Измеритель периода следования импульсов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3OI844

Союз Советскнк

Социалистическиа

Росптблик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 06.Х.1969 (№ 1366492/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.IV.1971. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 4.VI.1971

МПК Н 03k 13/02

G 01г 23/02

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР .>ДК 681.325:621.317,761 (088.8) Автор изобретения

О. Н. Шестаков

Заявитель

ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРИОДА СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено при проведении испытаний устройств, выходной сигнал которых представляет собой последовательность импульсов, например, преобразователей аналог — частота.

Известен измеритель периода следования импульсов, содержащий счетчики импульсов эталонной и измеряемой частот, источник импульсов эталонной частоты, устройство управления, схемы совпадения, линии задержки и триггеры.

Однако известный измеритель обладает недостаточной точностью из-за флуктуации момента появления измеряемых импульсов относительно среднего значения.

Целью изобретения является уменьшение случайной погрешности из-за флуктуаций импульсов измеряемой частоты.

Для достижения этой цели первые входы схем совпадения соединены с выходами первых т разрядов счетчика импульсов измеряемой частоты, вторые входы через линии задержки подключены к выходу устройства управления, а третьи и четвертые входы схем совпадения соединены с выходами двух триггеров, входы которых подключены к выходу счетчика импульсов измеряемой частоты и к выходу его m-го разряда, выход каждой схемы совпадения соединен с соответствующим разрядом счетчика импульсов эталонной частоты. Выход счетчика импульсов измеряемой частоты соединен со входом устройства упра»ления через последовательно соединенные триггер и ключ, управляющий вход которого

5 соединен с выходом пг-го разряда счетчика импульсов измеряемой частоты.

Повышение точности измерителя периода осуществляется путем многократного пзмерепия N периодов и автоматической статнстпче10 ской обработки результатов измерений. Статистическая обработка будет особенно эффективна в том случае, если время, на которое сдвинуты моменты начала первого и последнего измерений, будет значительно оольше

15 макспмал»ного периода флюг .т> аций. Оо t>tHo этот период составляет несколько миллисекунд и меньше, и в большинстве случаев достаточно сдвигать начало каждого последующего измерения па длительность измеряемого периода, 20 т. е. каждое очередное измерение начинать с приходом каждого очередного импульса.

Если производится измерение длительности

N периодов п раз, то первое измерение дает величину:

25 Тг=тг+тг+ . + г+ ° ° >тл+ + м г-е измерение— тг = -,+,..., + -B+ + N +-.N+ I +,...,+

+ N+n †> п-е измерение— т: „+,..., + у+ N l +,..., =-г-

301844

Здесь т — длительность одного периода.

Тогда сумма результатов всех измерений окажется равной: л

g Т,=-.,+2,+,...,+1-,+..... +(— 1)„„ i+

c-="

+ n(-,. + + у) + (и — 1).N+1+ ° + (и— — i) м+ i+ л+ — °

Как видно, измерение при этом сводится к измерению длительности каждого периода следования импульсов измеряемой частоты, причем при суммировании первый и последний результаты берутся с коэффициентами 1, второй и предпоследний — с коэффициентом 2 и т. д. Измерения с и-ro no N-e — включительно суммируются с коэффициентом и.

На чертеже приведена схема описываемого устройства.

Оно содержит устройство 1, управляющее началом и концом счета, счетчик 2 импульсов измеряемой частоты, состоящий из w разрядов, линии задержки 3, схемы совпадений 4, счетчик 5 импульсов эталонной частоты, состоящий из mразрядов,,ключ б, определяющий момент окончания счета, триггер 7, фиксирующий переполнение счетчика импульсов измеряемой частоты, и триггеры 8 и 9, управляющие работой схем совпадений 4.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерения все ячейки счетчиков 2 и 5 и триггеры 7 — 9 устанавливаются в нулевое состояние, а устройство 1 пропускает измеряемые и эталонные импульсы Ui 2

Измерение начинается после того, как устройство 1 подаст первый импульс U> измеряемой частоты на вход счетчика 2. При этом первый разряд Т, этого счетчика переходит в состояние «1», и управляемая им ячейка И> схемы совпадений 4 пропускает импульсы U эталонной частоты на вход счетчика 5, а именно— на его первый разряд Т, остальные ячейки

H — И не пропускают импульсы U эталонной частоты.

