Устройство для измерения отклонений частоты от номинального значения Советский патент 1980 года по МПК G01R23/12 G01R25/00 

1

Изобретение относится к устройства м дпя измерени-я разности частот сигналов и может быть использовано при now строении автоматических измерительных и вычислительных устройств для измерения малого отклонения частоты сигнала частотного датчика от номинального значения с временем измерения, составляющим доли периода разности частоты.

Известно устройство си1р:ронизации гетеродина приемника с подстройкой по фазе генератора импульсов синхронизации путем прибавления или вычитания импульса из последовательности, поступающей на вход делителя .l.

Недостатком устройства является его сложность при измерении им частоты отклонения.

Известен также умножитель уравновешивающего преобразования, содержащий генератор тактовой частоты, ключ, фазовый компаратор, делитель частоты, блок управления, реверсивный счетчик и управляемый делитель частоты 2jИзвестный умножитель с помощью дополнительного оборудования Позволяет измерять отклонение частоты от номинального значения.

Недостатком известного устройства является снижение разрешающей способности или увеличение времени измерения за счет сложности устройства и косвен- ,ного метода измерения.

Цель предлагаемого изобретения - повышение разрешающей способности измерения и уменьшение времени измерения малых отклонений частоты от номинально,го значения.

Для этого в устройство для измерения малых отклонений частоты от номинального значения, содержащее частотный датчик, опорный генератор, ключ, фазовый компаратор, делитель частоты и блок управления, дополнительно введены фазовый компаратор и элемент совпадений, причем входы элемента совпадения соединены с соответствующими разрядами делителя частоты, а выход - с пер-

вым входом дополнительного фазового компаратора, второй вход которого соединен со вторым нходом первого компаратора и с выходом частотного датчика, а выходы компараторов соединены соответственно с первым и вторым входами бло.ка управления, третий вход которого со

единен с выходомопорного генератора, а второй и третий выхода - с соответствующими и установочными входами делите- ля частоты.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 даны временные диаграммы напряжений на выходе соответствующих узлов устройства.

Устройство для измерения отклонений частоты от номинальной содержит частот ный датчик 1, фазовые компараторы 2 и 3, опорный генератор 4, блок 5 упра&ления, ключ, Qf делитель 7 частоты, элемент 8 созпаден ш. На фиг. 1 также показан блок 9 питания частотного датчика, включенный между входами частотног го датчика 1 и блока 5 управления.

Устройство работает следующим образом.

Величина частоты опорного генератора 4 в целое число раз выше номиз1аль- ной частоты. Это число равно коэффйцй-: енту деления делителя 7 частоты. В исхоном состоянии, в которое устройство приводится с по тощыо блока 5 управления, ключ 6 открыт и на выходе делителя 7 частоты и элемента 8 совпадения име- ются сигналы номинальной частоты, но со сдвигом по фазе. Одно из этих напряжений опережает по фазе напряжение частотного датчика 1, другое отстает, С помощью /шух фазовых компараторов 2 и 3 напряжение частотного датчика 1 непрерывно сравнивается по фазе с напряжениями номинальной частоты, указанными выше Синхронизация источника сигнала от опорного генератора уменьша- ет погрешность измерения.

При наличии отклонения частоты вы ходного напряжения частотного датчика 1 от номинального значения в зависимости от знака отклонения в некоторый момент времени срабатывает фазовый компаратор 2 или 3, момент срабатываимя синхронизируется блоком 5 управления с частотой опопного генератора 4, запирается ключ 6 и производится установка делителя 7 частоты в то или иное положение в зависимости от номера сработавшего фазового компаратора, затем ключ: 6 отпирается.

В результате фаза напряжений на выходе делителя 7 частоты и элемента 8 совпадения получит приращение того или иного знака в зависимости от знака отклонения частоты напряжения частотного датчика 1,

Отношение величины приращения фазы к есть коэффициент умножения устройства.

На фиг. 2 показано, что период выходного напряжения частотного датчика 1 - и 1 больше периодов напряжений делителя 7 частоты - и 7 и элемента 8 совпадения -Ц 8, поэтому в некоторый момент времени срабатывает фазовый компаратор 3 и блок 5 управления, напряжения и 7 и и 8 получают отрицательное приращение по фазе, далее процесс повторяется. Период напряжения блока 5 управления f 5 пропорционален измеряемому отклонению частоты от номинального значения.

Предлагаемое устройство позволяет измерять величину отклонения частоты непосредственно, время . измерения состаляет доли периода разностной частоты, одновременно получают информацию о знаке отклонения. Предлагаемое устройство особенно эффективно при измерении малых значений отклонений частоты от номинального значения.

По сравнению с известным устройств при одинаковом времени измерения предлагаемое устройство обладает большей разрешающей способностью измерения.

30 бретения

Формула

Устройство для измерения отклонений частоты от номинального значения, содержащее частотный датчик, фазовый компаратор, делитель частоты, блок управления, ключ, опорный генератор, выход которого через ключ соединен со входом делителя частоты, выход которого соединен с первым входом фазового компаратора, управляющий вход ключа соединен с первым выходом блока управления, о т л и- чающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности измерения и уменьшения времени измере. Н)1Я малых отклонений частоты, в него дополнительно введены фазовый компаратор и элемент совпадения, входы которого соед1шены с соответствующими разрядами делителя частоты, а выход элемента совпадения соедине} с первым входом допол-

иительного фазового компаратора, вторые входы фазовых компараторов соединены с выходом частотного датчика, а выходы фазовых компараторов соединены соответственно с первым и вторым exi дами блока управления, третий вход которого подключен к выходу опорного генератора, а второй и третий выходы блока управления соединены с соответствующи ми установочными входами делителя частоты.

Источники информации, лринятые во внимание при экспертизе

1.Заездлый А. М. ,и др. Фазоразностная модуляция, М., Связь 1967,

с. 268, рис, 6.И.

2,Кирианаки Н. В. и др. Методы и устройства цифрового измерения низких и инфранизких частот, Львов, Высшая школа, 1975, с. 82, рис. .