Устройство для измерения малого относительного изменения частоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и> 4731l6 бевэ Свеетекнх

Оецнвлнвтнчвакнк рввпубанк (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 02.01.73 (21) 1864994/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.06.75. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 28.08.75 (51) М. Кл. G Olr 23/10

Веудеретеенный кемнтвт

Овере йтнннвтрае щр (53) УДК 621.317.761 (088.8) ае авнаа нвебрвтвннй н етнрмтнй (72) Автор изобретения фиба»» »

1

А. А. Федосов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛОГО

ОТНОСИТЕЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве прибора, измеряющего относительное изменение частоты одного источника сигнала или относительной разности частот двух источников сигналов.

Известно устройство для измерения отклонения частоты. Однако отмечается его сложность, ограниченность диапазона рабочих частот и малая точность измерений.

В предлагаемое устройство введен источник тока, выход которого подключен к индикаторному устройству, и частотный дробнократный калибратор, выполненный, например, на статических триггерах, дифференцирующих цепочках и диодно-ключевой схеме «ИЛИ» и включенный между формирователем импульсов и преобразователем частота — ток.

Кроме того, входные диоды в статических триггерах и в диодно-ключевой схеме «ИЛИ» к дифференцируюшим цепочкам подключены разноименными выводами, а дифференцирующих цепочек и входов в диодно-ключевой схеме «ИЛИ» на один больше, чем статических триггеров, причем дополнительная дифференцирующая цепочка соединена со входом первого триггера.

На чертеже приведена блок-схема устройстваа.

Устройство содержит последовательно соединенные входной формирователь импульсов

1, частотное дробно-кратное калибровочное устройство 2, преобразователь частота — ток

3, индикаторное устройство 4, со входом которого соединен выход источника тока 5. Устройство 2 выполнено на статических тригге10 рах 6, дифференцирующих цепочках 7, подключенных к выходам триггеров 6, дополнительной дифференцирующей цепочке 8, подключенной входом ко входу первого триггера б и к выходу формирователя импульсов 1, и

15 диодно-ключевой схеме «ИЛИ», выполненной на диодах 9 и 10 и ключах (тумблерах) 11 и

12 и подключенной к выходам цепочек 7 и 8.

Индикатор 13 устройства 4 снабжен регулятором чувствительности, выполненным, напри20 мер, в виде переменного шунта 14. Для снижения переменной составляющей тока через индикатор 13 он зашунтирован конденсатором 15, а для предохранения от перегрузок— ограничителем тока на параллельно-встречно

25 включенных стабилитронах 16 и 17. Преобразователь частота — ток 3 содержит последовательно включенные одновибратор 18, ключ

19 и генератор тока 20. При калибровке и измерениях часть или все тумблеры 11 и 12

30 включены.

473116

Устройство для измерения малого относительного изменения частоты работает следующим образом.

И з м е р е н и е. Импульсы входного сигнала, прошедшие формирователь 1 и устройство

2, запускают преобразователь частота — ток

3. Разность токов генератора тока 5 и преобразователя частота — ток 3 поступает на индикаторное устройство 4. При номинальной частоте входного сигнала регулировкой крутизны преобразования преобразователя частота — ток 3 устанавливается нуль на индикаторе 13, т. е. устанавливается равенство ток в генератора тока 5 и преобразователя 3.

Отклонение частоты входного сигнала от номи альной приводит к пропорциональному изменению тока преобразователя частота ток 3. В результате устройство 4 зафиксирует определенную разность токов. При соответствующей градуировке и калибровке устройства в целом индикатор 13 показывает отклонение частоты от номинальной, выраженное, например, в процентах.

К а л и б р о в к а. Определенным включением тумблеров 11 и 12 подбирают некоторую частоту следования импульсов с частотного дробно-кратного устройства 2, которую условно принимают за единицу, и регулировкой крутизны преобразователя частота — ток 3 устанавливают индикатор 13 на нуль. Новым включением тумблеров 11 и 12 подбирают определенную частоту следования импульсов с калибратора 2, относительное отклонение которой соответствует выбранному пределу измерения или калибровочной метке на этом пределе измерения. Регулировкой сопротивления шунта 14 устанавливают индикатор 13 на калибровочную точку. На этом калибровка заканчивается.

Поскольку относительное изменение частоты с калибратора 2 устанавливается с абсолютной точностью, а операции калибровки занимают очень мало времени, то для калибровки может быть использована частота источника исследуемого сигнала до подачи на него возмущающего воздействия (модулирующего сигнала и т. п.), так как и практически любой генератор переменного напряжения имеет высокую кратковременную стабильность частоты.

Шести триггеров 6 в часготном дробно-кратном устройстве 2 достаточно для точной калибровки предела измерения, равного отклонению частоты на 1%. На этом пределе измерения предлагаемое устройство обнаруживает отклонение частоты, равное 0,01О и менее.

Калибровка выбранного предела измерения осуществляется на частоте, существенно отличной от частоты, отклонение которой измеря5 !

О

40 ется. Единственная операция, которую потребуется проделать после калибровки перед измерением отклонения частоты, — это регулировка крутизны преобразования преобразователя частоты — ток 3 при номинальной частоте сигнала с целью установки, индикаторного устройства 4 на нуль, В качестве индикаторного устройства могут быть использованы электронный или шлейфный осциллографы, самописцы и т. п. устройства.

Входные сигналы в формирователе импульсов 1 превращаются в прямоугольные импульсы, поступающие на делитель частоты, выполненный на статических триггерах 6, которые запускаются положительными фронтами импульсов. Поскольку отрицательные фронты выходных импульсов формирователя

1 и всех триггеров 6 не совпадают друг с другом во времени, их можно после соответствующего дифференцирования суммировать на выходе диодно-ключевой схемы «ИЛИ» и подавать на вход преобразователя частота — ток

3, выполненного, например, на последовательно включенных ждущих одновибраторе 18, ключе 19 и генераторе тока 20. Регулировкой длительности импульсов одновибратора 18 и величины тока генератора тока 20 можно в больших пределах изменять крутизну преобразования преобразователя частота — ток 3, что позволяет в соответствующих пределах частотного диапазона производить измерения отклонения частоты, Частотный дробно-кратный калибратор 2, используемый в режиме деления частоты дополнительно р асширяет частотный диапазон в сторону увеличения входной номинальной частоты в 2 раз, где

i — число триггеров 6 в частотном дробнократном калибраторе, и в сторону уменьшения частоты — в два раза за счет суммирования входной частоты с выходными частотами триггеров 6 на выходе диодно-ключевой схемы

«ИЛИ».

Предмет изобретения

Устройство для измерения малого относительного изменения частоты, содержащее последовательно соединенные входной формирователь импульсов, преобразователь частота — ток и индикаторное устройство, отл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено частотным дробно-кратным калибратором и источником тока, причем частотный дробнократный калибратор включен между выходом входного формирователя и входом преобразователя частота — ток, а выход источника тока подключен к второму входу индикаторного устройства, Редактор О. Филиппова

Составитель В. Степанов

Техред Т. Курилко

Корректор Н. Аук

Заказ 2023/7 Изд. № 758 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2