Цифровой фазометр-частотомер Советский патент 1982 года по МПК G01R25/00 

I

. Изобретение относится к информационно-преобразовательной и измерительной технике и может быть использовано, как по прямому назначению, так и в автоматизированных системах дистанционного, управления и регулирования длительно протекающими процессами, в системах с фазовой автоматической подстройкой частоты ФАПЧ инфранизкочастотных генераторов, в системах контроля и передачи данных о параметрах движения объекта, в анализаторах фазочастотного спектра и т.д.

Известен цифровой инфранизкочастотный фазометр-частотомер, содержащий формирователь временных интервалов, логические элементы И, ключи, генератор «опорной частоты, делитель или умножители частоты, счетчики импульсов, блок управления и цифровое отсчетное устройство 1.

Известному устройству присущи ограниченные функциональные возможности и трудность передачи информации по каналу связи без принятия дополнительных мер и аппаратурных затрат.

Известен также цифровой инфранизкочастотный фазометр-частотомер, содержащий эталонный генератор, выход которого через управляемые вентили связан с входами суммирующего . и вычитающего счетчиков импульсов,формирователь, регистр,ирующее устройство, делитель частоты, включенный во входную цепь вычитающего счетчика последовательно с управляемым вентилем и выполненным на логических элементах и реверсивном счетчике, блок управления, один из входов которого связан с формирователем, другой вход - с вычитающим счетчиком, а выходы - с yпpaвляeмыf4и вентилями 2} . ,

