодного счетчика 11 и ,

уп1равляёмого делителя частоты 2 должна не мёйьие динамического диапазона длительностей исследуемых имПУЛЬ.СОВ. X .-

. С

,- заданное ма-ксимальное зйачение длительности исследуемзх импуль- 55 сов, В противном случае может произой ти переполнение счетчика 11, что приведет к искажению результата измереНИЯ -- -V------ - - -- - -. .. - ,../....,.,-,.-, .-

Так как выходы триггеров счетчика gg 11 подключены к управляющим шинам управляемого делителя частоты 2, то коэффициент деления управляемого дели теля во время измерения скважности бурет равен k,. х65

По окончании первого этапа измерения с выхода элемента 9 поступает импульс на триггер 7, и начинается второй этап непосредственного измерения скважности Q. Триггер 7 открывает ключ 3 на его выходе появляются импульсы с частотой повторения fo/1 . Эти импульсы поступают на счет чик импульсов 4 и на вход ключа 5. На управляющий вход ключа 5 поступают исследуемые прямоугольные импульсы. На выходе ключа 5 возникают пачки импульсов с длительностью f и с периодом повторения Т. Число импульсов в каждой пачке будет равно

- р ff IT V

Импульсы с.выхода ключа 5 поступают через делитель б с коэффициентом деления N на триггер 7. На выхоДе делителя б возникает импульс после поступления -на его вхдд N импульсов. Этимимпульсом триггер 7 возвращается в йсхбдноё состояние, ключ 3 закрывав ётся, импульсы с выхбда управляемого делителя частоты 2 прекращают поступать на счетчик 4 и ключ,5, и измерение заканчивается. Число импульсов. Поступивших на счетчик 4 за время изМ рения, будет равно

-V- . 4v, -- - J-O -t .

о-

Ьремя измерения скважности t узл равно времени, в течение которого открыт ключ 3. В свою очередь, это время равно промежутку времени, в течение которого на вход делителя б по ступит N импульсов. Таким образом

41 JL т k-KL. . -HW n ±0 Следовательно, число импульсов N,,, Поступивших на счетчик 4 за время измерения, составит - --So Т

NO - r-fcv, то есть скважность равна Т Wt

Н

Q

К концу второго этапа измерений 15 счетчике 11 будет храниться информация о длительности исследуемых импульсов Т, а в счетчике 4 - информа-. ция о скважности исследуемой .последовательности Q..

Таким образрм за счет автоматичес|кОго переключения с помощью управляемого делителя частоты эталонного генератора в соответствии с длительностью исследуемых импульсов количество пачек сов, поступающих на. вход делителя б, может изменяться во всем диапазоне длительностей исследуемых импульсов не более, чем в два раза, то есть с точностью до дискретности установки коэффициента пересчета управляемого делителя частоты 2. Причем диапазон длительностей может быть как угодно широк и onpeflejjneTCH только разрядностью счетчика 11 и диапазоном коэффициента пересчета уп равляемого делителя частоты 2. Максимальная инструментальная погрешность измерения скважности во всемдиапазоне длительностей исследуемых импульсов при этом будет составлять дшах о пни и будет определяться временем измере ния, так как оно пропорционс1льно коэ фициенту пересчета N делителя частоты, нижней границей диапазона длительностей исследуемых импульсовР и и быстродействием применяемых в устройстве элементов, то есть максималь но допустимю значением f,,. Формула изобретения Цифровой измеритель скважности прямоугольных импульсов, содержащий генератор эталонной частоты, счётчик импульсов и последовательно соединённые в кольцо первый ключ, делитель частоты, триггер и второй ключ, выход которого подключен к входу счетчика импульсов, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены делитель частоты с управляемым коэффициентом деления и блок измерения длительности импульсов, вход которого соединен с вторым входом первого ключа, первый выход - подключен к второму входу триггера, а остальные выходы - соединены с входами делителя частоты с управляемым коэффициентом деления, через который выход генератора эталонной частоты подключен к второму входу второго ключа. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Частотомер электронно-счетный 43-34А. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 2. Авторское свидетельство СССР I 376728, кл. G 01 R 23/02, 1973.