Фазометр — частотомер

 

f

0 fl И С А Н И Е 368554 изоьеитиния сома Соввтскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

М, Кл. G 01г 23/10

G 0lr 25/00

Заявлено 19. I V.1971 (№ 1647762/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 26.1.1973. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 9.IV.1973

Комитет по делам иаобрвтвиий и открытий при Совете Мимистров

СССР

УДК 621.317.761:621.317..772(088.8) Авторы изобретения А. А. Мельников, А. Г. Рыжевский, Е, Ф. Трифонов и В. М. Шляндин

Заявитель

ФАЗОМЕТР— ЧАСТОТОМЕР

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при одновременном измерении частоты и фазы электрических сигналов низких и инфранизких частот с цифровым выходом в единицах, удобных для отсчета.

Известные цифровые фазометры-частотомеры, содержа щие генератор опорной частоты, ключ, счетчик результата и блок управления, обладают .низким быстродействием, особенно при измерениях низкой частоты сигнала.

Цель изобретения — увеличение быстродействия. Это достигается благодаря применению трех двоичных умножителей, выход первого из которых соединен со входом второго, выход второго — со счетным входом управляющего счетчи|ка первого и второго умножителей, кодовые выходы этого счетчика подключены к входам у правляющего регистра третьего умножителя, а выход, последнего соединен со входом счетчика результата,,причем установочный вход управляющего счетчика соединен с выходом блока управления.

На чертеже схематично изображен. предлагаемый фазометр-частотомер.

Он содержит двоичные умножители 1, 2 и 3, в состав которых входят управляющий регистр 4 и управляющий счетчик 5, системы ключей б, 7 и 8, счетчики 9, 10 и 11, генераторы опорных частот 12 и 13, ключ 14, блок управления 15, состоящий из триггера 16 и формирователя 17, и счетчиках результата 18.

Фазометр-частотомер работает следующим образом.

На вход 19 поступают импульсы исследуемого сигнала, на вход 20 — имптульсы опорно10 го сигнала. С приходом импульса исследуемого сигнала формирователь 17 вырабатывает два импульса, один из которых совпадает по времени со входным импульсом, а другой задержан на время, равное минимальному пе1S риоду измеряемого сигнала, который устанавливает в управ1яющем счетчике 5 максимально-возможное число. На вход умножителя 1 с генератора опорной частоты 12 непрерывно идут импульсы с частотой Ро. Имаульсы с вы20 хода умножителя 1 поступают на вход умножителя 2, а с его выхода — на счетный вход управляющего счетчика 5, общего для умножителей 1 и 2. Каждый импульс, появившийся на входе счетчижа 5, уменьшает код числа

25 в нем на одну единицу. Процесс вычитания в счетчике 5 продолжается до момента аоявления следующего импульса с формирователя 17, когда в управляющий счетчик вновь будет за писано максимально-возможное число

30 и т.д.

368554

Число импульсов n(t) на входе управляющего счетчика 5 определяется ура внением

n(t) = J F,(t)dt, (1) (6) 4

С приходом импульса опорното сигнала на вход 20 триггер 1б возвращается в исходное состояние и закрывает ключ 14. Число импульсов N,,„, поступивших на вход счетчика 18 за время открытого состояния ключа 14, где F>(t) — частота сигнала на выходе умно- то есть за время опережения импульса измежителя 8. ряемого сигнала по отношению к опорному, В свою очередь частота сигнала F>(t) опре- определяется выражением деляется выражением

1О

N =tg х 1 (5)

Fi() — () (2) где Р— частота сигнала на выходе умноN исителя 1. l где Fi(t) — частота сигнала на выходе умно- В свою очередь частота сигнала Г опредежителя 2; ляется как

А — максимально-;возможное число, 15 записываемое перед каждым ызх

N ,мерением;в управляющий счетчик 5; где РоК вЂ” частота генератора о порной частоN — ем кость каждото из счетчиков 9, ты 18.

10 и 11. 20 Подставляя в выражение (5) значение F

Аналогично, частота сигнала FI (t) опреде- из выражения (6) и учитывая тот факт, что ляется выражением

Np. =А — п(Т,)= — ¹F ,® . А — n(t) (3) Го

N (см. выражение (1), определим, что где Fo — частота генератора опорной частоN„=t K N F» (6) х

Подставляя в уравнение () значения вы(1) ения вы- Сравнивая полученное выражение (17) с изражений (2) .и (3) и решая его относительно

n(t) с учетом того факта, что цикл изменения 3О N 3 6.1gt»F (7) кода в управляющем счетчике 5 определяется временем периода Т„ измеряемого сигнала, где значения,, соуп д определим, что тыми в данном описании, а т — любое число, видно, что код числа в счетчике результата 18

А — n(Tx) = Р„, (4) 35 пропорционален фазе измеряемого сигнала, о а при выполнении условия К У=3,6 10 " отгде n(T ) — число им пульсов, поступивших на счет измеренной фазы, получается в единицах вход управляющего счетчика 5 за градуса и его долях. время периода T измеряемого С приходом следующего им пульса измеряесигнала, 4р мого сигнала на вход 19 работа фазометраF„=

1 частотомера повторяется. Таким образом, в частота измеряемого сигнала. течение, каждого периода исследуемых сигнат» лов, то есть при максимально возможном быТаким образом, за время одного периода T стродействии, в фазометре-частотомере:форизме яемого сигнала в счетчике 5 формирует- 45 мируется код частоты и фазы исследуемого ся код числа Уг, — — А — и (Т„), пропорциональ- сигнала, причем и тот и другой могут быть выражены в единицах, измеряемых величин. ,ного частоте этого сигнала.

С приходом того же импульса измеряемого сигнала на,вход 19 срабатывает триггер 1б, Предмет изобретения который открывает ключ 14, и импульсы с ге- 5о ь 18 частота кото- Фазометр — частотомер, содержащии гененератора опорной частоты 18, частота к тч четчик ез льрых выбирается в К раз ольше ч

К б ьше частоты гене- ратор опорной частоты, ключ, счетчик резулий тем ратора 12, поступают íà вход умножителя о множителя 8, тата и блок у правления, отличающ "ся а с его выхода — на вход счетчика р у о четчика результа- что с целью повышения быстродействия, в

55 нем применены три двоичных умножителя, В,, я импульс с формиро- выход первого из которых соединен со вхователя 17, соэпад ающий во времени со вход- дом второго, выход второго— станавливает счетчик 18 дом управляющего счетчика первого и втоным импульсом, устанавливает с лей ко овые выходы этого в анулево» I е положение и осуществляет пере- рого умножителе", д уп вля:, о ам и авляющепись кода числа из упр вля уп авляющего счетчика 5 60 счетчика >подключены,ко вх д у р гист 4 множителя 8. Код ro регистра третьего умножителя, вы д хо пав управляющий регистр умножит я о вхо ом счетчика езульчисла к моменту п е ту появления импульса перепи- следнето соединен с д о а авляюP У ше пропорциона- тата, причем установочный вх д у р н выхо ом бло ка плен частоте измеряемого сигнала за предыду- щего счетчика соединен с выходом ло ка упщий его период. 65 равления.

368554

Составитель Л. Прохорова

Техред Т. Ускова

Редактор В. Фельдман

Корректор В. Жолудева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 742/14 Изд. № !90 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5