Автоматический частотомер

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений . В устройство, содержащее счетчик 17, генераторы 1,5 перестраиваемой частоты, смесители 3,7, фильтры 4,8 нижних частот, умножители 2,6 частоты, измеритель 15 номера гармоник, дЛя достижения цели введены генератор 9 пилообразного напряжения , анализатор 10 захвата частоты , дополнительный смеситель 11, дополнительный фильтр 12 нижних частот, усилитель 13 постоянного тока, пропорционально-интегрирующий фильтр 14, формирователь 16 временного окна , цифровой индикатор 18, новые функциональные связи. Численное значение измеряемой частоты f формируется счетчиком 17, который подсчитывает число импульсов в сигнале первого генератора 1 перестраиваемой частоты за время Т, равное ширине временного окна. Полученное число с $ отображается индикатором 18 и равно (Л частоте захваченной гармоники сигнала генератора 1 перестраиваемой частоты , т.е. измеряемой частоте f. 1 ил. 7д ч1 Г

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (29) 01) А1

<52)4G 01 R 23 14

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3?94272/24-21 (22) 25.09.84 (46) 30.10.86. Бюл. Р 40 (72) А.С. Данилин и В.Н. Бедняков (53) 621.317.761(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)Ф 581441, кл. G 01 К 23/!4, 1976.

Авторское свидетельство СССР

М 486280, кл. R 01 R 23/14, 1973. (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЧАСТОТОМЕР (57) Изобретение относится к иэмери" тельной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений. В устройство, содержащее счетчик 17, генераторы 1,5 перестраиваемой частоты, смесители 3,7, фильтры 4,8 нижних частот, умножители

2,6 частоты, измеритель 15 номера гармоник, для достижения цели введены генератор 9 пилообразного напряжения, анализатор 10 захвата частоты, дополнительный смеситель 11, дополнительный фильтр 12 нижних частот, усилитель 13 постоянного тока, пропорционально-интегрирующий фильтр !

4, формирователь 16 временного окна, цифровой индикатор 18, новые функциональные связи. Численное значение измеряемой частоты f формируется счетчиком 17, который подсчитывает число импульсов в сигнале первого генератора 1 перестраиваемой частоты за время T равное ширине временного окна. Полученное число отображается индикатором 18 и равно частоте захваченной гармоники сигна- ла генератора 1 перестраиваемой частоты, т.е. измеряемой частоте f„. С

1 ил.

1267276 2 счетчика 17, выход которого соединен с входом цифрового индикатора 18, при этом входом устройства являются соединенные между собой вторые входы

5 смесителей 3 и 7.

Устройство работает следующим образом.

Изобретение относится к измерительной технике.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит первый генератор 1 перестраиваемой частоты, первый умножитель 2 частоты, первый смеситель 3, первый фильтр 4 нижних частот, второй генератор 5 перестраи. ваемой частоты, второй умножитель 6 частоты, второй смеситель 7, второй фильтр 8 нижних частот, генератор 9 пилообразного напряжения, анализатор

10 захвата частоты, дополнительный смеситель 11, дополнительный фильтр

12 нижних частот, усилитель 13,, постоянного тока, пропорциональноинтегрирующий фильтр 14, измеритель

15 номера гармоник, формирователь

16 временного окна, счетчик 17 и цифровой индикатор 18.

Выход генератора 1 перестраиваемой частоты соединен со счетным входом счетчика 17, первым входом дополнительного смесителя 1f и входом умножителя 2 частоты, выход которого соединен с первым входом смесителя

3, выход которого соединен с входом фильтра 4 нижних частот, а через последовательно соединенные усилитель

13 постоянного тока и пропорционально-интегрирующий фильтр 14 — с первым входом первого генератора 1 перестраи ваемой частоты, второй вход которого соединен с выходом генератора 9 пилообразного напряжения и входом генератора 5 лерестраиваемой частоты„ выход которого соединен. с вторым входом дополнительного смесителя 11 и входом умножителя 6 частоты, выход которого соединен -с первым входом смесителя 7, выход которого через фильтр 8 нижних частот соединен с первым входом измерителя 15 номера гармоник и первым входом анализатора f0 захвата частоты, второй вход которого соединен с выходом фильтра 4 нижних частот .а выход анализатора 10 захвата частоты соединен с входом генератора 9 пилообразного напряжения. Выход дополнительного смесителя 11 через дополнительный фильтр 12 нижних частот соединен с вторым входом измерителя 15 "номера гармоник, выход которого через формирователь 16 временного окна соединен с разрешающим входом

