Следящий низкочастотный частотомер

 

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63} Дополнительное к авт. свид-ву(22} Звявлено 130574 (21} 2023573/18-21 с присоединением заявки %— (23} Приоритет— (43} Опубликт3вано 051278. 1оллетень у„4 5 (51} М. Кл.

Ч 01 12 23/00

Государственный комитет

Совета Ыи и ис тров С С С Р ио 33еаам 33вобретений и открытий (53} УДК 621. 317. .76 (088,8) (45} Дитя оп оликоввния описяння 101? "8

Н,B.KèðHàíàêè v. СC.С.Ko iep«ei::-i" i

P2} Авторы изобретения (54) СЛЕдНЦЗИЯ НИЗКОЧЛСТОТН331; ЧЛСТО1О31)-.р

ИЗОбретение ОтнОсится к измеритель— ным устройствам мостового типа с уравновешиванием и.может использоваться для измерения низкочастотных сигналов с повышенным быстродействием.

Известно измерительное устройство мостового типа с уравновешиванием, содержащее генератор, мост переменчого тока $1) .

Однако, скорость достижения равно- !0 весия устройства низкая из-за низкой частоты питания. моста переменного тока, входящего в состав устройства.

Известен также следящий низкочастотный частотомер с цифровым отсчетом,Б содержащий генератор опорной частоты, счетчик, регистр памяти, реверсивный счетчик, мостовой преобразователь с управляемыми проводимостями (2) .

Однако, это устройство при большом 20 количестве разрядов (Высокой точности) обладает низкой скоростью преобразования, Цель предлагаемого изобретения— повышение быстродействия следящего 28 низкочастотного частотомера.

Она достигается тем, что в следящий низкочастотный частотомер, содержащий последовательно соединенные входной формирователь, генератор опор- нОй частОты, счетчик с автОматнческим выбором пределов измерения, регистр памя H а такric мостОВОЙ функц11ональ ный преобразователь, Одно плечо которого подключено к выходу десятичного реверснвно О счетчи!са с p ñTpoéñTÂoì инди3<а33ит1, а другое плечо соединено с

ВыхОдом регистра памяти < 3ipH зтОм в

ФУНК 3J31031a J33=ного преобразователя включен источник питаниR 31Оста а ь дя Гу30 диагОналь нуль — орган,. выход которого подключен к цепи реверса реверсивного счетчика, а выход входного формирователя подключен также ко второму входу счетчика с автоматическим вь3бором пределов, в него дополнительно введены пороговый блок, дешифратор равноотдаленных cocToRHHA коммутатор двух частот< блОк коррекции баланса и блок готовности измерения, причем выход входного формирователя подключен к первым входам дешифратора равноотдал нных состояний, блока коррекции баланса, блока готовности измерения, коммутатора двух частот и генератора опорной частоты, второй вход которого соединен со вторым входом коммутатора двух частот и выходом блока коррекции баланса, второй вход которого подключен к выходу

636551 порогового блока, второму входу дешифратора равноотдаленных состояний и третьему входу коммутатора двух частот, четвертый и пятый входы коммутатора двух частот соединены с выходом генератора опорной частоты, а каждый выход коммутатора двух частот подклю- г чен соответственно к третьему входу блока коррекции баланса, первому входу десятичного реверсивного счетчика и второму входу блока готовности измерения, ко второму входу десятично- (О го реверсивного счетчика, третий вход которого соединен с выходом дешифратора равноотдаленных состояний, при этом четвертый вход десятичного реверсивного счетчика соединен с выходом блока коррекции баланса, а пятый вход десятичного реверсивного счетчика подключен к третьему входу блока готовности измерения и четвертому входу блока коррекции баланса, причем выход генератора опорной частоты соединен со вторым входом счетчика с автоматическим выбором ггределов измерения, а третий вход дешифратора равно отдаленных состояний подключен к выходу регистрапамяти.

На чертеже дана структурная схема предлагаемого следящего низкочастотного частотомера.

Ф

Этот следящий низкочастотный частотомер содержит входной формирователь 1, десятичный счетчик 2 со схемой автоматического выбора пределов, генератор 3 опорных частот, регистр 4 памяти, подключенный .к первой управляемой проводимости мостового преобразо-85 вателя 5, дешифратор б, нуль-орган 7, пороговый блок 8, реверсивный счетчик 9, подключенный к другой управляемой проводимости мостово-о преобразователя 5, коммутатор 10 двух частот,40 блок 11 коррекции баланса, блок 12 готовности измерения и устройство 13 вывода результата:

Работает предлагаемый следящий низкочастотный частотомер следующим обра- 48 зом.

