Устройство для цифрового измерения частоты Советский патент 1981 года по МПК G01R23/10 

(54) УСТГОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ

1

Изобретение относится к автоматике и контрольно-измерительной технике, в частности к иэмере1шю и контролю параметров технологи- , ческих процессов в информационно-измерительных системах и автоматических системах управле1шя, использующих датчики частоты.

Известно устройство для измерения мгновенной частоты, у которого необходимая гиперболическая характеристика преобразования периода в частоту X, I I TX достигается применением цифроаналоговых преобразователей 1.

Недостатками такого устройства являются зависимость результата измерения от стабильности эталонного источника напряжения, высокие требования к быстродействию ключей, входящих в цифроаналоговый преобразователь, требование высокой точности измерительных блоков и т.д.

Наиболее близким к изобретению По технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения частоты, содержащее входной формирователь, формирователь команд, управляемый делитель, генератор эталонной частоты, счетчик-делитель, регистрирующий блок и вентили. Измерение мгновенной частоты в таком устройстве осуществляется посредством формирования временного интервала, равного периоду измеряемой частоты и заполнения его импульсами эталонной частоты, преобразуемыми в коэффициент деления управляемого делителя частоты, последующего деления на него эталонной частоты и подсчета количества импульсов поделенной частоты за эталонный временной интервал в качестве ре10зультата измерения 2.

Недостатки такого устройства заключаются в низком быстродействии при недостаточной его точности.

Цель изобретения - повышение точности из15мерения.

Указанная цель достигается тем, что устройство Д11я цифрового измерения частоты, содержащее входной формирователь, выход которого соединен с первыми входами формирователя

20 команд управления и первого вентиля, выход последнего соединен с управляющим входом управляемого делителя, подключенного к регистрирующему блоку, генератор эталопюй частоты.

иыход которого соединен со вторым входом формирователя команд управления и первым входом второго вентиля, выход последнего соединен с импульсным входом управляемого делителя, первый выход формирователя команд управления соеданен со вторым входом второго вентиля и с первым входом третьего вентиля, выход которого соединен со входом счетчика-делителя, выход последнего подключен к третьему входу формирователя команд управления, второй вь1ход которого соединен с установочными входами регистрирующего блока, содержит дополнительный счетчик-делитель, счетный вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, установочный вход соединен с третьим выходом формирователя команд управления, а выход соединен со вторыми входами первого и третьего вентилей. На фиг. 1 приведенз функциональная блоксхема устройства для цифрового измерения Частоты; на фиг. 2 - временная диаграмма выходных сигналов соответствующих функодональных узлов на фиг. 1.

Предлагаемое устройство состоит из входного форлшрователя 1, генератора 2 эталонной частоты, формирователя 3 команд управления (ФКУ), счеТшкоВДелителей 4 и 5, вентилей 6-8, управляемого делителя 9, регистрирующего блока 10.

Формирователь 1 и генератор 2 эталонной частоты Подключены к формирователю 3 команд управления, подсоединенного одним выходом к счетчику-делителю 4, второй 0хоД которого связан с генератором 2, а выход подключен к вентилям 6 и 7, другой выход формирователя 3 команд )Т1равления подключен к вентилю 6, соединенному выходом со счетчиком-делителем 5,. выход которого связан со входом формирователя 3, и к вентилю 8, второй вход которого подключен к выходу генератора 2, а второй вход вентиля, 7 - к выходу форл-троватсля 1. Выходы вентилей 7 и 8 подключеш через управляемый делитель 9 к регистрирующему блоку 10. На фиг. 2 показаньг выходные сигналы в точках 11-17 схемы Устройство работает следующим образом. Входной формирователь 1 формирует импульс, длительность которого равна периоду измеряемой частоты Т ji. По переднему фронту этого импульса формирователем 3 команд управле1шя производится установка счетчика-делителя 4 в исходное срстояше. Одновременно открьтаетея первый вентиль 7 управляемого делители 9, и импульсы эталонной частоты fo от генератора 2 через счетчик-делитель 4 начинаipT поступать на управляющий вход делителя 9 За время TV на управляющий вход делителя 9 поступает импульсов

)т

Хг

где п - коэффициент деления счетчика-делителя 4.

По окончании интервала Tj формирователь 3 формирует импульс сброса счетчика-делителя 4,

чтобы иоюпьзовать его для формирования эталонного интервала времени Т, и импульс установки в Исходное состояние регистрирующего блока 10.

После сброса счетчика-делителя формирователь 3 формирует начало интервала Тг, подавая команду разрешения на вентили 6 и 8. До этой команде частота fo начинает поступать через счетчик-делитель 4 и вентиль 6 на счетЧР.к-делитель 5 с коэффициентом деления т,

определяемым из условия

T2,)/fo

Одновременно частота fo поступает через второй вентиль 8 управляемого делителя на импульсный вход делителя 9 и далее на регистрирующий блок 10.

Концом измерения, а также концом интервала TI служит импульс переполнения счетчика-делителя 5, который подается на третий вход формирователя 3 команд управления, закрывая вентили 6. и 8 и тем самым прекращая измерения. Результат измерения выражается количеством импульсов, пост ающих на вход регистрирующего блока JO

Nx4fo/K),jl.

Таким образом, крутизна характеристики преобразования в п раз выше, чем при рении средней частоты. Это позволяет либо в п раз увеличивать точность измерения при том же быстродействии, что у известного устройства,

либо при той же точности (т.е. том же значении кода N) при одной и той же измеряемой частоте f х) в п раз уменьшать время Tj, увеличивая быстродействие, либо частично улучшать оба параметра измерения.

Формула изобретения

Устройство для цифрового измерения частоты, содержащее входной формирбватель, выход которого соединен с первыми входами формирователя команц управления и первого вентиля, выход последнего соединен с управляющим входом управляемого делителя, подключенного к регистрирующему блоку генератор эталонной частоты, выход которого соединен со вторым входом формирователя команд управления и первым входом второго вентиля, выход последнего соединен с импульсным входом управляемого делителя, первьгй выход формирователя команд управления соединен со вторым входом второго вентиля и с первым входом третьего вентиля, выход которого соединен со входом счетчика-делителя, выход последнего подключен

к третьему входу формирователя команд управяения, второй выход которого соединен с установочными входами регистрирующего блока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, устройство содержит дополнительный счетчик-дедштель, счетный вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, установочный вход соединен с третьим выходом формирователя

команд управления, а выход соединен со вторыми входами первого и третьего вентилей.

Источники информации, принятые во внимание при экспергтэе

2.Авторское свидетельство СССР fC 467287, кл. G 01 R 23/02, 1975 (прототип)