Устройство для измерения малого относительного изменения частоты

О П И С А Н И Е (и) 473 И 6ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ бюэ Свввтвкнх Овцнвлнвтнчвакнк Рввпубднк(22) Заявлено 02,01,73 (21) 1864994/18-10 1) М. Кл. б 01 г 23/1 присоединением заявки 2) Приоритет рвтввнный квмитвт йтнннатрае Щр етень2 Опубликовано Дата опублик 6.75, Б 3) УДК 621.317,761(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ИЗМЕН ЕНИЯ МАЛО ИЯ ЧАСТОТ Изоб приведена блок-схема устроие относитски и можибора, изме частоты оосительнойгнал ов. ни ни я к области измерит быть использовано еряющего относительдного источника сигразности частот двух тельнои тех в качестве пр ное изменени нала или отн источников си источ- инди- робноример, ующих ЛИ и мпульИзвестно устройство для измерения отклоения частоты, Однако отмечается его сложость, ограниченность диапазона рабочих чатот и малая точность измерений. В предлагаемое устройство введен ник тока, выход которого подключен к каторному устройству, и частотный д кратный калибратор, выполненный, нап на статических триггерах, дифференцир цепочках и диодно-ключевой схеме И включенный между формирователем и сов и преобразователем частота - ток. Кроме того, входные диоды в статических триггерах и в диодно-ключевой схеме ИЛИ к дифференцирующим цепочкам подключены разноименными выводами, а дифференцирующих цепочек и входов в диодно-ключевой схеме ИЛИ на один больше, чем статических триггеров, причем дополнительная дифференцирующая цепочка соединена со входом первого триггера,На чертежества,Устройство содержит последовательно соединенные входной формирователь импульсов 1, частотное дробно-кратное калибровочное устройство 2, преобразователь частота - ток 3, индикаторное устройство 4, со входом которого соединен выход источника тока 5. Устройство 2 выполнено на статических триггерах 6, дифференцирующих цепочках 7, подключенных к выходам триггеров 6, дополнительной дифференцирующей цепочке 8, подключенной входом ко входу первого триггера б и к выходу формирователя импульсов 1, и диодно-ключевой схеме ИЛИ, выполненной на диодах 9 и 10 и ключах (тумблерах) 11 и 12 и подключенной к выходам цепочек 7 и 8. Индикатор 13 устройства 4 снабжен регулятором чувствительности, выполненным, например, в виде переменного шунта 14. Для снижения переменной составляющей тока через индикатор 13 он зашунтирован конденсатором 15, а для предохранения от перегрузок - ограничителем тока на параллельно-встречно включенных стабилитронах 16 и 17. Преобразователь частота - ток 3 содержит последовательно включенные одновибратор 18, ключ 19 и генератор тока 20. При калибровке и измерениях часть или все тумблеры 11 и 12 включены,50 55 60 Устройство для измерения малого относительного изменения частоты работает следующим образом,И з м е р е н и е, Импульсы входного сигнала, прошедшие формирователь 1 и устройство2, запускают преобразователь частота - ток3. Разность токов генератора тока 5 и преобразователя частота - ток 3 поступает на индикаторное устройство 4. При номинальнойчастоте входного сигнала регулировкой крутизны преобразования преобразователя часота - ток 3 устанавливается нуль на индикаторе 13, т. е. устанавливается равенство токв генератора тока 5 и преобразователя 3.Отклонение частоты входного сигнала от номиальной приводит к пропорциональномуизменению тока преобразователя частотаток 3, В результате устройство 4 зафиксирует определенную разность токов. При соответствующей градуировке и калибровке устройства в целом индикатор 13 показывает отклонение частоты от номинальной, выраженное,например, в процентах.К а л и б р о в к а. Определенным включением тумблеров 11 и 12 подбирают некоторуючастоту следования импульсов с частотногодробно-кратного устройства 2, которую условно принимают за единицу, и регулировкойкрутизны преобразователя частота - ток 3устанавливают индикатор 13 на нуль. Новымвключением тумблеров 11 и 12 подбирают определенную частоту следования импульсов скалибратора 2, относительное отклонение которой соответствует выбранному пределу измерения или калибровочной метке на этомпределе измерения, Регулировкой сопротивления шунта 14 устанавливают индикатор 13на калибровочную точку, На этом калибровка заканчивается.Поскольку относительное изменение частотыс калибратора 2 устанавливается с абсолютной точностью, а операции калибровки занимают очень мало времени, то для калибровкиможет быть использована частота источникаисследуемого сигнала до подачи на него возмущающего воздействия (модулирующего сигнала и т. п.), так как и практически любойгенератор переменного напряжения имеет высокую кратковременную стабильность частоты.Шести триггеров 6 в часготном дробно-кратном устройстве 2 достаточно для точной калибровки предела измерения, равного отклонению частоты на 1%. На этом пределе измерения предлагаемое устройство обнаруживает отклонение частоты, равное 0,01% и менее.Калибровка выбранного предела измеренияосуществляется на частоте, существенно отличной от частоты, отклонение которой измеря 5 О 15 20 25 30 35 40 ется. Единственная операция, которую потребуется проделать после калибровки перед измерением отклонения частоты, - это регулировка крутизны преобразования преобразователя частоты - ток 3 при номинальной частоте сигнала с целью установки, индикаторного устройства 4 на нульВ качестве индикаторного устройства могут быть использованы электронный или шлейфный осциллографы, самописцы и т, п. устрой. ства,Входные сигналы в формирователе импульсов 1 превращаются в прямоугольные импульсы, поступающие на делитель частоты, выполненный на статических триггерах 6, которые запускаются положительными фронтами импульсов. Поскольку отрицательные фронты выходных импульсов формирователя 1 и всех триггеров 6 не совпадают друг с другом во времени, их можно после соответствующего дифференцирования суммировать на выходе диодно-ключевой схемы ИЛИ и подавать на вход преобразователя частота - ток 3, выполненного, например, на последовательно включенньх ждущих одновибраторе 18, ключе 19 и генераторе тока 20. Регулировкой длительности импульсов одновибратора 18 и величины тока генератора тока 20 можно в больших пределах изменять крутизну преобразования преобразователя частота - ток 3, что позволяет в соответствующих пределах частотного диапазона производить измерения отклонения частоты, Частотный дробно-кратный калибратор 2, используемый в режиме деления частоты дополнительно расширяет частотный диапазон в сторону увеличения входной номинальной частоты в 2 раз, где- число триггеров 6 в частотном дробно- кратном калибраторе, и в сторону уменьшения частоты - в два раза за счет суммирования входной частоты с выходными частотами триггеров 6 на выходе диодно-ключевой схемы ИЛИ. Предмет изобретения Устройство для измерения малого относительного изменения частоты, содержащее последовательно соединенные входной формирователь импульсов, преобразователь частота - ток и индикаторное устройство, отл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено частотным дробно-кратным калибратором и источником тока, причем частотный дробно- кратный калибратор включен между выходом входного формирователя и входом преобразователя частота - ток, а выход источника тока подключен к второму входу индикаторного устройства,1 едакт Корректор Н. илиппо Заказ 2023/7ЦНИИП оставитель В. Степанов Техред Т. Курилко Изд.758осударственного комитета по делам изобретений и Москва, Ж-З 5, Раушская Тираж 90Совета Миоткрытийнаб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова, 2 Подписнтров СССР