Измеритель частоты с автоматическим переключением диапазонов измерения Советский патент 1982 года по МПК G01R23/02 

Изобретение относится к радиоизмерениям.

Известен частотометр, содержаиций блок приема, через который измеряеNBJtfl сигнал поступает на счетчик через вентиль, управляекый сигналом с блока.управления, на подан сигнал с определителя диапазона, в состав которого входит генератор сигнала, формирукяций спектр частот, и блок ваделения опорной частоты 1.

Недостатком данного устройства является его.относительная сложность. ..

Наиболее близкий по технической супшости к предлагаемому измеритель частоты, содержащий нормализатор, подключенный к многоканальной (по числу поддиапазонов) схеме обработки, причем каждый канал состоит из вентиля, и диодной дозирующей ячейки,соединенных с интегратором, на выходе которого включены измерительныйприбор и два пороговых каскада,подключенные к реверсивному распределителю, переключающему вентили, ключевой каскад и генератор смещения, причем ключевой каскад включен между нормализатором и вентилем, а его управляющий вход связан с пороговым каскадом, генератор смещения соединен входом с пороговым каскадом нижнего уровня, а выходом-с входом интегратора 2.

Однако данное устройство не обеспечивает достаточной точности и широкополосности.

Цель изобретения - повышение оч10ности и расширение диапазона измеряемых частот.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель частоты, содержащий коммутатор, управляющие

15 входы которого соединены с выходгши распределителя импульсов, входы которого подключены к выходам пороговых блоков максимальной и минимальной частот, формирователь импульсов

20 выход которого соединен с входом измерительного прибора, введены ступенчатый делитель частоты и индикатор диапазона частот, входы которого соединены с соответствующими выходами

25 распределителя импульсов, причем вход .делителя частоты соединен с входной шиной, а его выходы подключены к информационным входам коммутатора, выход которого соединен с

30 входом формирователя импульсов и с входами пороговы gJioKos минимально и максимапьной частот. Пороговый блок мин1йиапьной часто ты содержит опорный генератор, выход которого соединен с одним входо счетчика, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, один вход которого соединен с входом порогового блока минимальной частоты, выход которого соединен с выходом счетчика и вторым входом элемента ИЛ Пороговый блок максимальной частоты содержит опорный генератор, вы ход которого соединен с первым вход .счетчика, второй вход которого соединен с входом порогового блока мак симальной частоты и первым входом элемента И непосредственно, а с пер вым входом триггера - через элемент задержки, выход счетчика соединен с вторым входом триггера, выход которого подключен к второму входу элемента И, выход которого соединен с выходом порогового блока максимальной частоты. На-чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого измерителя. Измеритель содержит ступенчатый делитель 1 частоты, коммутатор 2, распределитель 3 импульсов, формиро ватель 4 импульсов, измерительный прибор 5, индикатор б диапазона час тот, пороговый блок 7 минимальной частоты, пороговый блок 8 максималь ной частоты. В состав блока 7 входят опорный генератор 9, счетчик Ю, элемент ИЛИ 11, а в состав блока 8 - опорны генератор 12, счетчик 13, триггер 14, элемент И 15 и элемент 16 задержки. Измерительный сигнал подан на входную шину 17. Ус.тройство работает следующим образом. На вход делителя 1 частоты посту пает сигнал, частоту которого нужно измерить.Делитель 1 состоит из п-1 декадных счетчиков (не показаны где п - число диапазонов, выходы делителя 1 подключены к соответствующим сигнальным входам коммутатора 2. ЕСЛИ на вход делителя 1 часто ты поступает сигнал с частотой F, . то с его выходов снимаются сигналы с частотами F- , F-10,.. . ,F- 10 и поступают на соответствующие входы коммутатора 2.в любой момент времени на управляющие входы коммутатора поступает сигнал лишь с одного из выходов распределителя 3 импульсов, тем самым на выход коммутатора 2 проходит сигнал с частотой FUO, где 1 - номер управляющего входа коммутатора 2 и соответственно номер выхода распределителя 3, с которого в данный момент времени снимается сигнал. Этот, же сигнал поступает одновременно на соответствующий вход индикатора 6, который обеспечивает индикацию номера диапазона, на котором измеряется частота входного сигнала. Сигнал с частотой F-10 поступает одновременно на входы формирователя 4, блока 7 и блока 8. Формирователь 4 преобразует . сигнал (короткие импульсы) , поступающий с выхода коммутатора 2, в прямоугольные импульсы определенной длительности и амплитуды (амплитуда и длительность импульсов на всех диапазонах постоянна). С выхода формирователя 4 импульсы поступают на измерительный прибор 5, который обеспечивает индикацию (измерение) среднего значения напряжения, поступающего на его вход. Среднее значение напряжения на выходе формирователя 4 за период определяется выражением Ucp ,где t - амплитуда и длительность импульсов на выходе формирователя 4, которые поддерживаются всегда постояннымиfT - длительность периода входного сигнсьла. Из этого выражения видно, что величина среднего значения напряжения на входе прибора 5 обратно пропорциональна длительности , периода или (то же самое) прямо пропорцибнальна частоте входного сигнала, частота которого измеряется в данный момент. Тем самым прибор 5, измеряющий среднее значение напряжения, поступающего на его вход, может быть отградуирован в величинах (единицах) частоты. Максимальное значение измеряемой частоты в каждом следующем диапазоне отличается в 10 раз или другое m число раз. С выходэ коммутатора 2 сигнал поступает также на вход блока 7. Если частота второго сигнала не меньше,0,1 (1/т) максимального значения частоты на данном диапазоне, то сигнал с выхода коммутатора 2 поступает через элемент ИЛИ 11 на счетчик 10 и устанавливает1его на О , при этом с выхода счетчика 10 сигнал не будет поступать на управляющий вход распределителя 3. Допустим, что частота входного сигнала уменьшилась и стала меньше О,1 максимального знач.ения частоты для данного диапазона При этом сигнал с выхода коммутатора 2 на элемент ИЛИ 11 поступает позже сигнала, снимаемого с выхода счетчика 10,.так как частота генератора 9 и коэффициент деления счетчика 10 выбраны такими, чтобы на выходе счетчика снимался сигнал с астотой, равной 0,1 максимального значения частоты сигнала, снимаемого выхода коммутатора 2, а с выхода коммутатора 2 снимается сигнал,отношение максимального значения частоты которого к минимальному равно 10 (или га). Сигнал с выхода счетчика 10 одновременно поступает через элемент ИЛИ 11 на счетчик 10 и устанавливает его на О и на управл-яющий вход распределителя 3, при этом распределитель 3 переключается в другое состояние, при котором сигнал снимается с другого выхода и поступает на блок 6 и на соответствующий управляющий вход коммутатора 2, и теперь на выход коммутатора 2 проходят

