Способ измерения частоты повторения импульсов

 

1ц 567145

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.12.74 (21) 2104631/21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.77, Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 15.08.77 (51) М Кч С 01 R 23/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.317.761 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. П. Касич и В. Э, 1Дтейнберг (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ПОВТОРЕНИЯ

ИМ ПУЛ ЪСО В

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения частоты повторения импульсов.

Известен способ измерения частоты повторения импульсов, основанный на подсчете целого числа периодов и;учете дробной части периода измеряемой частоты в эталонном интервале времени измерения, начало которого совпадает с началом периода измеряемой частоты (1).

Однако этот способ обладает недостаточным быстродействием и сложностью процесса измерений, так как общее время измерения больше эталонного интервала времени измерений целого числа периодов на величину, пропорциональную временному интервалу, равному сумме длительностей дробной части периода и дополнительного эталонного отрезка времени, а сложность заключается в реализации операций вычислений.

Известен также цифровой способ измерения частоты повторения импульсов, заключающийся в измерении первого периода, начало которого синхронизировано с началом эталонного интервала времени измерения, формировании частоты, умноженной на постоянный коэффициент и подсчете числа импульсов умноженной частоты в течение дробной части периода, примыкающего к концу эталонното интервала времени (2), Однако при определении дробной части этот способ имеет значительную погрешность.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу измерения частоты в момент окончания очередного периода измеряемой частоты запоминают первое число, пропорциональное числу целых периодов измеряемой частоты, и

10 второе число, равное числу периодов эталонной частоты, измеренных с начала эталонного интервала времени и последующето полного периода или ограниченного моментом окончания эталонного интервала времени, сумми1 руют первое число с числом импульсов вспомогательной частоты, пропорциональной отношению первого числа ко второму, аннулируют результат суммирования, если момент окончания периода измеряемой частоты по20 падает в эталонный интервал измерений и повторяют операцию суммирования с учетом новых значений, измеренных с начала эталонного интервала времени и запомненных первого и второго чисел до тех пор, пока момент

25 окончания очередного периода измеряемой частоты не окажется больше эталонного време ни измерения, причем вспомогательную частоту получают путем деления эталонной частоты на коэффициент, равный отношению

30 второго числа к первому, а коэффициент проÌ7145 или

65 порпиональности межд1 первым числом и числом периодов измеряемой частоты выбирают равным степени числа 10 таким ооразом, .чтобы отношение перво" î числа ко второму не превы пало единицы.

1-1а чертеже представлены временные диаграммы, поясняющие сущность предлагаемого способа измерения частоты повторения импульсов.

Приняты следующие условные обозначения:

T, — период повторения импульсов эталонной частоты F,,(a);

Т... Т,-„,, Т.,-,. — соответственно 1, 2, ..., 1-й периоды повторения импульсов измеряемой частоты F,,-, попадающие в эталонный интервал измерений 1„(б, в, г); ть т2, ..., т, — временные интервалы, начало которых совпадает с началом эталонного интервала измерений t„„а концы совпадают с моментами окончаний,1, 2,...,i-ro периодов частоты F,- (д, е, яс, з);

Л1 — длительность неполного дробного периода частоты F», ограниченного моментом окончания эталонного интервала 4 измерений (и);

Т„, Т,,,..., T, — периоды повторения импульсов вспомогательных частот соответственно F„, F,„, ..., F„, формируемых по результатам измерений чисел периодов частот F,. и

F, в интервалах времени ть тэ, ...,т; (к, л, и).

Допустим, что в момент окончания некоторого временного интервала т; (з), начало которого совпадает с началом эталонного интервала измерений t„(s), произведен отсчет полных периодов измеряемой частоты F u

N„- периодов эталонной частоты F,, Очевид1 х; Fa но, что N,l — —, . В момент окончания I-го х периода частоты F, (г) результат счета числа периодов частоты F» представляется в виде числа Q, пропорционального числу У»,, причем должно выполняться условие

qg 10m Nxl

В момент окончания временного интервала т; числа Q; и N,l- запоминают и начинают су.ммировать, например, в счетчике число Q; с числом импульсов вспомогательной частоты

F„, которую получают путем деления управляемым делителем эталонной частоты F, на дробный коэффициент, равный значению э; Fs

Q; = 10- F

Учитывая, что

Кд»

Зз

45 результаты суммирования можно представить в следующем виде

М, =- Я, + гР,, = 10m (М», + tF ), (1) где 1 — текущее значение времени, начало отсчета которого совпадает с моментом окончания i-го периода частоты F,.

