Цифровой частотомер

 

Изобретение относится к устройствам для измерения частоты непрерывных синусоидальных сигналов, а также поимпульсного измерения частоты заполнения радиоимпульсов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей частотомера путем поимпульсного измерения частоты заполнения радиоимпульсов и частоты непрерывных сигналов при одновременном повышении его точнос iii/Л ff -- i . ти и быстродействия. Это достигается посредством создания синхронно с первым импульсом измеряемой частоты регулируемого мерного интервала , длительность которого устанавливают меньше длительности исследуемых радиоимпульсов. Повьшение точности измерений обеспечивается путем определения интервала ошибки , длительность hi которого определяется выражением л1 Т„«х-Т.М, о } Тр и Tj - периоды следования имгде пульсов опорного и исследуемого i сигналов соответственно; М и И количество импульсов исследуемой (Л опорной частоты, зарегистрированных за время действия мерного интервала. Начало мерного интервала синхронизировано с импульсами исследуемой частоты, что также повьшает быстродействие частотомера. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 R 23/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО Д ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (, =т„и„-т,и,, (21) 3784215/24-21 (22) 25.08.84 (46) 23.12.85, Бюл. Ф 47 (72) В.И.Маслов, И,Ф.Пузанов, M.Ä.ÑàôèóëëèH и В.Ф.Хованский (53) 621.3l7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 467287, кл. G 01 R 23/02, 1973.

Авторское свидетельство СССР

У 451962, кл. G Ol R 23/02, 1973, .(54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР. (57) Изобретение относится к устройствам для измерения частоты непрерывных синусоидальных сигналов, а также поимпульсного измерения частоты заполнения радиоимпульсов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей частотомера путем поимпульсного измерения частоты заполнения радиоимпульсов и частоты непрерывных сигналов при одновременном повышении его точности и быстродействия. Это достигается посредством создания синхронно с первым импульсом измеряемой частоты регулируемого мерного интервала, длительность которого устанавливают меньше длительности исследуемых радиоимпульсов. Повышение точности измерений обеспечивается путем определения интервала ошибки, длительность Й которого определяется выражением где Т и Т вЂ” периоды следования имо х пульсов опорного и исследуемого сигналов соответственно, М„ и 1(„ количество импульсов исследуемой опорной частоты, зарегистрированных за время действия мерного интервала.

Начало мерного интервала синхронизировано с импульсами исследуемой частоты, что также повышает быстродействие частотомера. 2 ил.

15 где Т и Т вЂ” периоды следования им- ур о Х пульсов опорного и исследуемого сигналов (последняя импульсная последовательность формируется из исходного 35 непрерывного сигнала) соответственно, N и Н вЂ” количество импульсов о исследуемой и опорной частоты, зарегистриро- 40 ванные за время действия мерного интервала.

Кроме того, повышение точности измерений обусловлено тем, что начало мерного интервала синхронизи- 4> ровано с импульсами исследуемой частоты и импульсами эталонной частоты. Указанная синхронизация обеспечивает также повьппение быстродействия устройства.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит последовательно соединенные формирователь 1 импульсов измеряемой частоты, вход которого является входом устройства, ключ 2 и первый. счетчик 3, а также

1 12001

Изобретение относится к электрон радиоизмерениям и предна. начено для измерения как непрерывных сину,соидальных сигналов, так и для поимпульсного измерения частоты за- 5 полнения радиоимпульсов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения поимпульсного измерения частоты за- 10 полнения радиоимпульсов -и частоты

l непрерывных сигналов при. одновременном повьппении точности и. быстродействия.

Поставленная цель достигается посредством создания одновременно (синхронно) с первым импульсом измеряемой частоты регулируемого мерного интервала, длительность которого устанавливается меньше дли- 20 тельности исследуемых радиоимпульсов.