H3BecTHOf y фазометру-частотомеру также присущи ограниченные функцио3 9 нальные возможности и трудность передачи полученной информации по каналам связи. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности преобразования измерительной информации в частоту следования импульсов. Поставленная -цель достигается тем, что в цифровой фазометр-частотомер, содержащий цифровой индикатор, кварцованный генератор, делитель частоты, блок управления, ф(,;р мирователь временных интервалов, первый и второй счетчики импульсов, .входы установки нуля которых подключены соответственно к первому и второму выходам блока управления,выходы первого счетчика импульсов соединены с цифровым индикатором, а вход блока управления подключен к второму выходу формирователя временных интер валов, входы которого являются входами устройства, введены переключатель режимов -работы, формирователь измерительного интервала времени, пе вый и второй управляемые делители частоты, цифровой блок деления, первым и второй ре-истры, с ифровые вход которых соединены.меткду собой и с одно-j именными выходами второгр счетчика импульсов, управляющие входы первого и второго регистров подключен, соответственно к второму .и первому йыходам формирователя временных ина выходы соединены соответ тервалов, ственно с входами делимого и дели теля цифрового блока деления, выходы которого подключены к установо ным входам первого управляемого делителя частоты, вход которого соединен с выходом кварцованного генерато выход подключен к первому входу переключателя режимов работы,первой выходной клемме и к входу второго управляемого делителя частоты,установочные входы которого соединены с выходами второго регистра,выход второго управляемого делителя частоты соединен со счетным входом второго счётчика импульсов и с входом делителя частоты, выход которого подключен к второй выходной клемме и к второму входу переключателя режимов работы, установочный вход которого соединен с третьим выходом блока управления, выход подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, третьей выходной клемме и входу формирователя измерительного интервала времени, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выход - с управляющим входом первого счетчика импульсов. На чертеже приведена функциональная схема цифрового фазометра-частотомера. Фазометр-частотомер содержит формирователь 1 временных интервалов, первый и второй регистры 2 ,и 3, блок k управления, первый и второй счетчики 5 и 6 импульсов, цифровой блок 7 деления, кварцованный генератор 8, первый и второй управляемые дсиители 9 и 10 частоты, формирователь 11 измерительного иь тервала времени, делитель 12 частоты, переключатель 13 режимов работы, цифровой индикатор 1. При этом входы формирователя 1 временных интервалов подключены к входным клеммам устройства. Его первый и второй выходы соединены с управляющими входами первого и второго регистров 2 и 3 соответственно. Второй выход формирователя временных интервалов 1 соединен дополнительно с управляющим входом второго счетчика 6 импульсов и с входом блока Ц управления. Первый и второй выходы блока 4 управления подключены ко входам установки нуля первого и второго счетчиков 5 и 6 импульсов соответственно. Третий выход блока l управления соединен с установочным входом переключателя 13,режимов работы. Цифровые входы регистров 2 и 3 объединены и соединены с одноименными выходами второго счетчика 6 импульсов, счетный вход которого подключен к выходу второго управляемого делителя 10 частоты и входу делителя 12 частоты. Выходы первого регистра 2 соединены со входами делимое цифрового блока 7 деления. Выходы второго регистра 3 подключены к установочным входам управляемого делителя 10 частоты и к входам делитель цифрового блока 7 деления, выходы-которого соединены с установочными входами первого управляемого делителя 9 частоты; вход второго делителя 10 частоты через первый делитель 9 частоты подключен к выходу .кварцованного генератора 8. . Одновременно вход второго делителя 10 частоты соединен с первым входом пере-. ключателя.13 режимов работы и первой- выходной клеммой устройства. Второй вход переключателя 13 режимов работы соединен со второй выходной клеммой устройства и подключен к выходу делителя 12 частоты Выход переключателя 13соединен со счетным входом первого счетчика 5 импульсов и входом формирователя 11 измерительного интервала времени, выход которого подключен к управляющему входу первого счетчика 5 импульсов, к выходам которого подключен цифровой индикатор 14. Цифровой инфранизкочастотный фазометр-частотомер работает следуЮ1ЦИМ образом. Из инфранизкочастотных ИНЧ сигналов, фазовый сдвиг и частота которых подлежит измерению, с помощью формирователя 1 временных интервалов формируют на первом выходе импульсы, длительность кото- .рых пропорциональна или равна временному сдвигу сигналов, а на вто-/ ром выходе импульсы, длительность ко торых пропорциональна или равна вре. менному сдвигу сигналов, а на втором выходе импульсы, длительность которых пропорциональна или равна периоду сигналов. Перед началом измерения счетчики 5 и 6 импульсов устанавливаются в нуль с помощью импульсов, поступающих с первого и второго выходов блока управления. При установке счетчика 6 импульсо в нуль, код нуля поступает через регистры 2 и 3 на входы делимое и делитель и на установочные входы второго управляемого делителя 10 час тоты. С выходов цифрового блока 7 деления на установочные входы первого управляемого делителя 9 частоты также поступает на код нуля. В результате коэффициенты деления управляемых делителей 9 и 10 . частоты устанавливаются равные единице и на счетный вход счетчика 6 импульсов поступают с выхода кварцо ванного генератора 8 импульсы с частотой следования f, , (1) гдеАЧ 0,1; 0,01; 0,001 ,...- дискретность отсчета результатов измерени 9 6 При поступлении на управляющий вход счетчика 6 импульсов импульса, разрешающего счет импульсов, в последний станут поступать импульсы с частотой, уменьшающейся с каждым импульсом. Код одного числа пропорционального временному, сдвигу сигналов после истечения длительности импульса запоминается с помощью регистра 3 и поступает на входы делителя цифрового блока 7 деления. По истечении времени Т действия импульса, в счетчик 6 поступит NT импульсов. Код -другого числа пропорционального периоду с помощью .регистра 2 запоминается и поступает на входы делимое цифрового блока 7 деления. В результате деления одного числа на другое на установочные входы первого управляемого делителя 9 частоты поступает код числа Ne. Выходная частота управляемого делителя 9 частоты устанавливается пропорциональной фазовому сдвигу ИНЧ сигналов. С помощью управляемого делителя 10 частоты импульсы с частотой следования f,, делятся в Ыд Рзз. В результате получают установившееся значение частоты, а частота импульсов на выходе управляемого делителя частоты пропорциональна частоте ИНЧ сигналов. При положении переключателя 13 режимов работы указанном на чертеже, осуществляется.измерение фазовых сдвигов, а в противоположном частоты. Формирователь 11 осуществляет формирование измерительного, интервала времени. Результаты измерения индицируются на цифровом индикаторе , при измерении фазового сдвига в градусах, а частоты в герцах. Устройс;тво позволяет передавать данные измерения в виде цифрового кода по каналам связи в центры обработки для принятия соответсхвующих решений или в центры управления объектами. Формула изобретения Цифровой фазометр-частотомер, содержащий цифровой индикатор, квар«цованный генератор,делитель.частоты, блок управления, формирователь временных интервалов, первый и второй счетчики импульсав, входы установки нуля которых подключены соответственно к первому и второму выходам блока упра вления, выходы пер вого счетчика импульсов соединены с цифровым индикатором, а вход блока управления подключен к второму выходу Формирователя временны интервалов, входы которого являются входами устройства, отлича щийся тем, что, с целью расши рения функциональных возможностей и повышения .точности, введены пере ключатель режимов работы, формирователь измерительного интервала вр мени, первый и второй управляемые делители частоты, цифровой блок де ления,. первь(й и второй регистры, цифровые входы которых соединены между собой и с одноименными вы- ходами второго счетчика импульсов, управляющие входы первого и второго регистров подключены соответственно к и первому выходам формирователя временных интервалов, а выходы соединены соответственно с входами делимого и дели теля цифровогс блока деления, выходы которого подключены к установочным входам первого управляемо . 8 го делителя частоты, вход которого соединен с выходом кварцованного генератора, выход подключен к первому входу переключателя режимов работы, первой выходной клемме : к входу второго управляемого делителя частоты, установочные входы которого соединены с выходами второго регистра, выход второго управляемого делителя частоты соединен со счетным входом второго счетчика импульсов и с входом делителя частоты, выход которого подключен к второй выходной клемме и второму входу переключателя режимов работы,установочный вход которого соединен с третьим выходом блока управления, выход подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, третьей выходной клемме и входу формирователя измерительного интервала времени, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выход - с управляющим входом первого счетчика импульсов Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 36855, кл. G 01 R 25/00, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 R 25/00, 1966.