В случае, когда очередной (i+ 1)-й период измеряемой частоты F, заканчивается раньше окончания эталонного интервала времени результат М; суммирования в момент окончания (i+1)-го периода аннулируется и операцию суммирования повторяют с учетом новых значений чисел

Qc.,l и N которые пропорциональны измеренным значениям периодов частоты F, и F, в и нтервале времени, равном

1 — "l+ Txg I °

Результаты М; суммирования аннулируются каждый раз в момент окончания любого периода частоты F», полностью попадающего в эталонный интервал измерений i

Рассмотрим случай, когда момент окончания эталонного интервала времени 4 наступает раньше, чем момент окончания (i+1)-го периода частоты F,, В этом случае суммирование числа импульсов частоты F,l с числом

Q„. будет происходить в течение неполного (1+1) -го периода (u), ограниченного моментом окончания эталонного интервала времени, т. е. суммирование будет производиться в течение интервала времени, равного значению

t = ht = t„— l = t Лг„ Т. .. (2) где T,ð — среднее значение длительности пе Р; риодов частоты F„, попадающих в интервал времени т;.

Согласно выражениям (1) и (2) в момент окончания эталонного интервала времени t результаты суммирования чисел импульсов частоты F» ñ числом Q, фиксируются в виде числа

М,=м,= 10(Л „+ Г„) =10- „ „

hf, = 10 -" Р„при /„= 1 10-, где и — натуральное число или нуль.

Число М пропорционально измеряемой частоте Р„. Истинное значение измеряемой частоты F» в герцах равно числу м,= М

2 10m — n э которое определяется путем указания положения запятой в результате Мь причем число (т — и) указывает после какого разряда, начиная с младшего числа Мь необходимо установить запятую, чтобы получить число

М2

Число М2 соответствует среднему значению частоты в интервале времени измерения целого числа периодов, попадающих в заданный эталонный отрезок времени 4, Я7145

Этот способ измерения частоты также позволяет без существенного усложнения процесса измерений определять значение частоты

F,, по любому заранее заданному числу периодов частоты F, попадающих в эталонный интервал времени измерений t«. В этом случае производят измерение заданного числа периодов частоты F,-, в интервале времени измерения которых измеряют число периодов эталонной частоты F,, а вспомогательную частоту F., полученную с учетом этих измерений, измеряют в интервале времени, начало которого совпадает с моментом окончания заданного периода частоты Г,„ а конец — с моментом окончания эталонного интервала времени t«.

Ф ор мул а из о бр етени я

Способ измерения частоты повторения импульсов, основанный на подсчете числа целых периодов и дробной части результата измерения на эталонном интервале времени измерения, начало которого совпадает с началом периода измеряемой частоты, и формировании вспомогательной частоты, о т л и ч а ющий ся тем, что, с целью повышения точности измерения, в момент окончания очередного периода измеряемой частоты запоминают первое число, пропорциональное числу целых периодов измеряемой частоты, и второе число, равное числу периодов эталонной частоты, измеренных с начала эталонного интервала времени и последующего полного периода или ограниченного моментом окончания эталонного интервала времени, суммируют первое число с числом импульсов вспомогательной частоты, пропорциональной отношению первого числа ко второму, аннулируют результат суммирования, если момент окончания периода измеряемой частоты попадает в эталонный

10 интервал измерений и повторяют операцию суммирования с учетом новых значений, измеренных с начала эталонного интервала времени и запомненных первого н второго чисел до тех пор, пока момент окончания очередно15 го периода измеряемой частоты не окажется больше эталонного времени измерения, причем вспомогательную частоту получают путем деления эталонной частоты на коэффициент, равный отношению второго числа к пер20 вому, а коэффициеHT пропорциональности ,между первым числом и числом периодов измеряемой частоты выбирают равным степени числа 10 таким образом, чтобы отношение первого числа ко второму не превышало едп25 иипы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Л% 351173, кл. G 01R 23/10, 10.04.72. зО 2. Авторское свидетельство СССР М 370538, кл. G 01R 23/10, 05.09.73.

567145

Составитель С, Лукинская

Редактор Е. Караулова Техред М. Семенов Корректор Е. Хмелева

3а.каз 1843/16 Изд. № 606 Тираж 1109 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2