Повьппение точности измерений обеспечивается за счет возможности определения "интервала ошибки", 25 длительность которого находится из выражения

89

2 схему 4 совпадений, вход которой подключен к выходу формирователя I импульсов измеряемой частоты, триггер 5 и второй счетчик 6. Устройство также содержит второй триггер

7, два последовательно соединенных ждущих мультивибратора 8 и 9, вход первого из которых соединен с выходом формирователя I импульсов измеряемой частоты и первым входом первого триггера 5, второй вход которого соединен с выходом второго триггера 7, рециркулятор 10, в состав которого входят последовательно соединенные усилитель и линия 12 задержки, выход которой соединен с входом усилителя 11 и является первым выходом рециркулятора 10, вторым выходом которого является выход усилителя 11. Этот выход подключен к второму входу первого счетчика 3, дополнительный вход которого соединен с выходом первого ждущего мультивибратора 8 и с первым входом второго триггера 7, второй вход которого подключен к первому выходу рециркулятора 10, входами которого являются входы усилителя 11. Первый вход рециркулятора 11 соединен с выходом первого ждущего мультивибратора 8, а его второй вход — с выходом схемы

14 совпадений, второй вход которой подключен к выходу второго ждущего мультивибратора 9. Кроме того, устройство содержит вторую линию

13 задержки, решаюший блок 14 и многоканальный дискриминатор 15 длительности. Первый и второй входы решающего блока 14. соединены соответственно с выходами первого 3 и второго 6 счетчиков, а его третий вход подключен к выходу второй линии 13 задержки.

Многоканальный дискриминатор длительности содержит секцнонированную линию 16 задержки, к каждому иэ выходов которой подключены последовательно соединенные сумматор 17,. ограничитель 18 и выходной каскад 19,выход которого служит соответствующим выходом многоканаль. ного дискриминатора 15 длительности, вход которого образован соединением входа секционированной линии

16 задержки. со всеми вторыми входами сумматоров 17, при этом выход первого триггера 5 подключен к

1200189 Т=Тх — t,t

45

55 входу второй линии 13 задержки, к дополнительному входу второго счетчика 6 и к входу многоканального дискриминатора 15 длительности, выходы которого соединены с соответствующими входами второго счетчика .6.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал, представляющий собой последовательность радиоимпульсов (или одиночный радиоимпульс), подается на вход устрой" ства, где на выходе формирователя 1 импульсов измеряемой частоты формируется импульсная последовательность, период следования импульсов которой соответствует периоду входного сигнала (сигналу заполнения).

По первому импульсу с выхода формирователя 1 импульсов измеряемой частоты (фиг. 2а и б) запус.— кается первый ждущий мультивибратор

8, который формирует на выходе одиночный импульс прямоугольной формы (фиг. 2в), длительность которого устанавливается меньше длительности радиоимпульса. Этот импульс представляет собой "мерный интервал", по переднему фронту которого запускается второй ждущий мультивибратор 9 и по первому входу открывается рециркулятор 10. На выходе второго ждущего мультивибратора 9 формируется импульс, длительность которого соизмерима с длительностью импульсов .на выходе блока l, так что при его совпадении с импульсом на выходе блока 1, что происходит в схеме 4 совпадений, на выхо- . де последней формируется импульс, который проходит на второй вход рециркулятора 10, где начинается его циркуляция. Частота, с которой происходит эта циркуляция импульса опреУ деляется выбранным временем задержки линии 12 задержки. При этом на первом и втором выходах рециркулятора 10 образуются импульсные последовательности "эталонной" частоты, сдвинутые друг относительно друга на время, определяемое указанным временем задержки. Время циркуляции импульса определяется временем действия мерного интервала, причем на втором входе рециркулятора импульс может появиться только в начале мерного интервала.

Счетчик 3 обнуляется передним фронтом мерного интервала,,При этом, если он работает по передним фронтам входных импульсов, то их длительность должна выбираться исходя из времени установки счетчика в начальное (нулевое) состояние. За время действия мерного интервала счетчик 3 фиксирует количество импульсов измеряемой N » и эталонной N частоты, которое поступает на него по первому и второму входам соответственно. По заднему фронту мерного интервала эти коды будут переданы в решающее устройство 14, Этим же фронтом мерного интервала закрываются ключ 2 (закрывая первый вход счетчика 3, и рециркулятор 1.0, а второй триггер 7 переводится в единичное состояние1

В нулевое состояние триггер 7 возвращается импульсом с первого вы-. хода рециркулятора 10 (фиг. 2г и д).

