Устройство для измерения приращения частоты электрических сигналов Советский патент 1980 года по МПК G01R23/10 

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для юмереиия приращения частоты электрических сигналов, содержащее формирователь мерных интервалов, генератор эталонной последовательности, выход которого соединен с импульсным входом вентиля, выходом подсоединенного ко входу счетчика, первый выход которого связан с первым входом вычислителя, дополнительно введены формирователь импульсов, блок совпадений и последовательно соединенные дополнительный вентиль и дополнительный счетчик, выход которого соединен со вторым входом вычислителя, при этом блок совпадений первым входом соединен с выходом генератора эталонной последовательности, вторым входом соедт1ен с выходом формирователя IMпyльcoв, а выходом подключен к импульсному входу дополнительного вентиля и входу формирователя мерных интервалов, выход которого соединен с потенциальными входами основного и дополнительного вентилей, а второй выход основного счетчика подключен к управляющему входу формироватля мерных интервалов.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 эталонной последовательности, формирователь 2, импульсов, iSnoK 3 совпадений, формирователь 4 мерных интервалов, вентиль 5, счетчик 6, вычиспитель 7, дополнительный вентиль 8, дополнительный счетчик 9.

Устройство для измерения приращения частот Э41ектрических сигналов работает следующим образом.

Сигнал, измеряемый с частотой ly, преобразованный формирователем 2 в последовательность импульсов и эталонный с частотой „ снимаемый с выхода генератора 1, с периодами, соответственно, Ту - l/ijc. и длительностью импульсов Cj i$ пост5пают на входы блока 3 совпадений. В моменты времени, когда импульсы сравниваемых сигналов совпадают друг с другом, на выходе блока 3 совпадений формируются импульсы совпадения. Формирователь 4 мерного интервала по первому импульсу совпадений открывает, а по 7г - закрывает вентили 5 и 8. При этом счетчик 6 подсчитывает число импульсов N, прошедщих через вентиль 5 от генератора 1, а счетчик 9 подсчитывает число импульсов УЛ, прошедших через вентиль 8 с блока 3 совпадений. Когда содержимое счетчика 6 превысит наперед задаваемое число Но) с него на- формирователь мерных интервалов 4 подается сигнал, разрещающий по одному из последующих импульсов совпадения закрыть вентили 5 и 8. Цифровые коды N, счетчика 6 и j счетчика 9, соответствующие их

содержимому в момент закрывания вентилей 5 и 8, запоминаются вычислителем 7.

При подаче частоты f. все операции повторяются и новые коды М счетчика 6 и УПу, счетчика 9, соответствующие частоте {jj, в момент закрывания вентилей 5 и 8, поступают в вычислитель 7, который определяет приращение частоты 4Т; Л., /Хд по формуле

..у- .N.(1)

Тэ N.,N2.

Действительно, временной интервал Т между совпадениями импульсов двух последовательностей равен числу периодов одной из последовательностей между выбранным количеством совпадений, умноженному на величину периода этой последовательности. Это справедливо для обеих сравниваемых последовательностей, поэтому

TC--NVN T.

(2)

где Т,, /,,, TJ « 1/ftf, периоды сравнивае .,

мых эталонной и измеряемой последовательности, а Мд и Ы, количество периодов между выбранным количеством совпадений импульсов, соответственно эталонной и измеряемой последовательностей.

Период эталонной частоты может быть выражен через период измеряемой частоты следующим образом:

Тд--кт - ет,(3)

где К - коэффициент кратности измеряемой и эталонной частот, К - 1,2, ..., ©Т - временной интервал, возникающий из-за неполного совпадения периодов сравниваемых частот, удовлетворяющий условию Т .

Приращение периода измеряемого сигнала определяется по формуле

., -1- .4)

2 1

Из уравнения (2) для последовательностей с периодами следует,

,,.

Tc;-4 3- xJbПри подстановке Т л из фавнений (3) и (5) получается

. HAilJ il-TС)

вт.

, ьГ - - I

-v

при подстановке значения Tj из уравнения (3) и Ту из уравнений (4) в (6) получается

(, (8) Киличестно совпадающих импульсов между выГжраемыми моментами совпадений определяется по формулам (.,) На основании уравнений (9) и (10) при ус ловии сохранения в процессе измерений величи ны кратности К, что выполняется при незначительных отклонениях частот от номинала, можно уравнение (8) переписать после подстановки значения в Т;| , из уравнения (7) в следующем виде 1ч,, N Хд. I. Умножение правой и левой части соотношения (11) на с учетом : уравнения (6) позволяет получить следующее ссютнощение .йТ . vn Vtg-Wa Ni откуда следует соотнощение (1). Высокая разрешающая способность и необхо димая точность измерения обеспечиваются при любом соотношении Т к Т выбираемого в качестве номинального значения. Поэтому 1ТОИ выборе номинального значения частоты iy , относительно которой проводится измерение отклонений нет необходимости устанавли вать значение эталонной частоты f g отличающееся на десятки герц от номинальной f« . За счет этого исключается необходимость налиния делителя с малым дискретом. Диапазон измеряемых отклонений частоты от номинала определяется из условия &Т может достигать 50% от значения номинальной частоты. формула изобретения Устройство для гамерения приращения частоты электрических сигналов, содержащее формирователь мерных шгтервалов, генератор эталонной последовательности, выход которого соединен с импульсным входом вентиля, выход которого подсоединен ко входу счетчика, пер вый выход которого связан с первым входом вычислителя, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых приращений частоты, в него дополнительно введены формирователь импульсов, блок совпадений и последовательно соешшенные дополнительный вентиль и дополнительный счетчик, выход которого соединен со вторым входив вычислителя, при этом блок совпадений первым входом соединен с выходом генератора эталонной последовательности, вторым входом соединен с выходом формирователя импульсов, а выходом подключен к импульсному входу дополнительного вентиля и входу формирователя мерных интервалов, выход которого соединен с потенциальными .входами основного и дополнительного вентилей, а второй выход основного счетпжа подключен к управляющему входу формирователя мерных интервалов. Источники информации, пршмтые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 530260, кл. G 01 R 23/00, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 571767, кл. G 01 R 23/14, 1974.

/X-