Устройство для измерения среднего значения частоты следования импульсов

ОЮЭ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИИ 3(51) 6 01 й 23 1 Н ЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ САНИЕ ИЭОБ(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 549755, кл. С 01 К 23/10, 1975.2. Авторское свидетельство СССР В 746318, кл. 6 01 К 23/10, 1977(54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ, содержащее Формирователь измерительного интервала, первый счетчик, счетный вход которого. соединен с входом эталонных импульсов, элемент совпадения, второй счетчик, блок сравнения кодов, третий счетчик, счетный вход которого соединен с установочным входом второго счетчика и с выходом блока сравнения кодов, первая группа входов,.ЯО 1 0 А которого соединена с выходами второго .счетчика, счетный вход которогосоединен с выходом элемента совпадения, первый и второй входы которогосоединены соответственно с входомизмеряемой частоты и с выходом формирователя измерительного интервала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтос целью расширения диапазона измеряемых частот,в него введены частотный детектор и элемент-памяти, информационные входы которого соеди.нены с выходами первого счетчика, авыходы подключены к второй группевходов блока сравнения кодов, входзаписи элемента памяти соединен сустановочным входом первого счетчикасо счетным входом Формирователя временного интервала и с выходом частотного детектора, вход которого соединен с входом измерения .частоты.Изобретение относится к измерительной, технике и предназначено дляизмерения среднего значения частотыследования импульсов, пульсирующейпо периодическому закону,Известно устройство для измерения среднего значения частоты следования импульсов, соДержащее частотный детектор, формирователь промежутка времени измерения, элемент совпадения и счетчик импульсов 1 ). 10Устройство позволяет путем подсчета числа импульсов измеряемой частоты на эталонном промежутке времениизмерения, формируемом путем выделения сигнала частоты пульсации и 15деления его в целое число раз, с высокой точностью измерять среднее значение частоты следования импульсов,пульсирующей по периодическому закону, Однако оно не дает возможностьпроизводить измерение автоматически,так как необходимо производить дополнительные расчеты из-за того, чтопериод пульсации в общем случае является также переменной величиной, не 25кратной 1 с.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство, содержащее формирователь амплитуды входного сигнала, элементы совпадения, генераторэталонных импульсов, блок управления,задатчик времени измерения, основнойсчетчик, два дополнительных счетчикаи два блока сравнения кодов 2 ).Данное устройство, предназначенное для исследования случайных процессов на заранее заданном интервалевремени, не может быть использованодля измерения средней частоты, пульсирующей по любому периодическомузакону, на интервале, равном или40кратном периоду пульсации, так каквременной интервал исследования заранее задается с помощью задатчика.Это приводит к низкой точности измерения средней частоты. 45Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых частот.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения среднего значения частоты следования импульсов, содержащее формирователь измерительного интервала, первый счетчик, счетный вход которого соединен с входом эталонных импульсов, элемент совпадения, второй счетчик, блок сравнения кодов, третий счетчик, счетный вход которого соединен с установочным входом второго счетчика и с выходом блока сравнения кодов, первая группа входов которого соединена 60 с выходами второго счетчика, счетный вход которого соединен с выходом элемента совпадения, первый. и второй входы которого соединены соответственно с входом измеряемой частоты и с вы ходом формирователя измерительного интервала, введены частотный детектор и элемент памяти, информационные входы которого соединены с выходами первого, счетчика, а выходы подключены к второй группе входов блока сравнения кодов, вход записи элемента памяти соединен с установочным входом первого счетчика, со счетным входом формирователя временного интервала и с выходом частотного детектора, вход которого соединен с входом измерения частоты.