Фазометр — частотомер

О П И С А Н И Е 368554ИЗОБРЕТЕНИЯ блюз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельства- Заявлено 19. Ч.1971 ( 1647762/18-10) с присоединением заявки- ПриоритетОпубликовано 26.1.1973. Бюллетень01 г 23/10 01 г 25/00 Комитет по доламобрвтвиий и открытийри Совете МимистровСССР УДК 621.317,761:621.317.ата опубликования исания 9.1 Ч. Авторыизобретения А, А. Мельник. Г, Рыжевский, Е,ифонов и В. М, Шлянд аявител АЗОМЕТР - ЧАСТОТОМЕР едла 2 и 3, и ретемы нера Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при одновременном измерении частоты и фазы электрических сигналов низких и инфра- низких частот с цифровым выходом в единицах, удобных для отсчета.Известные цифровые фазометры-частотомеры, содержащие генератор опорной частоты, ключ, счетчик результата и блок управления, обладают низким быстродействием, особенно 10 прои измерениях низкой частоты сигнала,Цель изобретения - увеличение быстродействия. Это достигается благодаря применению трех двоичных умножителей, выход первого из которых соединен со входом второго, выход 15 второго - со счетным входом управляющего счетчика первого и второго умножителей, кодовые выходы этого счетчика подключены к входам управляющего регистра третьего умножителя, а выход последнего соединен со 20 входом счетчика результатапричем установочный вход управляющего счетчика соединен с выходом блока управления. На чертеже схематично изображен п гаемый фазометр-частотомер.Он содержит двоичные умножители 1, в состав которых входят улравляющи гистр 4 и управляющий счетчик 5, си ключей б, 7 и 8, счетчики 9, 10 и 11, г торы Опорных частот 12 и 13, ключ 14, блок управления 15, состоящий из триггера 16 и формирователя 17, и счетчиках результата 18. Фазометр-частотомер работает следующимобразом. На вход 19 поступают импульсы исследуемого сигнала, на вход 20 - имаульсы опорного сигнала. С приходом импульса исследуемого сигнала формирователь 17 вырабатывает два импульса, один из которых совпадает по времени со входным импульсом, а другой задержан на время, равное минимальному периоду измеряемого сигнала, который устанавливает в управдяющем счетчике 5 максимально-возможное число. На вход умножителя 1 с генератора опорной частоты 12 непрерывно идут импульсы с частотой Ро. Имаульсы с вы. хода умножителя 1 поступают на вход умно- жителя 2, а с его выхода - на счетный вход управляющего счетчика 5, общего для умножителей 1 и 2. Каждый импульс, появившийся на входе счетчижа 5, уменьшает код числа в нем на одну единицу. Процесс вычитания в счетчике 5 продолжается до момента аоявления следующего импульса с формирователя 17, когда в управляющий счетчик вновь будет записано максимально-возможное число и т.д.3Число импульсов и(Ц на входе управляющего счетчика 5 определяется уравнениеми (8) = 1 Р (8) В, (1) где Р(1) - частота сигнала на выходе умно- жителя 3,В свою очередь частота сигнала Р определяется выражениемРай) = Р(2) где Р,(1) - частота сигнала на выходе умножителя 2;А - максимально-,возможное число,записываемое перед каждым ыз,мерением,в управляющий счетчик 5;У - емкость каждото из счетчиков 9,10 и 11.Аналогично, частота сигнала Р,(1) определяется выражением(4) где и(Т) - число импульсов, поступивших навход управляющего счетчика 5 за время периода Т, измеряемого сигнала,Р= частота измеряемого сигнала.1Таким образом, за время одного периода Т измеряемого сигнала в счетчике 5 формируется код числа У, =А - и (Т), пропорциональ,ного частоте этого сигнала.С приходом того же импульса измеряемого сигнала на,вход 19 срабатывает триггер 1 б, который открывает ключ 14, и импульсы с генератора опорной частоты 13, частота которых выбирается в К раз больше частоты генератора 12, поступают на вход умножителя 3, а с его выхода - на вход счетчика результата 18.В то же самое время импульс с формирователя 17, совпадающий во времени со входным импульсом, устанавливает счетчик 18 в нулевое положение и осуществляет перепись кода числа из управляющего счетчика 5 в управляющий регистр 4 умножителя 3. Код числа к моменту появления импульса переписи, как было:показано выше, пропорционален частоте измеряемого сигнала за предыдущий его период. где Р, - частота генератора опорной частоты 12.Подставляя в уравнение (1) значения выражений (2) и (3) и решая его относительно и(8) с учетом того факта, что цикл изменения кода в управляющем счетчике 5 определяется временем периода Тизмеряемого сигнала, определим, что 4С приходом импульса опорното сигнала навход 20 триггер 1 б возвращается в исходное состояние и закрывает ключ 14. Число импульсов М, поступивших на вход счетчика 18 за время открытого состояния ключа 14, то есть за время опережения импульса измеряемого сигнала по отношению к опорному, определяется выражением10 Л". = Р (5)где Р, - частота сигнала на выходе умножителя 1.В свою очередь частота сигнала Р, определяется как(6)где РоК - частота генератора опорной частоты 13,20 Подставляя в выражение (5) значение Риз выражения (6) и учитывая тот факт, чтоУр,. -- А - и(Тх) = - РГо(см. выражение (1), определим, чтоу, - ,.УУ.Р, (6)Сравнивая полученное выражение (17) с известным30 , - 3,6 10"АР (7)где значения Ж 1, Рсовпадают с принятыми в данном описании, а т - любое число, видно, что код числа в счетчике результата 18 у пропорционален фазе измеряемого сигнала,а при выполнении условия К У=3,6 10 отсчет измеренной фазы:получается в единицахградуса и его долях.С приходом следующего импульса измеряе мого сигнала на вход 19 работа фазометрачастотомера повторяется, Таким образом, в течение, каждого периода исследуемых сигналов, то есть при максимально возможном быстродействии, в фазометре-частотомере фор мируется код частоты и фазы исследуемогосигнала, причем и тот и другой могут быть выражены в единицах, измеряемых величин. Предмет изобретения50фазометр - частотомер, содержащий генератор опорной частоты, ключ, счетчик результата и блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в Б нем применены три двоичных умножителя,выход первого из которых соединен со входом второго, выход второго - со счетным входом управляющего счетчика первого и второго умножителей, кодовые выходы этого 60 счетчика подключены,ко входам управляющего регистра третьего умножителя, выход последнего соединен со входом счетчика результата, причем установочный вход управляющего счетчика соединен с выходом блока уп равления.Редактор В. фельдман Корректор В. Жолудева Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 742/14 Изд.90 Тираж 755 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5