Входной сигнал поступает на вход формирователя 1. Импульс начала первого периода измеряемого сигнала с выхода формирователя 1 синхронизирует гене-50 ратор 3 спорных частот . Десятичный счетчик 2 со схемой автоматического выбора пределов при этом устанавливается в 0 и начинает счет величины периода входного сигнала. Наличие десятичного счетчика 2 со схемой ав,ом а % тического выбора пределов устраняет пробные измерения и позволяет использовать первое измерение периода как достоверное информативное значение.

Передний фронт следугощего с выхода 60 формирователя 1 импульса конца первого периода повторно производит синхронизацию генератора 3, осуществляет перезапись состояния десятичного счетчика

2 в регистр памяти 4 и сбор десятично- Я го счетчика 2 0, который сразу же начинает счет величины второго периосигнала. ггостовой преобразователь 5 в этом случае оказывается сильно разбалансированным, поэтому пороговый блок 8 включается и разрешает перезапись состояния дешифратора 6 в десятичный реверсивный счетчик 9, которая происходит по сигналу конца первого периода, поступа.югцего на другой разрешающий вход дешифратора 6. Импульсом конца первого периода блокируется работа коммутатора 10 частот и блока 11 коррекции баланса на время переходного процесса в мостовом преобразователе 5. В это время происходит срабатывание куль-органа 7 в зависимости от того, в какую область от точки равновесия будет установлен десятичный реверсивный счет гик 9 с помощью дешифратора 6. Нуль-орган 7 включит в реверсивном десятичном счетчике 9 режим сугыироваггия + или режим вычитания

Дешифратор 6 работает таким образом, что весь объем десятичного реверсивного счетчика 9 он разделяет на равных частей (Областей) ггригем счет чик 9 устанавливается им в состояние, близкое значению входной частоты, период которой зафиксирован в регистре 4 памяти.

При этом самое максимальное удаление, установленное дешифратором 6, значения частоты в десятичном реверсивном счетчике 9 от реального может отличаться HcL М / и ступеггейг квантова— ния„ где И вЂ” объем реверсивного счетчика 9, и — количестьо состояний дешифратора 6.

После окончания блокировки коммутатора 10 частот и блока 11 коррекции баланса коммутатор 10 частот под воздействием сигнала. с порогового бло-ка 8 подключит к счетному входу реверсивного счетчика 9 из двух частот высшую — частоту достижения форсированного баланса моста, При этом, путем счета единичных приращений скорость переключения реверсивным счетчиком весовых проводимос=.eé настолько велика, что характер приближения нуль-органа 7 к моменту равновесия имеет Не обычно принятый ступенчатый характер, а непрерывно возрастающий с большой крутизной.

Когда на тако= скорости достигается равновесие мостового преобразователя 5, то, как обычно, срабатывает нульорган 7, и происходит реверс счетчика

9. В действительности точка равновесия сказывается уже проскоченной, так как время установления переходных процессов в мостовом преобразователе 5 намнобольше, seM период "(oarope!!r!a высшей частоты, поданной из татора 10 частоты на реверсивный счетчик 9. Срабатывание нуль-органа 7 включает блок 11 коррекции баланса.

636551 формула изобретения

Следящий низкочастотный частотомер, содержащий последовательно соединенные входной формирователь, Генератор опорной частоты, счетчик с автоматическим выбором пределов измерения, регистр памяти, а также мостовой функциональный преобразователь, адно плечо которого подключено к выходу десятичного

peBepc!aBE10r 0 cчетчика с устройствам индикации, а другое плечо соединено с выходом регис-.ð à пам.я ти .,,при этом

В Оде! l диагональ мОстОВОГО ОункциО нального преобразователя Включен иса B JTDó ? Ую Див? Гональ — куль-орган, выход которого подключен к Lепи реверса реверс11ВИОГО счет ика, а выход входного форм!?равателя подключен также ко второму входу счетчика с 2втама 1 ическим выборам пределов, отличающийся тем, чтОр с целью павь« в него дополнительklo введены пороговый блОк, Де111ифратор равнаатдаленных сосToHkIHA, KoMF !jtTBTop )?BED х частот, блок коррекции баланса и блок готовности измерения rpiiчем ВыхОд ВхОднОГО фар мирователя подключен к первым входам дешифратора равноотдаленных состояний, блока коррекции баланса, блока готовности измерения, коммутатора двух частот и генератора опорной частоты, второй вход которог0 соединен са вторым входом коммутатора двух частот и выхаДам блОка коррекции баланса, ВтОрОй

ВХОД KÎTOPOI 0 ПОДКЛЮЧЕН К ВЫХОДУ ПОДОгового блока, второму входу дешифратора равнаатдаленных состояний и третьему Входу коммутатора двух частот, четвертый и пятый входы коммутатора двух частот соединены с выходом генератора

Яодтверждением необходимости включения блока 11 является сигнал, поданный на него с порогового блока 8.