Сущность изобретения заключается в том, что на интервале, равном периоду пульсации, производится подсчет числа импульсов эталонной частоты с периодом,"кратным 10 Р с 1 р=О, +1, +2,), деление числа импульсов измеряемой частоты, пульсирующей по периодическому закону, на число импульсов эталонной частоты, подсчитанных на интервале, равном периоду пульсации, и суммирование частного от деления данных чисел в течение интервала измерения частоты, кратного периоду пульсации. Данное суммирование дает возможность исключить ошибку деления, связанную с дискретностьй эталонной частоты на одном интервале пульсации. Деление числа импульсов измеряемой частоты на число импульсов эталонной частоты позволяет автоматически определять измеряемую частоту в 10 Р Гц (р=О, 11, 12), причем особенностью устройства является то, что временной интервал, равный Тим, на котором осуществляется измерение средней частоты, сдвинут относительно временного интервала Тищ, на котором осуществляется подсчет импульсов эталонной частоты Е 0, на один период пульсации Тп.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит частотный детектор 1, формирователь 2 измерительного интервала, элемент 3 совпадения, счетчик 4, счетчик 5, элемент 6 памяти, блок 7 сравнения кодов и счетчик 8.Устройство для измерения среднего значения частоты следования импульсов работает следующим образом.На вход 9 поступают импульсы с частотой, пульсирующей по периодическому закону. В начальный момент измерения, совпадающий с положительным переходом через нуль напряжения пульсации частоты входного сигнала, выделяемого частотным детектором 1, производится установка устройства в нулевое состояние (цепи установки на чертеже не показаны).На выходе формирователя 2 измерительного интервала вырабатываются ну1008 бб 8 1 -Р- (Гц). Ю и Т Составитель В. НовоселовТехред О,Неце Корректор В. Бутяга Редактор А. Лежнина Заказ 2331/56 Тираж 708 ПодписноеВНИИПИ Государственного. комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 левой потенциал на интервале, равном первому периоду пульсации Т с момента начала измерения, и единйчный потенциал на ийтервале Т, средней частоты входных импульсов.На вход 10 поступают импульсы 5 эталонной частоты с периодом следования То, которые подсчитываются счетчиком 5 на интервалах, равных периоду пульсации Тп частоты входного сигнала. Число п импульсов Г , под считанных счетчийом 5 на первом интервале Тп(п= ГТп), записывается положительным фронтом в момент перехода через нуль напряжения пульсации в элемент б памяти и поступает 15 на первую группу входов блока 7 сравнения кодов в течение второго периода Тп. Этим же фронтом, несколько задержанным, производится установка счетчика 5 в нулевое состояние.На интервале, равном второму периоду пульсации, элемент 3 совпаде- ния открывается сигналом с выхода формирователя 2, на вход счетчика 4 начинают поступать входные импульсы Гх,25 а счетчик 5 подсчитывает п импульсов Е 0 . Предположим, что число импульсов измеряемой .частоты в на интервале Тп больше числа импульсов Ео, тогда в моменты подсчета счетчиком 4 импульсов Е на выходе блока 7 сравХнения кодов формируются короткие положительные импульсы, которые фиксируются счетчиком 8 и устанавливают счетчик 4 в исходное состояние.В момент окончания второго периода пульсации Т счетчик 8 зафиксиирует целое число отношения числа импульсов частоты ГХ к числу импульсов Го, подсчитанных счетчиком 5 на первом интервале Тп. 40Если представить щ =ГР Тп, п=Р=ГрТП, То= 10 ср то Однако погрешность измерения среднейчастоты на одном интервале Тп является значительной вследствие диск"ретности частоты Го и некратностичисла е импульсов ЕХ на интервалеТ и числа д импульсов Го на том жеийтервале, поэтому измерение среднейчастоты производится на интервале, .равном целому числу К периодов частоты пульсации Тп (для удобства измерения К выбирается кратным 10). Тизм КхТпЕсли предположить, что период следования эталонных импульсов кратен3 ОР с (р=0, +1, +2), а число К=- 10 (и = 0,1,2), тосчетчик 8зафиксирует число импульсов с выходаблока 7 сравнения кодов, соответствующее среднему значению частоты Ев виде целого числа в 10 Р Гц и дробного числа о точностью до К долей.С помощью предлагаемого устройства можно измерйть период пульсацииТ частоты входного сигнала, которыйсоответствует коду числа, записываемого в элемент б памяти с выходасчетчика 5 в момент окончания периода пульсации.Таким образом, введение в устройство для измерения среднего значениячастоты следования импульсов частотного детектора, формирователя временного интервала и элемента памяти позволяет измерять среднее значение частоты следования импульсов, пульсирующей по произвольному периодическомузакону с любым периодом пульсации,на интервале измерения, равном любомуцелому числу пульсаций,