Частотомер мгновенных значений Советский патент 1981 года по МПК G01R23/02 

(54) ЧАСТйТОМЕР МШОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ Изобретение относится к электроизмерительно технике, предназначено для измерения мгновенны значений низких и инфранизких частот и может применяться в информационно-измерительных шстемах, где решаются задачи обработки инфо мации, регистрации и управпеияя объектами. Известны устройства, содержащие формирователи, счетчики, генераторы и ключи 1}. Недостаток этих устройств - низкое быстро действие. Наиболее блтктл по технической сущности является частотомер, содержащий три счетчика, схему сравнения, форм1фователь, ключ, вспомо гательный генератор, формирователь временного интервалу При этом выходу разрядов первого и второго счетчиков под1слючены к соответствующим входам схемы сравншия. Выход схемы сравнения соединен со счетным входом третьего счетчика и подключен к установочному входу второго счетчика. Счетный вход первого счетчика через формирователь подключен к входной шине. Второй выход форкгарователя подключен к управляющему входу формирователя временного интервала, выход последнего подключен к управляющему входу ключа. Второй вход ключа соедикегг с кытгодом вспомогательного генератора, а выход ключа подсоединен к счетному входу второго счепика I2J. Недостаток иавеа1пого ус1ройства - ниакая точность измерения. . Цель изобретения - повыщение точности намерения. Эта цель достигается тем, что в частотс юр мгновенных знатанш, содержащий поспедовательно соеданен1Ш1е основной форм |рователь импульсов и первый счетчик, последов «лно соединенные вcIЮ t/raтeш ный генератор и ключ, второй вход которого соединен с выходом формирователя времетшх интервалов, вход которого соединен с первым входом основного ф фмироватеяя импульсов, блок сравнения, которого подключен к первому входу попвого счетчика и к первому входу второго счетчика, второй вход последнего соединен с выxoдo.v; ключа, введены дополнитёшшле-формирователь импульсов, первый и второй регистры и триггер, первый вход которого соединен с выходом формирователя временных интервалов, при этом первый вход первого регистра подключен к вто рому выходу основного формирователя нмпульсов, второй вход последнего соедннен с первым входом дополнительного формирователя импульсов, первый выход которого подключен к BTOjtoMy входу второго счетчика, выход последнего соединен с первым входом второго регистра, второй вход которого подключен к второму вь1ходу дополнительного формирователя импульсов, к второму входу последнего,. к второму входу первого счетчика и к входу формирователя временных интервалов, второй вход первого регистра соединен с выходом первого счетчика, выход первого регистра подключен к первому входу блока (равнения:, второй вход которого соединен с выходом второго регистра, выход блока сравнения подключен к второму входу триггера, выход последнего соединен с входом формирователя временных интервалов. На фиг. 1 представлена функциональная схема частотомера мгновенных значений, пример конкретного выполнения устройства; на фиг. 2 - диаграмма (а) напряжения измеряемой частоты в отсутствии помех, диаграмма (б) напряжеиня импульсной помехи и диаграмма (в) напряжения смеси входного сигнала + помеха, а также подлежащие преобразованию в значение частоты измеренные временные интервалы ложные - Тл и истинные - «. Частотомер мгновенных значений содержит два формирователя 1 и 2, два счетчика 3 и 4, два регистра 5 и 6, блок 7 сравнения, триггер 8, формирователь 9 временного интервала, вспомогательный генератор 10 и ключ 11 Устройство работает следующим . Напряжение измеряемой частоты подается на входы форАШрователей 1 и 2, к выходам которых подключены счетчики 3 и 4 соответственно. При этом цепочка формиров ктельсчетчик образуют измеритель периода, т.е. с в хода формирователя вьздаются cepmi импульсо эталояной частоты, подсчитываекше счетчиком, чиспо импульсов эталонной частоты пропорцио нально длительности измеряемого периода. Начапу и концу соответствуют момжты п ресечения напряжением измеряемой частоты фиксироваинодо порогового уровня. С помощью формирователя 1 и счетчика 3 измеряют временные, интервалы между момеитами пересечевия напряжеянем измеряемой частоты поро TOBOfO зфовня внизу вверх (на фиг. 2 временные интервалы между нечетными точками, т.