Цифровой измеритель частоты запол-НЕНия РАдиОиМпульСОВ Советский патент 1981 года по МПК G01R23/10 

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ЗАПОЛНЕНИЯ РАДИОИМПУЛЬСОВ

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель частоты заполнения радиоимпульсов, содержащий источник измеряемого сигнала, генератор эталонной частоты выход которого через первый временной селектор соединен со входом счеачика эталонной частоты выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к прямому вьзходу триггераj а выход элемента И соединен с управляюдими входами первого и второго временных селекторов, выход второго временного селектора соединен с сут мирующим входом реверсивного счртчика результата,, дополнительно введены элемент задержки, реверсивный счетчик и блок сравнения, первые и вторые входы которого соединены соответственно с выходами реверсивного счетчика результата и дополнительного реверсивного счетчика, выход блока сравнения подключен ко входу установки в О триггера, инверсный выход которого соединен с вычитающими входами обоих реверсивных счетчиков, суммирую ций вход дополнительного реверсивного счетчика соединен с источником измеряемого сигнала непосредственно и через элемент задержки со входом второго временного селектора и входом установки в 1 триггера.

На чертеже приведена структурная электрическая схема цифрового измерителя частоты.

Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты, временнЕле селекторы 2 и 3, триггер 4 (формирования импульса мерного интервала), элемент И 5, счетчик б импульсов эталонной частоты,, источник 7 измеряемого сигнала, реверсивные счетчики 8 результата, дополнительный реверсивный счетчик 9, блок 10 сравнения, элемент 11 задержки,

Цифровой измеритель частоты работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики б, 8 и 9 находятся в нулевом состоянии (цепь обнуления на чертеже не показана) , На выходе блока 10 сравнения установлен потенциал уровнем логической единицы, так как коды в счетчиках 8 и 9 одинаковые. Потенциал уровнем единицы с выхода блока 10 сравнения устанавливает триггер 4 (по npHMOMi- выходу) в нулевое состояние На первый вход элемента И 5 с вьжода триггера 4 поступает потенциал уровнем логического О, а на его второй вход с выхода счетчика б поступает потенциал уровнем 1. В этом исходном состоянии с выхода элемента И 5 потенциал уровнем логического О закроет временные селекторы 2 и 3. В .процессе измерения из источника 7 импульсы измеряемой частоты поступают одновременно на сугллирущий вход реверсивного счетчика 9 и элемент 11 задержки, в котором происходит задержка входных импульсов на вре.гя, превышающее максимальную длительность периода измеряемой частоты. Исходця из этого условия, электрические „ параметры элемента 11,, например, линии задержки, выбирают так, чтобы получить на его выходе пачку импульсов измеряемой частоты, зад ержанную по отношению к входным t}ojд 1/Аумиц,

„ где f,, - глинимальное значение частоты радиоимпульсного сигнала, которое может измерять устройство.

Таким образом, до начала занесения импульсов в счетчик 8 в счетчик 9 будет занесено не менее двух импульсов измеряемой частоты. Вследствие этого, начиная с момента занесения первого импульса пачки в счетчик 9 и до момента занесения последнего импульса этой же (задержанной) пачки0 в счетчик 8, код числа в счетчике 9 будет больше, чем в счетчике 8, и на выходе блока 10 сравнения устанавливается потенциал уровнем О.

Первым импульсом задер).н1юй пачj. ки триггер 4 переводится из состояния О в состояние Триггер 4 открывает элемент И 5, подготовленньлй по второму входу потенциалом с выхода счетчика 6. Элемент И 5 открывает временные селекторы 2 и 3, Этот момент

является началом формирования мерного временного интервала. Через селектор 2 от генератора 1 этгшонной частоты начинает заполняться счетчик б. Одновременно импульсы от источника 7, задержанные элементом 11, через селектор 3 поступают на счетчик 8 результата При занесении последнего импульса пачки в счетчик 8 код в нем становитск равным коду числа в счетчике 9, и

0 с выхода блока 10 сравнения на вход триггера 4 поступает потенциал уровнем 1. Этот си.гнал переводит триггер 4 {по прямо выходу) в состояние 0% в результате чего временные селекторы 2 и 3. закрываются, что является моментом конца формирования мерного временного интервала. Таким образом, триггер 4 формирует мерный временной интервал, начало которого совпадает с- моментом занесения в счетчик 8 первого импульса пачки, а конец -- с занесением последнего импульса этой пачки. Длительность этого мерного временного интервала равна сумме длительностей периодов измеренной частоты импульсов в пачке.

Количество периодов измеряемой частоты подсчитывается счетчиками 8 и 9,но так как первый импульс пачки соответствует началу мерного интерва8 ли,то для того,чтобы занесенное в них количество импульсов было равно количеству (сумг-ле) периодов измеренной частоты Б пачке, необходимо из счетчиков 8 и 9 вычесть по одному импульсу из м-ттой пачки. Для этой цели зычитающие входы реверсивных счетчиков соединены с инверсным выходом ягриггера 4, с которого в момент формирования конца мерного интервала по ложительный импульс (переход из сос1) поступает на тояния вычитающие входы этих счетчиков и уменьшает их содержимое на единицу. Этот процесс повторяется каждый раз с приходом очередного входного радио импульса. При переполнении счетчика 6его выходной импульс уровнем логическог О закрывает элемент И 5, и даль нейшее поступление импульсов в счет чики б и 8 прекращается. Показания счетчика 8 в этом случае равны значению измеряемой частоты. Так, например, при формировании счетчиком 6 суммарного времени в 1 с показания счетчика 8 равны значению измеряемой частоты в Гц. Использование введенных элементо дополнительного реверсивного счетчи ка, элемента задержки и блока сравнения позволяет значительно повысит точность измерения за счет точного фop 1иpoвaния мерного интервала времени, равного суммарной длительности периодов измеряемой частоты, и точно го подсчета этих периодов счетчиком 8. Поэтому в данном устройстве точность измерения не зависит от длительностей радиоимпульсов и от частоты заполняющих (измеряемых) сигналов. Таким образом, за счет незначительного усложнения известного устройства получено значительное повышение точности измерения, что позволяет широко использовать его в автоматическихчастотомерах высокой точности. Формула изобретения Цифровой измеритель частоты заполнения радиоимпульсов, содержащий источник измеряемого сигнала, генератор эталонной частоты, выход которого через первый временной селектор соединен со входом счетчика эталонной частота, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к прямому выходу триггера, выход элемента И соединен с управляющими входами первого и второго временных селекторов, выход второго временного селектора соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика результата, отлич ающ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены элемент задержки, реверсивный счетчик и блок сравнения, первые и вторые входы которо-го соединены соответственно с выходами реверсивного счетчика результата и дополнительного реверсивного счетчика, выход блока сравнения подключен ко входу установки в О триггера, инверсный выход которого соединен с вычитающими входами обоих реверсивных счетчиков, суммирующий вход дополнительного реверсивного счетчика соединен с источником изме-ряемого сигнала непосредственно и через элемент задержки - со входом второго временного селектора и входом установки в триггера. Источники информации, принятые-во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 464848, кл. G 01 R 23/10, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР 599224, кл. G 01 R 23/00, 1976.