Цифровой следящий измеритель периода и девиации периода Советский патент 1980 года по МПК G01R23/02 

Изобретение касается электрических измерений, и может быть использовано в различных устройствах для измерения париода колебаний, в том числе - в телеметрии для преобразования сигналов от датчиков с частотным выходом, в частности - от ойеанографических датчиков, где часто требуется следящий режим работы..

Известны цифровые измерители периода и девиации периода, основанные на подсчете числа импульсов от высокостабильного опорного генератора, заполняющих мерный интервал (промежуток времени, равный или:кратный измеряемому периоду), в которых для достижения следящего режима работы требуется введение регистров памяти с к.лючами ввода - вывода, элементов сравнения, суммирующих и вычитающих устройств. Это значительно усложняет сх:-ему цифрового слеДящего измерителя периодов

Наиболее близким по техничеркой сущности предложенному является цифровой следящий измеритель периода и девиации пери.ода, содержащий ::дёли тель с переменным коэффициентом деления (управляемый делитель) , рёверсивный счетчик, опорный генератор, соединенный со входом управляемого делители, блок сравнения, на входы которого подаются импульсы с выхода управляемого делителя и измеряемый сигнал, и выходы которого соединены с управляющими входами ключей, пропускающих импульсы приращений на входы реверсивного счетчика 2 .

0

К недостаткам схем с управляемыми делителями следует отнести их склонность к нестабильной работе, когда отсчет может совершать колебания около измеряемого значения периода,

5 что обусловлено самой структурой сле дящего измерителя как.системы с обратной связью, крбме того, известные следящие измерители с управляемым делителем все еще содержат излишнее

0 оборудование, особенно при работе в качестве измерителей девиации периода (частотного дискриминатора). В последнем случае объем оборудования может быть сокращен дополнительно

5 за счет уменьшения емкости счетчиков, чег9 известные не допускают.

Цель настоящего изобретения - повышение точности и стабильности работы следя1аих измерителей периода.0

714303

Для этого в цифровой измеритель периода и девиации периода, содержащий реверсивный счетчик, разряды которогр соединены через ключевые элементы параллельно переноса с уста;нЪврчйыми входами линейного счетчика, два ключевых элемента ввода приращений, выходы которых соединенысоот.ветственно с вычитаюшим и суммирующим входами реверсивного счётчика, опорный генераторр выход которого подключен к счетному входу линейного счетчика, формирователь импульсов, в него введены.элемейт задержки, элемент запрета и дешифратор нулевого состояния, причем входы .элегчента задержки и элемента запрета обт еДинены и подключены к выходу формирователя коротких импульсов, выход элемента запрета соединен с первыми управляющими входами двух кттючевых элементов ввода приращений вторые входы которых подключены к прямому и инверсному выходам старшего |5азряда линейного счетчйка, выхбд элемента задержки соединен с уН а твляющим в.ходом ключевых элёмен,тоВ1 параллельно переноса, а выход линейного счетчика подключен к входу дешифратора нулевых состояний, йШойй горОгд соединен в-горйм) вx6дo f; эЛШёfil a:sШ№i: V

На чертеже представлена структурй аГйёлёктрйчёская схёШ устройЪт

Цифровой измеритель периодами девиации периода содержит опорный гейератрр 1, реверсивный счетчик 2, емкостью N, разряды которого соединены .через ключевые элементы 3 парйЭ лёльного переноса с установбчнымИ входами линейного счетчика 4 той же. емкости N, формирователь. 5 коротких импульсов, ключевые элементы 6 и 7 ввода прира:щений, эледагй 8 задержки, дешифратор 9 нулевых

состояний, элемент 10 запрета.

Устройство работает следующим 6б разом. обозначим частоту следова- ния импульсов опорного генератора через f, период входного (измеряемого) Сигнала - через Т, сойёржимоё рёвёрсивного счетчика 2 - через п. Рассмотрим вначале работу устройства в качестве измерителя периода. В этом -случае нёрбходимо иметь N |То. Им-

пулЬс с выхода фор1ад|юватёля5,° йройдй черезэлемент .задержки 8 :и воздёйртвуй на управляющий вход ключевых э лементов 3 параллельного переноса производит. занесение содержимо-Г1СГр-ейерсивного счетчика 2 в линейГнЩ счетчик 4 в дополнитёльном коде, так что в нем, будет заг1исано число N-ri. Следующий импульс поступит, очевидно., через, время Т. Да;эт6 в1эёмя на линейный счетчик 4 пройдет fT импульс, старшийразряд счетчика 4 окажется, в .состоянии 1,б крШЖя ; ; ключевой элемент 6, когда ,5N

(по модулю N), и в состоянии о, открывая ключевой элемент 7, когда fT-n iO,5N (по модулю N) , и следующий импульс с выхода формирователя 5,, пройдя через соответствующий кПйч, прибавит к содержимому сче.тчика 2 или -1 или -1, а затей, пройдя через линию задержки 8, произведет о евиднре занесение содержимого счетчика 2 в счетчик 4. Результат ,5N (по модулю N) получается при п fТ или -fT 0,, когда ,5N, и при n-0,5N, когда п 0,5N, 9 этом случае ссУ держимое счетчика 2 уменьщается (с переходом через О при n.i,0,5N и fT. п-Ю, 5Nдо значения . Результат fT-ni 0,5N (по модулю N) получается при П fT или ,5Ny когда ,5N, и прип fT/. , 5N когда ,5N, тогда содержимое счетчика 2 возрастает (с переходом через

0при и fT.-Cn-0,5N) )знaчeния fT. Таким образом, и:змеритель

непрерывно отслеживает все зна 1ения -периода входного сигнала. Нетрудно видеть, что кргда результат измерения равен периоду входного сигнала,; содержимое п счетчика 2 будет периодически меняться на единицу младшег.о разряда между зна чениями Т и ; (общее свойс во всех следящих измерителей) о .лртя это .явление и не снижает точность измерений, од-. нако, при визуальной индикации :может сделать снятие отсчета затруднительным. Для устранения этого явления в устройство введены дешифратор 9 нулевых состояний счетчика 4 (например, элемент совпадений с числом входрв, равным числу разрядов счетчика 4), и между вторыми входами ключевых элементов 6 и 7 ввода приращений и выхрдом фррмирователя 5 - элемент запрета 10, управляющий вход которогр соединен с выходом дешифратора 9. При содержимое счётчика 4.к моменту приходаймпульса с выхода формирователя 5-оказывается равным О, и дешифратор 9 видает управл яющее воздействие, на.элемент запрета 10, который запрещает прохождение импульсов приращений на реверсивный счетчик. .2. . ;

Рассмотрим теперь работу устрой(Зтва в качестве измерителя девиации периода. В этом случае емкость реверсивног.о 2 и линейного 4 счетчиков N может быть уменьшена до величины, равнрй разности наибольшего и наименьшего значений периода с некоторым запасом Как и прежде, импульс с выхода формирователя 5 произведет занесение в. счетчик 4 числа N-n. Число импульсо)в опррнЬто генератора

1в периоде fT можно представить как , где а 4. N - вариация периода, отсчитываемая от уровня zN, поскольку„ теперь N 4.fT. После прохождения