Цифровой частотомер низких и инфранизких частот Советский патент 1981 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к цифровой элек троизмерительной технике и может применяться в качестве быстродействующего измерителя частот низкого и инфранизко- го диапазона. Известны устройства, содержащие триггеры, генератор, счетчики, ключи jfi. Недостаток этих устройств - низкая точность измерения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержашее последовательно соединенные первый ключ и триггер, последовательно соединенные второй ключ, счетчик и преобразователь кода, последовательно соединенные генератор эталонной частоты третий ключ в реверсивный счетчик Г2. Недостаток известного устройства низкая точность измерения. Цель изобретения - пооьпиение точности измерения. Эта цель достигается тем, что в цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные первый ключ и . гер,последовательно соединенные второй ключ, счетчик и преобразователь кода, а также последовательно соединенные генератс эталонной частоты,-третий ключ и реверсивный счетчик введены блок управления и последовательно соединенные преобразователь кода входной частоты во временной интервал и элемент ИЛИ, выход которого подкл1очен к первому входу второго ключа, второй вход которого соединен с первым входом преобразователя кода входной частоты ро временной интервал, второй вход последнего подключен ко второму выходу счетчика, при этом третий вход преобразоЕШтеля кода входной частоты соединен с выходом реверсивного счетчика, втфой вход которого подключен к первому выходу блока управления, второй выход которого соединён со вторым входом третьего ключа, Третий выход блока управления подключен ко второму выходу счетчика, первый вход блока управления соединен с выходом преобразователя кода, второй вход блока управления подключен к выходу триггера, а четвертый выход блока управления соединен со входом первого ключа. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит ключ 1, триггер 2, элемент 3 ИЛИ ключ 4, счетчик 5, преобразователь 6 кода, блок 7 управления, генератор 8 эталонной частоты, ключ 9, реверсивный счетчик Ю, преобразователь 11 кода входной частоты во временной интервал. Устройство работает следующим образом. Первоначально блок 7 через ключ 1 подключает входной сигнал f у ко входу триггера 2, который в свою очередь че- рез элемент 3 и ключ 4 открывает путь выходным импульсам генератора 8 и счет чику 5 за временной интервал равной пе риоду Т входного сигнала. После этого блок 7 по сигналу триггера 2 закрывает выход ключа 1 и в счетчике 5 получается код пропорциональный периоду входного сигнала { ). Далее преобразователь 6 преобразует код счетчика 5 обратно пропорционально временному интервалу, за ко торый при помощи блока 7 открывается ключ 9 и в режиме сложения подсчитываются выходные импульсы генератора 8. После получения кода N - значения входной частоты с погрешностями преобразова теля 6, блок 7 сбрасывает на исходное состояние счетчик 5 и разрешает преобра зователю 11 преобразовать код N во временной интервал Т j за который при помощи элемента 3 и блока 7 открывается ключ 4 и в счетчике 5 подсчитываются выходные импульсы генератора 8. Полученный в счетчике 5 код, вновь преобразуется преобразователем во временной интервал, за который открывается ключ 9 и импульсы генератора 8 вычитываются на кода записанного в реверсивном счетчике 10. В итоге в счетчике 1О оказывается разность A N-NI . Далее блок 7 подключает входной сйо нал ко входу триггера 2, открьшается клю 4 и в счетчике 5 получается код NT-Этот код преобразователем 6 преобразуется во временной интервал, за который в режиме сложения подсчитываются импульсы генератора 8 в счетчике 10. В итоге в счетчике 10 оказывается первый скорректированный результ-ат входной частоты Nj, aN-M, Далее итероиионный измерительно-ылчнслитольный процесс, т.е. чередование одключение ко, входу ключа 2 временных нтервалов входного сигнала и преобразоателя 11, а также операций сложения и ычитания, может быть продолжен до поучения п -го скорректированного резульатаN(.n N+VV-- n(1) Итерационный процесс может быть остаовлен блоком 7 либо на конкретном числе циклов коррекции, либо при получении Л. CJ, где СЦ. - щаг квантования. Легко доказать, что при приравиении. временных интервалов входного сигнала и преобразователя 11 будет удовлетворяться условие Д & для которохх потребуется не более 2-3 циклов коррекции, так как погрешности преобразователя 6 обычно не превышают нескольких процеитов, . Как видно из формулы (1), скорректированные результаты измерения всегда будут обладать более высокой точностью, что позволяет существенно снизить требования к точности преобразователя 6. единственного сложного блока устройства. Таким образом, существенно упрощается преобразователь 6 по сравнению имеющимся в известном устрЫ1отве. Также следует отметить, что предлагаемое устройство не критично к медленным изменени51м выходной часто-пь генератора 8 и поэтому генератор 8 можно реализовать в виде обычных RC или L С генераторов, что также позволяет упростить устройство (в известном-необходим кварцевый генератор). Предлагаемое устройство позволяет примерто на nopsutOK и более повысить точность измерения. При этом в следящем режиме также может ть уменьшено время измерения. Формула изобретения Цифровой частотомер низких и инфранизких частот, содержащий последовательно соединенные первый ключ и триггер, последовательно соединенные второй ключ, счетчик и преобразовавель кода, а также последовательно соединенные генератор эталоннсА частоты, третий ключ и реверсивный счетчик,отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения в него введены блок управления и вательно соединенные преобразователь кода входной частоты во временной интервал и элемент ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго ключа, второй вход которого соединен с первым входом преобразователя кода входной частоты во временной интервал, второй вход последнего подключен ко второму выходу счетчика, при этом третий вход преобразователя кода входной частоты соединен с шлходом рюверсивного счетчика, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен со вторшм входом третьего ключа, третий выход блока управления подключен ко второму выходу счетчика, первый вход блока управления

соединен с выходом преобразователя кода, второй вход блока управления подкл(очен к ш 1ходу триггера, а четвертый выход блока управления соединен со входом первого ключа.

Источники информация, принятые во внимание при экспертизе

1. Кирианаки Н, В. и Дудыкевич В. Б. Методы и устройства ии(| ювого измерв« ния низких и инфранизких частот. Львов, Вища шксча, 1975.

2.Автометрия, 1969, № 2, с. 39-45.