Таким образом, на выходе триггера 7 формируется прямоугольный импульс, задним фронтом которого в единичное состояние устанавливается первый триггер 5. Возврат этого триггера в нулевое состояние производится передним фронтом следующего импульса измеряемой частоты (фиг. 2е). В результате триггер 5 формирует импульс, длительность Т которого равна периоду следования импульсов измеряемой частоты Т минус "интервал

11

Х ошибки

Этот импульс подается на вход многоканального дискриминатора 15 длительности, где используется секционированная линия 16 задержки, суммарное время задержки которой составляет где ь — время задержки отдельной секции;

М вЂ” количество используемых . секций.

Задержанный в своей секции на время 1дь импульс на ее выходе поступает на первый вход соответству-, ющего канала формирования (канал состоит из последовательно включенных сумматора, ограничителя и выходного каскада — блоки 17 i, 18i

191), где он сопоставляется с исходным (до линии задержки) импульсом, Этот результат выдается с задержкой, которая определяется линией 13 задержки и составляет около

1 ° 4 7, Измерение частоты непрерывного синусоидального сигнала осуществляется аналогично описанному с той лишь разницей, что результат будет выдаваться периодически, 30

Формула изобретения

Цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные фор- 40 мирователь импульсов измеряемой частоты, вход которого является входом частотомера, ключ и первый счетчик, а также схему совпадений, ВхОд кОтОРОН подключен к ВыхОду 45 формирователя импульсов измеряемой частоты, пЕрвый триггер и второй счетчик, отличающийся тем, что, с целью расширения функЦИОнальных ВОзмОжнОстей путем Обес- 50 печения поимпульсного измерения частоты заполнения радионмпульсов и частоты непрерывных сигналов при одновременном повышении точности и

S 12001 который подается на второй вход со- ответствующего канала (сумматора

17) . На выходе сумматоров образуются укороченные импульсы, отстоящие друг от друга в соседних каналах во времени на величину д . Количество импульсов так образуемых равно

Н,=аТ /ь7, где аТ оказывается пропорциональным длительности интервала д Т. Пройдя через ограничители 10

18 и выходные каскады 19 эти импульсы поступают на соответствующие входы второго счетчика 6, где подсчитывается их общее количество.

Второй счетчик обнуляется передним фронтом импульса с выхода первого триггера; 5, а передача кода иэ счетчика в решающее устройство происходит по еаднему фронту этого же импульса. 20

Решающее устройство производит вычисления в соответствии с соотношением, которое дает искомую частоту "х

" Т,Мо+ЬТ

89 6 быстродействия, в него введены второй триггеР,два последовательно соединенных ждущих мультивибратора, вход первого из которых соединен с выходом формирователя импульсов измеряемой частоты и первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, рециркулятор, выполненный в виде последовательно соединенных усилителя и линии задержки, выход которой соединен с входом усилителя и является первым выходом рециркулятора, вторым выходом которого является выход усилителя, который подключен к второму входу первого счетчика, дополнительный вход которого соединен с выходом первого ждущего мультивибратора и с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к первому выходу рецгркулятора, входами которого являются входы усилителя, первый из которых соединен с выходом первого ждущего мультивибратора, а второй — с выходом схемы совпадений, второй вход которой подключен к выходу второго ждущего мультивибратора, кроме того, в частотомер введены вторая линия задержки, решающий блок, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго счетчиков, а его третий .вход подключен к выходу второй линии задержки, и многоканальный дискриминатор длительности, состоящий иэ секционированной линии задержки, к каждому из входов которой подключены последовательно соединенные сумматор, ограничитель и выходной каскад, выход которого служит соответствующим выходом многоканального дискриминатора длительности, вход которого образован соединением входа секционированной линии задержки со ьсеми вторыми входами сумматоров, при этом выход первого триггера подключен к входу второй линии задержки, к дополнительному входу второго счетчика и к входу многоканального дискриминатора длительности, выходы которого соединены с соответствующими входами второго счетчика.

1200189

Фиг.f

1 !

Редактор П.Коссей

Заказ 7861/50 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, 1(-35, Раушская наб., д. 4/5 4

В е

Составитель В.Зюбин

Техред M.Гергель Корректор Л.Латай

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4