Устройство для измерения разности частот импульсов Советский патент 1983 года по МПК G01R23/02 

Изобретение относится к область измерительной техники и может быть использовано при регистрации импуль сов детекторов ионизирующих излучен Известны устройства, солержащие пересчетную схему, счетчик,генератор, преобразователь l 3. Недостаток известного устройства низкая точность измерения. Из известных устройств наиболее, близким по своей технической сущ;-ности являгется уст.ройствб,сЪЯерЖащее реверсивную пёресчетную схему, реверсибный счетчик, преобразовател код-частота и генератор таймерных импульсов 2. Недостаток известного устройства - низкая точность измерения раз ности частот от источников статис тйческих импульсов, например,от основного и фоново г6 детекторов иони зирующих излучений, обусловлейная появлением статистической погрешностйизмерения, увеличивающейся .с ростом ч:ас:тоты фазово го детектора и уменьшением величины разности вхо ных частот. Цель изобретения - пЬвьлдение точ нбстй измерения. Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные пересчетный блок и реверсивный счетчик, шины ра.зря;дов Которого подключены к упр авляющйм входам преобразователя код-частота игенератор таймерных импульсо выход которого соединен со счетным входом преобразователя код-частодогтолнительнЬ введены дёшйфратрр и последовательно соединенные первый преобразователь код-частота, второй преобразователь кодчастота и реверсивный счётчик, а также .последовательно «соёдинёнйые . триггер ипервый элемент ИЛИ, выход которого подключен, к второму входу дойолнительного реверсивного счётчи ка, а также второй элемент HJJH, riep вым своим входом соединенный с вторым входом первого элемента ИЛИ, . а второй вход второго элемента ИЛИ подключен к входу триггера, входу первого дополнительного преобразователя код-частота и выходу преобразователя код-частота, управляющие входы которого соединены с управляющими вкодййй первого дополнительного преобразователя код-частота, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом пересчетного блока, вы31 Оды дополнительного реверсивного счетчика подключёнь к упрэвлтощйм входам второго доцолкительного преобразователя код-частота и к входам дешифратора, выходы которого соединены с управляющими входами пересчетнбго рлока. На чертеже изображена блок-схема устройства. Устройство содержит реверсивный счетчик 1, блок 2 пересчета, преобразователь 3 код-частота, первый дополнительный преобразователь 4 код-частота, генератор 5 таймерных импульсов, триггер 6, первый элемент 7 ИЛИ, второй элемент 8 ИЛИ, второй дополнительный преобразователь 9 код-частота, дополнительный реверсивный счетчик 10,, дешифратор 11. Каждый преобразователь код-частота 3, 4, 9 содержит элементы совпадений 12, счетчик 13 таймерных импульсов, блок сборки 14. Блок пересчета 2 содержит элементы совпадений 15 и 16, реверсивные счетчики 17. Устройство работает следующим образом.. В установившемся режиме на реверсивном счетчике 1 присутствует код Числа пропорционального разности входных чЕастот импульсов п /п , Пр , , . , jгде п - частота основного детек. тора , Пф - частота фонового детектора. Генератор 5 таймерных импульсов постоянно вырабатывает импульсы с частотой п, которые пересчитываются таймерньм счетчиком 13. Импульсы, возникающие на разрядных шинах таймерного счетчика 13, по- , ступают на первые входы элементов со.впадения кодов. Навторых входах ;этих элементов совпадений проходят блок сборки 14, частОта. навы,ходе которой равна разности входных частот от основного и фонового детекторов. Потенциалы разрядных шин ,/ реверсивного счётчика 1, характе- ризующие код числа , поступают также на управляемые входы дополнительного преобразователя 4, по.строенного аналогично преобразователю 3. Дополнительный преобразователь 4 преобразует код п /п в частоту,. Поскольку .на его счетный .вход поступает частота по от преобразователя 9 код-частота 0; на его вйхойё поягвляются импульсы с частотой, равной п2/п. эти импульсь поступают ни с.четный вход второго дополнительного преобразователя 9. Частота Пд с преобразователя 3 поступает также на вход вычитание блока 2 и вход триггера 6. Пересчитанная частота с триггера 6 подается на один из входов первого элемента 7 ИЛИ, на другом входе которого присутствует частота фонового детектора Пл. На выходе первого элемента ИЛИ образуется частота пф-и/2п , которая поступает на вход сложе- ние}дополнительного реверсивного