Исследуемый сигнал частоты f подается на вход частотомера, в котором он сравнивается с частотой гармоники

nF генератора 1 перестраиваемой частоты, полученной умножением в умножителе 2 частоты, частоты F первого генератора 1, свиппированного по частоте с помощью генератора 9 пилообразного напряжения. При этом на выходе умножителя 2 частоты образуется сетка частот пР<(1сп<И) с шагом F, 20 первого генератора 1 перестраиваемой частоты. Для сравнения частот сигналы с частотами f „ „и nF,ïoäàþòñÿ на входы смесителя 3, который в случае равенства частот функционирует, как фазовый детектор с синусоидальной фазовой характеристикой, На его выходе формируется сигнал ошибки, несущий информацию о величине отклонения фазы и частоты сигнала nF., от фазы

З0 и частоты f ° Этот сигнал ошибки после усиления усилителем 13 постоянного тока и прохождения через пропорционально-интегрирующий фильтр

14 осуществляет подстройку первого — 35 генератора 1 перестраиваемой частоты под частоту f . В результате частота первого генератора 1 синхронизируется по фазе исследуемого входного сигнала. Момент синхрони40 зации фиксируется анализатором 10 захвата частоты, по сигналу которого происходит остановка изменения пилообразного .сигнала на выходе генератора 9. Сигнал выхода первого

45 генератора 1 гармоника nF, которого захвачена измеряемой частотой fx поступает на счетный вход счетчика

17, показания которого устанавливаются. автоматически в зависимости

50 от номера и захваченной гармоники..

Номер гармоники определяется автоматически генератором 5 перестраиваемой частоты с наклоном характеристики перестройки, аналогичным

55 наклону характеристики перестройки генератора 1. Поэтому частота генератора 5 отличается от частоты генератора 1 эа период пилообразного

3 1267276 сигнала генератора 9 пилообразного напряжения на величину F=/Р, — F / .

Сигналы с генераторов 1 и 5 поступают на входы дополнительного смесителя 11, иэ выходного сигнала которого с помощью дополнительного фильтра 12 нижних частот выделяется сигнал разностной частоты Р=/Р,-Р,/

Одновременно из сигнала второго генератора 5 перестраиваемой частоты, частота которого умножена на умножителе 6 частоты, и входного сигнала

f с помощью смесителя 7 и фильтра

8 формируется сигнал разностной частоты, которая в режиме захвата частоты У, первого генератора 1 перестраиваемой частоты частотой f равна:

f / f „-пР / =/nF -nF / — п/F, -F / =nF

Формула изобретения раиваемой частоты и выходом генератора пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом анализатора захвата частоты.

Составитель Е. Соловьев

Редактор Л. Пчелинская Техред Л.Олейник Корректор Л. Пилипенко

Заказ 5766/40 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Этот сигнал подается на один вход измерителя 15 номера гармоник, на другой вход которого поступает сигнал разностной частоты F. В результате на выходе измерителя 15 номера гармоник образуется сигнал n=f/F номера захваченной гармоники. Этот сигнал используется для управления шириной окна в формирователе 16. Численное значение измеряемой частоты

Е формируется счетчиком 17, который подсчитывает число импульсов в сигнале первого генератора 1 за время Т, равное ширине временного окна. В начале каждого из интервалов Т счетчик

17 запускается,а в конце сбрасывается и запускается снова. Полученное число отображается индикатором 18 и равно частоте захваченной гармоники сигнала генератора 1, т.е. измеряемой частоте fx=nF °

Автдматический частотомер, содержащий счетчик, выход первого генератора перестраиваемой частоты соединен через первый умножитель частоты с первым входом первого смесителя, выход

40 которого соединен с входом первого фильтра нижних частот, выход второго генератора перестраиваемой частоты соединен через второй умножитель частоты с первым входом второго смесителя ° выход которого через второй фильтр нижних частот соединен с первым входом измерителя номера гарМоник, вторые входы первого и второго смесителя являются входом устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в нее введены генератор пилообразного напряжения, анализатор захвата частоты, формирователь временного окна, усилитель постоянного тока, пропорционально-интегрирующий фильтр, дополнительный смеситель, дополнительный фильтр нижних частот и цифровой индикатор, вход которого соединен с выходом счетчика, счетный вход которого соединен с выходом первого генератора перестраиваемой частоты и первым входом дополнительного смесителя, второй вход которого соединен с выходом второго генератора перестраиваемой частоты, а выход дополнительного смесителя через дополнительный фильтр нижних частот соединен с вторым входом измерителя номера гармоник, выход которого через формирователь временного окна соединен с разрешающим входом счетчика, выход второго фильтра нижних частот соединен с первым входом анализатора захвата, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот, выход первого смесителя через последовательно соединенные усилитель постоянного тока и пропорционально-интегрирующий фильтр соединен с первым входом первого генератора перестраиваемой частоты, второй вход которого соединен с входом второго генератора перест