Устройство для измерения частоты Советский патент 1980 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в ра диоустройствах с селективным преобразователем, частота настройки которого перестраивается с помощью генератора качающейся частоты, например в измерителях амплитудно-частотных характеристик, панорамных приемниках, анализаторах спектра, частотомерах и т.д. Известны устройства для измерения частоты, содержащие генератор спектра, смеситель, узкополосный фильтр с детектором, управляемый ключ, счет чик импульсов с цепями сброса и блок сравнения мгновенной частоты с эталоном, вход которого соединен со смесителем, а выход - с электронным ключом 1 Недостатками известного устройства является большое число необходимых гармоник опорной частоты и низка надежность при низких скоростях пере стройки частоты генератора качающейся частоты- (ГКЧ), служащего гетеродином панорамного радиоприемника. Наиболее близкое к предлагаемому; устройство содержит генератор спектра, смеситель, блок сравнения, управ ляемый ключ, счетчик импульсов, блок сброса, первый сумматор и п формирователей меток 2. Однако это устройство имеет низкую точность измерения. Цель изобретения - повышение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные генератор спектра и смеситель, последовательно соединенные блок сравнения, вход которого подключен ко входу смесителя, управляемый ключ и счетчик импульсов, а также блок сброса, выходы которого срединены с вторыми входами счетчика импульсов, первый сумматор и п формирователей меток, входы которых подключены к выходу смесителя,, а одна часть выходов формирователей меток соединена с входами первого сумматора, введены последовательно соединенные первый формирователь сигнала, триггер, первый дифференцирующий элемент и второй сумматор, последовательно соединенные третий сумматор и второй формирователь сигнала, а также второй дифференцирующий элемент, вход которого подключен к второму выходу триггера, а выход соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к второму входу управляемого ключа, при этом выход второго формирователя сигнала соединен с вторым входом триггера, входы третьего сумматора подключены к другой части выходов формирователей меток, а выход первого сумматора соединен с выходом первого формирователя сигнала. На фиг. 1 изображенгх структурная схема устройства; на фиг. 2 - осциллограммы, поясняющие его работу. Устройство для измерения частоты содержит генератор 1 спектра, смеситель 2у блок 3 сравнения,сумматоры 4, 5 и 6, управляемый ключ 7, счетчик 8 импульсов, блок 9 сброса, формирователи сигналов 10 и 11, триггер 12, дифферёнцирующие элементы 13, 14 и п формирователей 15, 16, 17, 18, 19 меток. Устройство работает следующим образом. На вход блоков 2 и 3 подается сиг нал с выхода ГКЧ селективного преобразователя (на фиг. 1 не показаны на вход ключа 7 - импульс с выхода того же селективного преобразователя в момент его настройки на частоту входного сигнала, на вход блока9 импульс с выхода блока перестройки (на фиг. 1 не показан) того же селективного преобразователя на обратном ходе его перестройки. Выходные сигналы снимаются с выходов счет чика 8. При перестройке ГКЧ на ВЫХОДЕ формирователей 15, 16, 17, 18 и 19 меток появляются частотные мет ки (фиг. 2 в, г, д, е),выделяемые на выходе смесителя 2 (фиг. 26) разностной частоты Fp (фиг. 2а) меж ду перестраиваемой частотой ГКЧ и гармониками частоты F генератора 1 спектра. Эти частотные метки, разнесенные по частотам, а следователь но, и по времени, проходя через сум маторы 4 и 5 и формирователи 10 и 11 сигналов, например ограничители вызывают поочередное изменение состояний выходов триггера 12 (фиг.2з,и Фронт и спад выходных импульсов RS-триггера .12 монотонны и не зависят ни от скорости изменения частоты ГКЧ, НИ-от ПЧМ его колебаний. Форма прямоугольных импульсов на выходах триггера 12 имеет скважность 2, по этому после дифференцирования с помощью дифференцирующих элементов 13 и 14 и суммирования однополярных импульсов сумматором б на выходе пос леднего образуются импульсные частот ные метки, разность между которыми ПОчастоте равна F(5/2(n-l). Если значение частоты F выбирается относительно высоким с целью расширени диапазона рабочих частот устройства то для исключения возможности проЛезания сигналов высокочастЗтных меток через паразитные емкости, триггера 12, нарушающего его устойчивую работу, формирователи 10 и 11 сигналов могут быть выполнены, например, в виде последовательно соединенных амплитудного детектора и компаратора с разнесенными порогами срабатывания. Когда частота ГКЧ становится равной частоте эталона блока 3 сравнения, соответствующей начальной частоте диапазона селективного преобразователя, на выходе блока 3 сравнения появляется импульс. Этот импульс открывает предварительно закрытый ключ 7 и разрешает прохождение импульсов с выхода сумматора б на вход счетчИка 8. Исходное состояние счетчика 8 предварительно перед началом счета устанавливается с помощью блока 9 сброса импульсом на входе блока 9. Когда перестраиваемый с помощью ГКЧ селективный преобразователь настроится на частоту входного сигнала, на вход устройства поступает импульс, который закрыва т ключ 7. При этом поступление импульсов с выхода сумматора б на вход счетчика 8 прекращается, а их число, записанное счетчиком В от момента настройки на начальную частоту диапазона до момента настройки на частоту входного сигнала, определяет частоту входного сигнала. Таким образом, положительный эффект (увеличение точности отсчета), достигается за счет поочередного срабатывания триггера 12 от сформированных разнесенных по времени и частоте сигналов частотных меток, фронты и спады выходных импульсов которого не зависят ни от скорости изменения частоты ГКЧ, ни от ПЧМ его колебаний, ни от значения, опорной частоты FO. Это позволяет выбирать практически любое значение FO и любое число п формирователей меток в зависимости от ширины диапазона рабочих частот и от желаемой точности измерения частоты входного сигнала. Формула изобретения Устройство для измерения частоты, содержащее последовательно соединенные генератор спектра и смеситель, последовательно соединенные блок сравнения, которого подключен к входу смесителя, управляемый ключ и счетчик импульсов, а также блок сброса, выходы которого соединены с вторыми входами счетчика импульсов, первый сумматор и п формирователей меток, вгсоды которых подключены к выходу смесителя, а. одна часть выходов формирователей меток соединена с входами первого сумматора, отличающееся тем, что,.

с целью повышения точности измерения, в него введены последовательно соединенные первый формирователь сигнала, триггер, первый дифференцирующий элемент и второй сумматор, последовательно соединенные третий сумматор и второй формирователь сигнала, а также второй дифференцирующий элемент, вход которого подключен к второму выходу триггера, а выход соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к второму входу управляемого ключа, при этом выход второго формирователя сигнала соединен с вторым входом триггера, входы третьего сумматора подключены к другой части выходов формирователей меток, а выход первого сумматора соединен с входом первого формирователя сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССВ № 471550, кл. G 01 R.23/10, 1973.

2,Авторское свидетельство СССР № 563645, кл..С 01 R 23/10, 1976.

Фиг.1

i

г д

14

i1f