Цифровой частотный детектор Советский патент 1981 года по МПК H04L27/14 H03D3/04 

(54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТНЫЙ ДЕТЕКТОР

Изобретение относится к радиотехнике и используется в системах автоматического регулирования в аппаратах точной видеои звукозаписи. Известен цифровой частотный детектор, содержащий формирователь импульсов калиброванной длительности, вход которого является сигнальным входом детектора, два элемента И, первые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами формирователя импульсов калиброванной длительности, счетчик и К-разрядный делитель Частбты, при этом второй вход первого элемента И является входом опорного сигнала. В известном цифровом частотном детекторе в качестве выходного сигнала можно использовать либо сигнал, снимаемый с реверсивного счетчика, либо сигнал с выхода триггера. В первом случае можно достичь достаточно высокой точности измерения, однако результат измерения будет выражен в цифровой форме, что не всегда удобно. Например, при использовании в системе автоматического регулирования необходимо включить после него цифроаналоговый преобразователь. При использовании в качестве выходного сигнала напряжения на выходе триггера изменение среднего значения напряжения на выходе детектора будет пропорционально отклонению измеряемой частоты от номинального значения 1. Недостатком известного частотного детектора является низкая крутизна характеристики, которая не позволяет получить высокой точности измерения без перевода выходного сигнала в цифровую форму. Цель изобретения - повыщение точности детектирования. Поставленная цель достигается тем, что в цифровом частотном детекторе, содержащем формирователь импульсов калиброванной длительности, вход которого является сигнальным входом детектора, два элемента И, первые входы которых соединены соответственно, с прямым и инверсным выходами формирователя импульсов калиброванной длительности, счетчик и К-разрядный делитель частоты, при этом второй вход первого элемента И является входом опорного сигнала, прямой выход формирователя импульсов калиброванной длительности подключен ко входу сброса счетчика, вход и выход К-разрядного делителя частоты соединены со вторыми входами соответственно первого и второго элемента И, выходы которых через элемент ИЛИ подключены к счетному входу счетчика, при этом выход счетчика соединен с третьим входом второго элемента И. На чертеже представлен предлагаемый детектор, структурная электрическая схема. Цифровой частотный детектор содержит формирователь 1 импульсов калиброванной длительности, два элемента И 2, 3, счетчик 4, К-разрядный делитель 5 частоты, элемент ИЛИ 6. Частотный детектор работает следующим образом. Сигнал измеряемой частоты fc поступает на вход формирователя импульсов калиброванной длительности г. Измерение частоты f осуществляется за время 4t - t. За это время счетчик 4 заполняется импульсами эталонной частоты f о через элеме нт И 2 Перед началом измерения счетчик 4 переводится в состояние «О передним фронтом импульса, открывающего элемент И 2. По окончании измерения частоты элемент И 2 закрывается, открывается элемент И 3, и счетчик 4 начинает заполняться импульсами с частотой следования fo/2, поступающими через счетчиковый делитель 5. Заполнение счетчика 4 происходит до определенного наперед заданного числа, по достяжении которого на выходе счетчика 4 устанавливается логическая «1 и элемент И 3 закрывается. Число N в счетчике задается таким образом, чтобы при номинальной частоте ft сигнал на выходе счетчика имел скважность 2. Число N определяется из следующего соотношения: . -/.C:Tk.L N Ji-: I L «т, Т,-период эталонной частоты fo; Тн-номинальное значение периода измеряемой частоты fp; т -длительность калиброванного импульса; к -число разрядов делителя 5 частоты. Изменение длительности импульсов на выходе счетчика 4 в 2 раз больше изменения длительности импульсов At Измерение длительности импульсов At, т. е. начальное заполнение счетчика 4 импульсами с высокой частотой следования с последующим заполнением счетчика 4 импульсами с частоюй следования в 2 раз меньшей позволяет умножить изменение длительности мерных интервалов в 2 раз. При этом в 2 раз возрастает крутизна характеристики, что позволяет во столько же раз повысить точность измерения отклонения частоты измеряемого сигнала от номинального значения. Таким образом, предлагаемый цифровой частотный детектор по сравнению с известным обладает повышенной точностью измерения, а также допускает подачу выходного ШИМ-сигнала непосредственно на управляющий элемент системы автоматического регулирования без предварительного цифроаналогового преобразования. Формула изобретения Цифровой частотный детектор, содержащий формирователь импульсов калиброванной длительности, вход которого является сигнальным входом детектора, два элемента И, первые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами формирователя импульсов калиброванной длительности, счетчик и К-разрядный делитель частоты, при этом второй вход первого элемента И является входом опорного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности детектирования, прямой выход формирователя импульсов калиброванной длительности подключен ко входу сброса счетчика, вход и выход К-разрядного делителя частоты соединены со вторыми входами соответственно первого и второго элемента И, выходы которых через элемент ИЛИ подключены к счетному входу счетчика, при этом выход счетчика соединен с третьим входом второго элемента И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 313278, кл. Н 03 D 3/04, 20.10.1969 (прототип) .