сигналы с частотой ,т.е. с, частотой в десять раз большей, чем до этого. При этом показание прибора 5 увеличивается, но нужно умножить на коэффициент в десять раз меньший-, чем в предыдущем диапазоне. ТеперЪ сигнал с выхода коммутатора 2 через элемент ИЛИ 11 на вход установки О счетчика 10 поступает раньше, чем с выхода самого счетчика 10 .

С выхода коммутатора 2 сигнал поступает и на вход блока 8. Если частота входного сигнала не превышает максимального значения частоты для данного диапазона, то сигнал с выхода счетчика 13 устанавливает триггер 14 в нулевое состояние. Частота генератора 12 и коэффициент деления счетчика 13 равны максимгшьному значению частоты, снимаемой с выхода коммутатора 2 (т.е. такой, когда на любом диапазоне показание прибора 5 максимально).

Одновременно сигнал с выхода коммутатора 2 поступает на вход элемента И 15 и через элемент 16, время задержки которого равно длительности импульса, снимаемого с выхода коммутатора, на вход установки триггера 14. При этом на выходе элемента И 15 Нет сигнала, так как в любой момент времени сигнал поступает лишь на один вход элемента И 15.Допустим, что частота входного сигнала увеличилась и стала больше максимального значения частоты для данного диапазона. При этом сигнал с выхода коммутатора 2 приходит на первый вход элемента И 15 раньше, чем сигнал-с выхода счетчика 13 на вход установки на О триггера 14, на выходе элемента И 15 появится сигнал, так как на его второй вход поступает сигнал с выхода триггера 14. Сигнал с выхода элемента И 15

.поступает на соответствующий управляющий вход распределителя 3, который при этом переключается в другое положение, когда сигнал

..будет сниматься с его следующего разрядного выхода. Этот сигнал поступает на блок 6 и на соответствующий управляющий вход коммутатора

2. Теперь на .выход коммутатора 2 проходят сигналы с выхода делителя

1, и частота сигнала на выходе коммутатора уменьшается в десять раз и во столько же раз уменьшаются показания прибора 5, но при этом его показан ие нужно умножить на коэффициент в 10 раз больше, чём в предьвдущем диапазоне.

Частотомер вследствие использования в нем делителя частоты и блоков максимального и минимального зНачения частоты позволяет сравнительно простыми средствами расширить диапазон измеряемых частот, повысить точность измерения частоты.

15

Формула изобретения

1. Измеритель частоты с автоматическим Переключением диапазонов измерения, содержащий коммутатор, управляющие входы которого соединены с выходами распределителя импульсов, входы которого подключены к выходам пороговых блоков максимальной и минимальной частот, формирователь импульсов, выход которого соединен с входом измерительного прибора, о т- . личающийся тем, что,- с целью повышения точности и расширения диапазона измеряемых частот,

в него введены ступенчатый делитель частоты и индикатор диапазона частот, входы которого соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов, причем вход делителя частоты соединен с входной шиной, а его выходы подключены к информационным входам коммутатора, выход которого соединен с входом формирователя импульсов и с входами пороговых блоков минимальной и максимальной частот.

2.Измеритель по п.1, о т л ичающийся тем, что пороговый блок минимальной частоты содержит

опорный генератор, выход которого соединен с одним входом счетчика, второй вход которого соединен С выходом элемента ИЛИ, один вход которого соединен с входом порогового

блока минимальной частоты,, выход

которого соединен с выходом счетчика и вторым входом элемента ИЛИ.

3.Измеритель по п. 1, о- т л ичающийся тем, что пороговый блок максимальной частоты содержит опорный генератор, выход которого соединен с первым входом счетчика, второй вход которого соединен с входом порогового блока максимальной частоты и первым входом элемента И

непосредственно, а с первым входом триггера - через элемент задержки, выход счетчика соединен с вторым входом триггера, выход которого подключен к второму входу элемента И, ,

выход которого соединен с выходом

псчрогового блока максимальной частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент СЯИА 3917927, кл. 324-78 D, 04.11.75.

2.Авторское свидетельство СССР

371524, кл. G 01 R 23/00,13.05,71,