Коммутатор 10 частот после достижения форсированного баланса продал" жает оставаться в состоянии, при котором на счетный вход десятичного реверсивного счетчика 9 поступает Высокая частота форсирования, Первый и последующие импульсы этой частоты, поступившие после срабатывания нульоргана считаются одновременно реверсивным счетчиком 9 и блоком 11 коррек- 10 ции баланса. При этом блоком 11 выдается на вход запрета реверса реверсивного счетчика 9 импульс запрета реверса. Теперь в счетчике 9 происходит счет импульсов на высокой частоте в направлении, обратном тому, в котором осуществлялось достижение фарм,1раванно-.о баланса. Числа импульсов, пасту?!ив!1!их при этом (ступеней коррекции) на вход реверсивнаГo счетчика 9 у задается блоком 11 коррекции баланса и определяется отношением времени установления ступеней проводимостей, вкл1оченных на форсаже и нуль-органа 7, к ДлительнОсти периОДа частоты достижения форсированного баланса.

Так как период частоты форсированного баланса величина постоянная, а время устанОВления Включенных на фарса>!<е ступеней проводимостей и нуль-органа 7 изменяется незначительно, то это число принимается постоянныгл.

Как только эта число импульсов достигается, срабатывает блок 11 коррекции баланса, который снимает блокировку запрета реверса со счет

Кроме тога, тот же сигнал, который поступает на коммутатор 10 частот из блока 11 коррекции баланса,- синхронизирует также генератор 3 опорных час- 4" тот таким образом, что осуществляется привязка импульсов низкой частоты к моменту конца коррекции на форсированном режиме, Это необходимо для окончательного установления переходных про- 50

UPcc0В при перехОДе еHB Обычный режим работы на низкой частоте, величина периода которой соизмерима с величиной переходных процессов в мостовом преобразователе. На этой частоте происходит .->окончательное уравновешивание мостового функционального преобразователя 5, причем оно достигается всего за два три шага квантования. При этом проис.ходит срабатывание нуль-органа 7, реверсивного счетчика 9 и срабатывание блока 12 готовности измерения.

Так как этот блок был закрыт импульсом периода из формирователя 1, то первый импульс низкой частоты откроет его, а Все последующие импульсы с выхода нуль-органа 7 пройдут через него и преобразуются в сигнал готовности результата измерения, поступающий на устройство 13 вывода результата.

Следующий импульс конца второго периода произведет все те же действия, что и импульс конца первого периода, однако, срабатывание пороговой схемы

8 не произойдет, если длительность первого и второго периодов измеряемой частоты различаются незначительна. В свою очередь не сработает дешифратор 6 и блок 11 коррекции баланса, а комму- татОр 10 частот буДет в состоянии при кoтоаoм на сче ?ный Вхoд рреверсliВ110ГО счетчика 9 будет поступать низкая частота. 1остпжение равновесия, а также дальнейшее отслеживание мостового преобразователя 5 будет происходить на низкой частоте.

636551

Составитель A.Ôèëèïïoâ

Техред М.Борисова Корректор П.Макаревич

Редактор Б.Павлов

Эаказ 6933/36 Тираж 1070 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

13035 Москва Ж-35 Ра шская наб. д, 4 /5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 опорной частоты, а каждый выход коммутатора двух частот подключен соответственно к третьему входу блока коррекции баланса, первому входу десятичного реверсивного счетчика и второму входу блока готовности измерения, ко второму входу десятичного реверсивного счетчика, третий вход которого сое- 5 динен с выходом дешифратора равноотдаленных состояний, при этом четвертый вход десятичного реверсивного счетчика соединен с выходом блока коррекции баланса, а пятый вход десятичного ревер- 10 сивного счетчика подключен к третьему входу блока готовности измерения и четвертому входу блока коррекции баланса, причем выход генератора опорной частоты соединен со вторым входом счетчика с автоматическим выбором пределов измерения, а третий вход дешифратора равноотдаленных состояний подключен к выходу регистра — памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Гриневич Ф.Б, и др. Новый способ поочередного уравновешивания автоматических экстремальных мостов переменного тока, Автометрия, 1966, Р 6.

2. Смолов В.Б., Кантор Е.Л. Мостовые вычислительные устройства, М,, Энергия, 1971, с.38.