Цифровой частотомер

479 О 48 Союз Советских Социалистицеских Республик(22) Заявлено 25.07,7 явки-с п исоединением осударственный комитетСовета Министров СССРпо делам изооретениви открытий(54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМ оммутации подклюбразователя погрешой вход которого Изобретение относится к ооласти измерительной техники и может найти применение в информационно-измерительных системах, в системах контроля и управления для измерения частоты с высокой точностью,Известно устройство, содержащее входной формирователь, устройство выделения одного или нескольких периодов измеряемой частоты, устройство запуска, устройство для генерации образцовых частот и временных интервалов, устройство выбора предела измерений, устройство формирования образцовых временных интервалов, устройство для деления временного интервала на пропорциональные части, счетчик и устройство индикации.Однако такое устройство имеет невысокую точность измерения входной частоты.Цель изобретения - повышение точности измерений при сохранении повышенного быстродействия.Это достигается тем, что предлагаемый цифровой частотомер снабжен, набором эталонных номиналов с узлом коммутации и последовательно соединенными преобразователем погрешности в напряжение, управляемым делителем напряжения, преобразователем напряжение - частота.Выход третьего узла кчен к первому входу преоности в напряжение, втор соединен (с выходом одного из узлов комю тации устройства для генерации образцовых частот и временных интервалов, а второй выход - с входом схемы перезаписи, при этом5 второй вход смесителя подключен к выходугенератора образцовой частоты, а выход - к одному из входов счетчика высокой частотызаполненияНа чертеже показана блок-схема цифрово го частотомера.Частотомер состоит из входного формирователя 1, устройства 2 для генерации образцовых частот и временных интервалов, образованного генератором 3 образцовой часто ты, линейкой 4 декадных делителей образцовых частот, линейкой 5 декадных образцовых временных интервалов и соответственно узлов 6 и 7 коммутации, схемы 8 привязки и формирования интервалов измерения, образованной триггером 9 запуока, схемой 10 совпадения и триггером 11 формирования интервала измерения, устройства 12 для деления временного интервала, пропорционального периоду измеряемой частоты, на пропорциональные части, образованного счетчиками 13 и 14 низкой и вьгсокой частоты заполненп, регистром 15 памяти, схемой 16 совпадения кодов, схемой 17 перезаписи, схемой 18 собирания и элементом 19 задержки, схемы 20 ЗО совпадения со счетчиком 21 результата, 47904850 55 60 65 3устройства 22 индикации, устройства 23 выделения погрешности и коррекции частоты заполнения, включающего преобразователь 24 погрешности и напряжение, набор 25 эталонных номиналов с узлом 26 коммутации, управляемый делитель 27 напряжения, преобразователь 28 напряжения частоты и смеси- тель 29,Частотомер работает следующим образом, Входной сигнал, частоту которого необходимо измерять, поступает па формирователь 1, а с его выхода импульсы входного сигнала подаются одновременно на сбросовый вход линейки декадных делителей 4 и на схему 17 перезаписи, схему 18 собирания, элемент 19 задержки и преобразователь 24 погрешности в напряжение. При этом по первому импульсу, входной частоты происходит привязка начала периода входного сигналаи низкой частоты заполнения /О 1 путем сброса в О линейки 4 декадных делителей, перезапись состояния счетчика 13 в регистр 15 памяти, сброс в О счетчика 13 и запуск преобразователя 24.После этого происходит процесс заполнения счетчика 13 в регистр 15, сброс в О счетчика 13 и запуск преобразователя 24. Далее счетчик 13 заполняется частотой оп величина которой определяется состоянием узлов 6, 7 и 26, а состояние узла 26 определяет выбор эталона 25 и характер преобразования погрешности в напряжение преобразователем 24. Каждый импульс частоты о 1 из узла 6 сбрасывает и запускает преобразователь 24, однако в конце периода входного сигнала, благодаря привязке начала периода входного сигнала и частоты /оь всегда наступает такое состояние, при котором второй импульс (импульс конца периода) фиксирует в преобразователе 24 величину погрешности дискретности, которая в общем случае меньше ЦоьВ счетчик 13 за период фиксируется число л, равное целочисленному значению отношения 1/; остаток этого отношения (погрешность дискретности) фиксируется в виде напряжения в преобразователе 24, Тот же импульс конца периода производит перезапись состояния счетчика 13 в регистр 15 и последующий сброс этого счетчика,Регосцр 15 в управляемом делителе 27 напряжения устанавливает коэффициент деления, равный числу и. Напряжение с выхода преобразователя 24 поступает на вход делителя 27 (коэффициент деления которого пропорционален периоду входного сигнала), а с выхода делителя 27 - на вход преобразователя 28 напряжение в часто.