Это состояние сохраняется вплоть до поступления второго импульса UI измеряемой частоты, после чего первый разряд счетчика 2 переходит в состояние «О», а второй — в состояние «1». При этом ячейка И закрывается, ячейка И открывается, ячейки И вЂ” И остаются закрытыми, а сигнал с ячейки И поступает на второй разряд Т> счетчика 5. Это равносильно поступлению удвоенной частоты на его вход — на первый разряд Ть

По мере поступления последующих импульсов U> измеряемой частоты подключаются и другие ячейки схемы совпадений 4, что оказывается равносильно поступлению утроенной, учетверенной и т. д, частоты на вход счетчика 5 (разряд Т,).

Для устранения неопределенности, возникающей при одновременном поступлении импульсов эталонной частоты на несколько разрядов счетчика 5, импульсы Uq эталонной частоты, 55

Предмет изобретения

Измеритель периода следования импульсов, содержащий счетчики импульсов эталонной и измеряемой частот, источник импульсов эталонной частоты, устройство управления, схемы совпадения, линии задержки и триггеры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы измерителя, первые входы схем совпадения соединены с выходами первых т разрядов счетчика импульсов измеряемой частоты, вторые входы через линии задержки подключены к выходу устройства управления, а третьи и четвертые входы схем

4 поступающие на каждую последующую ячейку схемы совпадений 4, задерживаются с помощью линий задержки 8.

По приходе n=2 -го импульса U< измеряе5 мой частоты т-й разряд счетчика 2 переходит в состояние «1», переводя триггер 8 в состояние «1» и подтверждая состояние «О» триггера 9. При этом все ячейки схемы совпадений 4, кроме ячейки И, перестают пропускать

10 импульсы Uq эталонной частоты, независимо от состояния управляющих ими разрядов счетчика 2, а ячейка И пропускает эти импульсы, тоже вне зависимости от последующего состояния m-го разряда. Теперь импульсы Uq эталонной частоты поступают íà m-й разряд Т счетчика 5, что соответствует поступлению частоты в и — 2 " раз большей на вход этого счетчика.

Это состояние сохраняется до прихода Ч+1=2 "-го импульса U> измеряемойчастоты, 20 после чего счетчик 2 переполняется и переводит триггер 8 в состояние «О», а триггер 9— в состояние «1».

Теперь все ячейки совпадений 4 вновь управляются соответствующими разрядами счет25 чика 2, кроме ячейки И, которая закрывается.

По сигналу с триггера 9 управление изменяется на обратное, т, е. соответствующая ячейка схемы совпадений проводит, если управляющий разряд счетчика 2 находится в состоянии

30 «О». При этом сразу после переполнения счетчика 2, когда все разряды находятся в состоянии «О», ячейки H> — И > проводят, что соответствует поступлению на вход счетчика 5 частоты в (2" — 1) большей, чем эталонная.

З5 По мере поступления последующих импульсов UI измеряемой частоты этот коэффициент будет последовательно уменьшаться, а по приходе (U+n)-го импульса все ячейки схемы совпадений 4 перестают проводить, и счет40 чик 5 прекращает счет.

Следующий (И+и+1) -й импульс U измеряемой частоты переводит т-й разряд счетчика 2 в состояние «1», и ключ б, предварительно подготовленный триггером 7 после перепол45 нения счетчика 2, переводит устройство 1 в выключенное состояние, и измерение прекращается.

Таким образом, предлагаемая схема реализует выполнение соотношения (1), т, е, изме50 рение и раз длительности среднего из N периодов и нахождение их суммы.

301844

Составитель Е. А. Семенова

Рсдактор Е. В. Семанова Текред Л. Л. Евдонов Корректор Н. Рождественская

Заказ 1370/17 Изд. № 619 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 совпадения соединены с выходами двух триггеров, входы которых подключены к выходу счетчика импульсов измеряемой частоты и к выходу его m-го разряда, выход каждой схемы совпадения соединен с соответствующим разрядом счетчика импульсов эталонной частоты, выход счетчика импульсов измеряемой частоты соединен со входом устройства управления через последовательно соединенные триггер и ключ, управляющий вход которого соединен с выходом m-го разряда счетчика импульсов измеряемой частоты.