Способ цифрового измерения частоты Советский патент 1981 года по МПК G01R23/00 

(54) СПОСОБ ЦИФРОВОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано в устройствах измерения частоты сягна лов. Известен способ 1Д1фрового иэмереии частоты путем счета числа импульсов сигнала за образцовый интервал времени, при котором начало образцового ин тервала синхронизировано сигналом и сдвинуто относительно момента начала отсчета на половину периода измеряемой частоты 1 3« Недостаток способа - увеличение погрешности при измерении сигнала сложной формы. Известен также способ измерения частоты, основанный на счете числа импульсов измеряемой частоты за образцовый интервал времени, при котором из сигнала измеряемой частоты формируют две импульсные последовательности сдвинутые во времени на половину периода измеряемой частоты, причем первым импульсом одной последовательности запускают формирователь образцового интервала времени, в течение которого. считают количество импульсов второй последовательности 2 J. У этого способа тот же недостаток. Цель изобретения - уменьшение погрешности при измерении частоты сигнат лов сложной формы. Поставленная цель достигается тем, что при цифровом измерении частоты способом, основаннш иа счете числа импульсов измеряемого сигнала за образцовый интервал времени, начало которого синхронизировано измеряемым сигналом, измерителышй интервал формируют путем счета образцовой частоты, уменьшенной вдвое, во время первого периода сигнала, и номинальной - на остальном интервале. На г« { представлешл диаграюш, пояснякпще предложенный способ измерения частоты на фиг. 2 - структурная схема устройства, реализующего заявляёгнЕЫЙ способ. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Пусть измеряется частота импульсного сигнала (фиг. И). Момент времени tо соответствует началу измерения. Начало образцового интервала синхрони зировано входным сигналом (фиг. 1 и) и соответствует моменту времени -t . Выделяется первый период Tj сигнала (фиг. &), и на этом интервале делят образцовую частоту IQ (фиг. I.)в два раза. В результате импульсы образцовой частоты следуют с переменной частотой: уменьшенной в два раза( fo/2) на интервале первого периода сигнала и номинальное значетше {Q в остальное время. В течение первого периода сигнала на формирователь образцового интервала поступит на N() /2 импульсов образцовой частоты меньше за счет ее деления. Поэтому для сохранения заданного количества импульсов, необходимого для формирования образцового интервала, происходит приращение интервала Ту, точно на величину . Поскольку первый импульс сигнала, при ходящий в момент времени fc/) при счете не учитывается приращение интервалаТи эквивалентно его сдвигу. При этом, как известно, погрешность дискретности уменьшается вдвое. Устройство, реализующее данный спо соб (фиг. 2), содержит формирователь 1, ключ 2, счетчик 3, управляемый ген ратор образцовой частоты 4, формирователь измерительного интервала 5, блок выделения первого периода сигнала 6 . Устройство работает следуюшим образом. На клемму Запуск в момент to поступает сигнал, запускающий формирователь образцового интервала 5, на другой вход которого через формирователь I поступают импульсы входног сигнала. Первый после момента tо сиг нальный импульс синхронизирует форми рователь 5, выходной сигнал которого ofкpывaeт ключ 2. Импульсы, сфор1 в1рованные из измеряемых колебаний, с выхода формирователя 1 через открыты ключ 2 поступают на счетчик 3. Напря 8 4 ение образцовой частоты на формирователь измерительного интервала 5 поступает с выхода управляемого генератораОбразцовой частоты 4, который генерирует напряжение частоты fjj при отсутствии напряжения на управлякщем входе и д/2 - при подаче управляющего напряжения. Это напряжение вырабатывается элементом с выделения первого периода сигнала (диаграмма -б ) . В результате частота генератора образцовой частоты оказывается переменной, равной fc/2 во время первого периода сигнала и -Jo на остальном интервале времени. Как было показано, это приводит к сдвигу образцового интервала на половину периода сигнала относительно момента начала счета. Предложенный способ позволяет уменьшить погрешность при измерении сигналов сложной формы. При этом форма колебаний, частота которых измеряется, не влияет на точность измерения частоты. Сдвиг образцового интервала происходит с прецизионной точностью при любой частоте и форме входного сигнала. Формула изобретения Способ цифрового измерения частоты, основанный на счете числа импульсов измеряемого сигнала за образцовый интервал времени, начало которого синхронизировано измеряемым сигналом, о т- личающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения частоты сигналов сложной формы, измерительный интервал формируют путем счета образцовой частоты, уменьшенной вдвое во время первого периода измеряемого сигнала и номинальной на остальном интервале. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе t. Ермолов Р.С. Цифровые частотомеры. Энергия, 1973, с. 7. 2. Авторское свидетельство СССР № 460509, кл. G 01 R 23/00, 1973 (прототип).

;

о

/5// аг. I