Выходной сигнал преобразователя 28, частота которого /, является корректирующей и пропорциональной погрешности дискретности, поступает на смеситель 29, где вычитается из высокой частоты заполнения о генератора 3. Таким образом, на вход счетчика 14 поступает сигнал с частотой щ - 1 кор 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 4Заполнение счетчика 14 частотой /о -,р происходит до сравнения состояний счетчика 14 и регистра 15, которое циклически происходит на схеме 16. Последовательность импульсов сравнения с выхода схемы 16 поступает на схему 18 собирания, на эту схему поступают также импульсы входной частоты.С выхода схемы 18 последовательность импульсов поступает одновременно на циклический сброс в О счетчика 14 и на вход схемы совпадения 20, Частота повторения импульсов в этой последовательности равна входной частоте , умноженной В 02/0 раз В случае появления импульса Пуск на входе триггера 9, он перебрасывается и подготавливает схему 20 совпадения, При совпадении на схеме 20 импульсов от генератора 3 и с выхода схемы 18 производится сброс декадных делителей формирования интервала измерения в О и переброс триггеров 9 и 11. Триггер 11 открывает при этом схему 20 и начинается счет импульсов умноженной входной частоты счетчиком 21 до тех пор, пока на выходе коммутирующего устройства 7 не появится импульс конца интервала измерения, который возвращает триггер 11 в нулевое состояние и закрывает тем самым схему 20, Счет импульсов прекращается, и устройство 22 индикации отображает результат измерения частоты входного сипнала,Таким образом, в предлагаемом частотомере уменьшается общая яопрешность измерения за счет устранения ее основной составляющей погрешности дискретности деления периода входного сигнала на пропорциональные части, путем коррекции к частоты заполнения высокочастотного счетчика по величине этой погрешности, Это позволяет уменьшить низкую частоту заполнения оп,повысить коэффициент умножения (деления периода) входной частоты и снизить вторую составляющую общей погрешности уКроме того, возможно уменьшение объема счетчиков низкой и высокой частоты заполнения, а также регистра памяти, что особенно важно при измерении низких и инфранизких частот, где значение периода, а соответственно и а, значительно,Предмет изобретенияЦифровой частотомер, содержащий входной формирователь, устройство для генерации образцовых частот и временных интервалов, образованное генератором образцовой частоты, двумя линейками декадных делителей частоты с двумя узлами коммутации, схему привязки и формирования интервала измерения, устройство для деления временного интервала, образованное счетчиком высокой и низкой частоты заполнения, регистром памяти, схемой совпадения, схемой перезалиси, схемой собирания и элементом задержки, а также схему совпадения со счетчиком результата и устройство индикации, отличающийся479048 Составитель В. СтепановРедактор Т. Рыбалова Техред 3. Тараненко Корректор Т. Гревдова Подписиров СССР Изд, Юо 1653 И Государстввнного по делам изо 113035, Москва, ЖЗаказ 7688ЦНИИ Тираж 902 омитета Совета Минис бретений и открытийМОТ, Загорский филиал тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен набором эталонных номиналов с третьим узлом коммутации и последовательно соединенными преобразователем погрешности измерения в напряжение, управляемым делителем напряжения, преобразователем напряжение - частота, смесителем, причем выход третьего узла коммутации подключен к первому входу преобразователя побгрешности в напряжение, второй вход кото.рого соединен с выходом одного из узлов коммутации устройства для генерации образцовых частот и временных интервалов, а вто рой выход - с входом схемы перезаписи,при этом второй вход смесителя подключен к выходу генератора образцовой частоты, а выход - к одному из входов счетчика высокой частоты заполнения. 1 1 1 1 1