Цифровой частотомер мгновенных значений

( 54) ЦИФРОВОЙ ТОМЕР МГНОВЕННЫХ ЗНА относится к измеритель может быть. использова, измерения и регистраех .случаях, когда предт требования к точности и частотомера, например, роля и регулирования ото од сх ов олн мер, содержащий ных-импульсов, подему управления к н основанный на пр чества периодов изза эталонный проме и Недостатком данных устройств является невысокое быстродействие, во много раз превышающее. длительность периода измеряемой частоты, что обусловлено самим принципом дейсжия устройства.Наиболее близким к изобретению является цифровой частотомер мгновенных значений, содержащий измеритель периода, подклкчеищй к управлякапим входам Невысокое быстр ся тем, что процесс да и преобразования ния в величину; обр несены во времени. Низкая точностьдействие обьясня ы измерении пери результата измеатную периоду, раз 20 о Пусть период Т а измерен с цискрезмеряемого сигнаостью д 1, Тогда. Изобретениеной технике ино дпя контроляции частоты в тявлены высокиебыстродействиюв системах контчастотыИзвествю часформирователь -вхключенный черезсчетчику импульсципе подсчета кмеряемой частотьжуток времени умножителя частоты (цифрового интегратора с последовательным переносом), эталонный генератор, подвпоченвый к счет. ному входу умножителя через ключевуюсхему, счетчик, подключенный к Ьыходу умножителя и триггер, нодюпоченныйвыходом к входу ключевой схемы, авходами - к выходу счетчика и к входуустройства2ООднако данное устройство имеет быст.родействие хуже периода измеряемой ча:- тоты и невысокую точность в высокочастотной области диапазона измерении,К Х ТИ+ Д 1- с% И И к2"дауд - йй.22 22йТХЮ,3 1004для частоты Юк измеряемого сигналаможно записать где .Ти - результат измерения периода1 Хоткудатв. абсолютная погрешность измерениячастоты при больших ее значениях приблюкается к значению самой частоты.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия частотомера.Посгавленная цель достигается тем, .что в Жфровой частотомер мгновенныхзначений, содержащий генератор эталонной частоты, умножитель, триггер, введены реверсивный счетчик и дополнитель.ный умножитель, вход которого соединеес выходом умножителя, управляющиевходы дополнительного умножителя соединены с управляющими входами умно Зжителя и разрядными выходами реверсивного счетчика, а выход дополнительногоумножигеля подк 3 почен к входу вычитания реверсивного счетчика, вход сложения которого подключен к входу умножителя и выходу генератора эталонной частоты, управляющий вход реверсивногосчетчика соединен с выходом триггера,выход реверсивного счетчика подклточенк 5 -входу триггера, Й -вход которогосоединен с входной шиной устройства,На чертеже изображена структурнаясхема частотомера.. Частотомер состоит из генератора 1эталонной частоты, подключенного черезпоследовательно включенный умножительчастоты 2 и дополнительный умножитель 3 к входу вычитания реверсивногосчетчика 4, вход. сложения которого подключен к генераторру 1. Выход реверсивного счетчика 4 подключен к 1 входутриггера 5, выход которого подключенк управляющему входу реверсивного счет чика 4. Импульсы измеряемой частотыпоступают на Я -вход триггера 5.Устройство работает следующим обраЮзом,По началу периода измеряемой частоты ЕХ обнуляется реверсивный. счетчик4 и триггер 5 устанавливается в положение, при котором реверсивньтй счетчик 4 переключается нв режим сложе.- ния. Импульсы частотой , генератора1, поступая на вход сложения реверсив-,ЙОй 4ного счетчика 4 заполняют его в течение времени 11 = - , где,ь - числофоразрядов реверсивного счетчика 4,По сигналу переполнения реверсивного счетчика 4 (по окончании времени Фо) триггер 5 изменяет состояние и переключает реверсивный счетчик 4 на вычитание.,На вход вычитания реверсивного счетчика 4 в соответствии с принципом действия умножителей будет поступать переменная частота й2 огде .М - "гекушее значение. числа, записанного в счетчике 4.В конце периода измеряемой частоты результат измерения.в виде числа Йбудет записан в реверсивном счетчике 4,Приращение числа, записанного в счет- чихе на ЬЯ=Х на каждом 3-Ъм шаге счета происходит за времяд=у н,.резульгат измерейия определяется иэ решения уравнения К К р 20й,1:1ь 1 Ю Н;При достаточно болыпих значениях Р и Уо можно считать, чтоИ-еО и аМ:О, тогда это уравнение можно представить в видетх оУчитывая, что 1,-, в результате получаемО Таким образом, число получаемое в конце периода ТХ, пропорционально измеряемой частоте, причем, з 6 счет того, что период в процессе измерения заполняется уменьшающейся во времени частотой, абсолютная погрешность измерения оказывается постоянной Внутри Всего5 . 1004 О .диапазона измерения от о до0тп пзбгиПредлагаемое устройство существенно превосходит известные частотомеры по точности в высокочастотной области измерения и быстродействию.Так, например, при значении частоты= 10 и десятиразрядном счетчике диапазон измерения устройства составит 0-1000 Гц с погрешностью за счете дискретности около 1 Гц.Устройство сравнительно легко мо жет быть реализовано на современной микроэлектронной базе, например, на микросхемах 1 85 серии, включаюшей3 такие элементы как. 155 ИЕ 8 - (6-раз рядный умнакитель .частоты 155 ИЕ 7-4-х разрядный реверсивный счетчик, К 158 ТМ 2-2 Д трщтера, логические элементы). Источники информации,принятые во внимание при эксперщэе 1. Ермолов Р. С. Цифровые частото.меры, Л., Энергия", 1973, с. 5-10. И 2. Ермолов Р. С, Цифровые частотомеры, Л., Энергия, 1973,с, 18. (прототиц), Составитель Н, КаплинРедактор Н, Воловик ТехредЖ.Кастелевич" Корректор И Шупла3 7 Тираж 708 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий113035, Мосюа, Ж, Раушская н аказ 1876/5 абд, 4/5Проектная, 1 илиал ППП "Патент, г. Ужгор ф ормула изобретения Цифровой частотомер мгновенных значений, содержащий генератор эталонной частоты, умножитель, триггер, о т л и - . Ой бч а ю щ н й с я тем, что, с целью повышения точности и йастродействия, в него введены реверсивный счетчик и дополнительный умножнтепь, вход которого соединен с выходом умножителя, управляющие входы дополнительного умножителя соединены с управляющими входами умножителя и разрядными выходами реверсивного счетчика, а вькод дополнительного умножителя подключен к входу вычитания реверсивного счетчи ка, вход сложения которого подключен к входу умножителя и выходу генератора эталонной частоты, управляющий вход реверсивного счетчика соединен с выходом триггера, а выход реверсивного счетчика подключен к б -входу триггера, Ф -вход которого соединен с входной шиной устройства.