е. между точками 1-3; 3-S и тл.), а формирователем 2 к счетчиком 4 - . лы между моментами пресечения п(фога шерху вшву (на фяг. 2 - временные ии тервалы между точками 2-4; 4-6 и т д.) По переднему фроиту т/аутсл формирователя 1, ыдаваемого с управляющего выхода, результат измерения периода, зафиксированный в счетчике 3, переносится в регистр 5. Затем счетчик обнуляется и процесс юмерения периода повторяется. Аналогично, но со сдвигом на поллериода измеряемой частоты работают формирователь 2, счетчик 4 и регистр б. Сдвиг на полпериода обусловлен тем, что первый формирователь 1 выдает серии импульсов, число которых пропорционально интервалам между моментами пересечения порога напряжением измеряемой частоты снизу вверху а второй формирователь 2-припересечении порога сверху вш1з (фиг. 2в). Полученные результап | измереиия длительностей периодов с выходов счетчиков 3 и 4 переписываются по командам с формирователей 1 и 2 в регистры 5 и 6 соответственно и поступают на входы блока 7 сравнения. В случае равенства результатов измерения, а это, например, будет иметь место каждый раз в случае измерения частоты в идеальных условиях, т.е. при отсутствии помех, блоком 7 сравнення формируется импульс. По этому импульсу обнуляется счетчик 4, срабатывает триггер 8 и запрещает работу формирователей, обнуляет счетчик 3, подает потенцнальный сигнал на управляющие входы регистра 6 и формирователя 9 временного интервала. В регистр S записывается результат измерешм пертюда, зафиксироваииый в счетчике 3. С того момента импульсы вспомогательного генератора 10 начинают посту--, пать на счетный вход счетчика 4 и через регистр 6 текущий результат садтчика 4 поступает на входы блока 7. Блок 7 сравншия в момент совпадения результатов регистра 5 и счетчика 4 формирует импульс равенства, который сбрасывает в нуль показания счетчика 4, а также поступает на вход 3. В том счетчике в тече1гае интервала времени TO, задаваемого фсфмироватетм 9 интервала, суммируются , поступающие с выхода блока 7 сравнения. В момент окончания инте1шала TQ в счетчике будат зафиксироааяо число, пропорцисмальиое зиачению измеряемой частоты. Использование предлагаемого устройства позволяет исключить преобразование ложных результатов измерогая дпительност периода в значшие частоты. Это достигается за счет введения в устро йство даух ретистррв, триггера, второго формирователя и выполнения соответствуюцщх соединений, а также за счет того, что в этом устройстве измеряют длнтельностй периодов двумя измерителями, запускаемыми со сдвигом на полпериода измеряемой частоты, сравнивают результаты и если они раш1ы, то выполняют процедуру преобразования длительности периода в частоту. Формула изобретения Частотомер мгновенных значений, содержащий последовательно соединенные основной формирователь импульсов и первый счетяик, по следовательно соединенные вспомогательный ге нератор и ключ, второй вход которого соединен с выходом формирователя временных интервалов, вход которого соединен с первым входом основного формирователя импульсов, блок сравнения, выход которого подключен к первому входу первого счетчика и к первому входу второго счетчика, второй вход последнего соединен с выходом ключа, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены дополнительный формирователь импульсов, первый и второй регистры и триггер, первый.вход которого соединен с выходом формирователя временных интервалов, оря этом первый вход первого регистра подключен к второму выход о яовного формирователя импульсов, второй вход Последнего соединен с первым входом дшюлшгтельного формирователя импульсов, первый выход которого подключен к второму входу второго счетчика, выход последнего соединен с первым входом-второго регистра,, второй йход которого подключен к втсфому выходу дополнительного формирователя импульсов, к второму входу последнего, к второму входу первого счетчика и к входу формщ ователя временных интервалов, второй первого региафа соединен с выходом первого счегшка, выход первого регистра пощслючег к первому вхсщу q aBHeH второй вход котсфого соединен с выходом второго регистра, выход блока сравнения подключен к второму входу триггера, выход последнего ооеPfotta с входом форм1фователя временньп интервалов. Источники информации, принятые во внимание при жопертизе 1.Авторское свидетельство СХ;СР N 543881, кл. G 01 В 23/02, 1978. 2. молов Р. С. Цифровые частотомеры. Л., Энергия,. 1973, с. 19, Выход