счетчика 10.,С выхода второго дополнительного преобразователя 9 сигналы поступают на вход вычитание дополнительного счетчика 10, который своими разрядными шинами, на которых устанавливается код чийла

ft f 9 j управляет вторым доо

полнительным преобразователем 9 и

дешифратором 11. Дешифратор 11 линейно преобразует число, код которого установился на реверсивном счетчике 10, и через элементы 15 и 16 совпадения суммирования и вычитания управляет блоком 2, поочередно подключая реверсивные счетчики 17. Это приводит к изменению коэффициента предварительного пересчета, что в свою очередь изменяет постоянную времени измерителя разности частот импульсов.

При возрастании величины фoнoвof го излучения разность частот оста|Нется без изменения, но за счет более высоких значений Входных частот флуктуационные колебания разности будут иметь большую величину. Код реверсивного счетчика 1 пропорционален разности скоростей Счета основного и фонового детекторов. На счетный вход второго дополнительного преобразователя 9 через первый элемент ИЛИ поступает возросшее значение частоты п. При этом код реверсивного счетчика 10, равный величине п, будет увеличиваться, что вызовет сдвиг выходного сигнала дешифратора 11 в сторону старших позиционных разрядов и приведет к увеличению коэффицие ;}та пересчета блока 2.

При этом постоянная времени устройства также будет возврастать, что уменьишт влияние флуктуационных изменений входных частот. При изменении частоты эффекта. HO (разг

ности частот основного и фонового излучений) постоянная времени будет. изменяться так, что возрастание частоты Пр вызовет уменьшение коэффициента перерасчета и постоянной времени-блока 2, а уменьшение частоты /Ид - увеличение емкости блока 2 tt его постоянной времени.

Увеличение точности В: устройстве достигается следующим образом. Как

0 .известно,при измерении разности средних частот Следования импульсов, случайно распределенных во времени, относительная статистическая погрешность измерения определяется выражением;

(Г

(1)

где Т - постоянная времени.: .

Как видно из этого выражения, при увеличении средней частоты следова-: ния импульсов фона или при уменьшении разности входных частот погрешность возрастает.х

В данном устройстве за счет описанных выше обратных связей при увеличений средней частоты следования импульсов фона или уменьшении разности входных частот увеличивается число вводимых в действие разрядов реверсивного счетчика.1, что приводит к увеличению эффективной постоянной времени усреднения в со.ответствии с выражением:

1/2Пд+Пф

Т 2

(2) §

Подставляя ВЕлражёние (2) в (1), получим сГ const, Т.е. относительная статистическая погрешность не зависит ни от частоты фоновых импульсов, ни от разности входных частот, что обеспечивает высокую точность измерений во всем заданном диапазоне их изменения.

--

- ; . Т

:-1ШФ--;:

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ЧАСТОТ ИМПУЛЬСОВ, содержащее последовательно соединенные пересчетный блок и реверсивный'счетчик, шины разрядов которого подключены к управляющим входам преобразователя- код-частота и" генератор таймерных импульсов, выход которого соединен со счетным входом преобразователя * ''код-частота'', отличающёе- с я тем, что, с целью повьииения точности измерения, в него дополнительно введены дешифратор и последовательно соединенные -первый пре-гл/раз6ватель код-частота, второй преобразователь"код-час*ота" и ре-^ версивный счетчик, а также последовательно соединенные триггер и первый элемент ИЛИ, выход которого • подключен к второму входу дополнительного реверсивного счетчика, а также второй элемент ИЛИ, первьйг своим вх'одом соединенный с вторым входом первого элемента ИЛИ, а второй вход второго элемента ИЛИ подключен к входу триггера, входу первого дополнительного преобразователя ''код-частота'' и выходу преобразователя ''код частота'', управляющие входы которого соединены с управляющими входами первого дополнительного преобразователя '.'код- частота' ', при этом выход второго элемента ИЛИ соединен с входом пересчетного блока, выходы дополнительного реверсивного счетчика подключены к управляющим,входам второго дополнительного преобразователя :''код-частота'' и к входам дешифратора, выходы которого сЪедине'ны с управляющими'входами пересчетного блока.i^ Ю00

% 1