Устройство измерения частоты сигналов

О П И С А Н И Е н 11 482692ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт (22) Заявлено 11.05.73 (21) свид-ву915444/18-1 51) М. Кл. б 01 г 23/02 присоединением заяв осударственный комитет овета Министров СССР 23) Приори ень Ме 3202.12,75 Опубликовано 30.08,75, Бюлл Дата опубликования описанп) Автор изобретен Блатов 71) Заявитель) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СИГНАЛО Устройство издержит грубыйиз опорного генты, триггера 4,и формироватетельно введеныменным коэффипрецизионный сЦепь запускаходу ключа 5,гера 4. Выходустановки нуляравляющим вховход которого налов соостоящий 3 часточетчика 6 дополнп с перечюч 10 и стоты сигчастоты, сделителягрубого сстройстводелительеления к мерения часчетчик 1ератора 2,ключа 5,ля 7. Втриггер 8,циентом дчетчик 11.триггера 8а цепь сбртриггера 8делителяключаз делит подсоединена к выоса к выходу тригсоединен с цепью 3 частоты и с уп 1 О, на сигнальныйель 9 подается надом чере Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в измерительных радиотехнических устройствах.Известны счетчики частоты, содержащие формирователь, опорный генератор, делитель частоты, триггер, электронный ключ и десятичный (или двоичный) счетчик, С помощью делителя частоты из стабильного напряжения опорного генератора вырабатываются мерные импульсы, длительность которых стро го калибрована, составляет единицу времени (например, 1 сек). Эти импульсы открывают электронный ключ, в результате чего исследуемый сигнал поступает на десятичный (или двоичный) счетчик в течение калиброванного 1 интервала времени. Показания счетчика пропорциональны или равны (при интервал" 1 сек) частоте измеряемого сигнала.Однако высокая точность измерения в таких счетчиках не может быть получена в слу чае исследования кратковременных процессов. При счете числа периодов сигнала возможна ошибка на один период, поэтому при времени измерения 1 сек ошибка составляет 1 гц, при 0,1 сек - 10 гц и т, д, В настоящее 2 время необходим счет частоты с высокой точностью (единицы герц) за короткие интервалы времени (1 - 10 мсек). В частности, это необходимо при измерении несущей частоты импульсных сигналов за время одной посыл ки, Известные устройства не могут решать подобных задач.Цель изобретения - повышение скорости счета при сохранении точности измерений,Это достигается благодаря тому, что предлагаемое устройство снабжено прецизионным счетчиком и дополнительным триггером, один вход которого подключен к выходу ключа счетчика, другой вход - к выходу триггер". счетчика, а выход - к одному из входов делителя частоты, причем один из входов прецизионного счетчика соединен с выходом формирователя, а второй - с выходом первого ключа.На чертеже показана блок-схема устройсто 15 20 25 зо 35 4 О 45 50 55 60 пряжение опорного генератора. Выход ключа 1 О соединен с входом прецизионного счетчика 11, цепь сброса которого управляется сигналом с выхода формирователя 7.Устройство работает следующим образом.На формирователь 7 поступает исследуемый сигнал, который превращается в последовательность коротких импульсов. Эти импульсы в открытом состоянии ключа 5 подаются на вход счетчика 6 и регистрируются им. Ключ 5 открывается на калиброванньш интервал времени, формируемый с помощью генератора 2, делителя 3 и триггера 4. Затем триггер 8 запускается первым сигнальным импульсом, оказавшимся на выходе ключа 5, и опрокидывается в исходное состояние задним фронтом импульса, формируемого триггером 4. Передним фронтом своего импульса триггер 8 устанавливает делитель 3 частоты в нулевое состояние. В результате оказывается, что мерный интервал начинает отсчитываться от первого сигнального импульса, благодаря сбросу в нуль делителя частоты триггером, т. е, триггер 8 исключает независимость двух потоков - сигнальных импульсов и мерных интервалов. Он синхронизирует начало мерного интервала сигналом.В мерный интервал попадает целое число периодов и неполная часть периода сигнала, причем эта часть благодаря синхронизации сигналом оказывается в конце мерного интервала. Целое число периодов измеряется с помощью счетчика 6, а часть периода - с помощью опорного генератора 2, делителя 9, ключа 10 и прецизионного счетчика 11 следующим образом. Коэффициент деления делителя 9 выбирается так, что частота опорного напряжения на входе ключа 10 в 10 раз (при десятичном счете) превышает частоту сигна. ла. Число 10 характеризует степень повышения точности отсчета (з - число декад в прецизионном счетчике), Опорное напряжение (с выхода делителя 9) через открытый ключ 10 подается на вход счетчика 11, причем каждым сигнальным импульсом счетчик 11 сбрасывается в нулевое состояние. После сброса последним на мерном интервале сигнальным импульсом счетчик 11 заполняется частично, причем его показания пропорциональны длительности неполной части периода сигнала, оказавшейся в мерном интервале. Поскольку клк-ч 10 закрывается по окончании мерного интервала, дробная часть периода оказывается измеренной и зафиксированной прецизионным счетчиком 11. Счетчик 11 регистрирует, какая часть от полного периода сигнала попала в мерный интервал, т, е. з декад прецизионного счетчика уточняют значение частотьп измеренное счетчиком 6,Измерения производятся без ошибки, есличастота опорного напряжения на входе ключа 10 точно в 10 раз больше частоты сигнала, если это соотношение не выполняется, измерение осуществляется с ошибкой.Можно показать, что ошибка измерения меньше шага сетки (цены деления) прецизионного счетчика в диапазонеУс 1с : сОгде 7. - средняя частота диапазона измерения.Для расширения диапазона измерениясверх указанных пределов между опорнымгенератором 2 и ключом 10 включен делитель9 с переменным коэффициентом деления, управляемый грубым счетчиком 6, Коэффициент деления делителя 9 устанавливается так,чтобы всегда выполнялось условиеГете - 10 юсуфгде- частота опорного напряжения навходе ключа 10,Перестройка делителя 9 осуществляется дискретно с интервалом, соответствующим изменению величины 1 на величину 2/10,Пусть 1 , = 100 кгц, время измерения 10 мск, необходимая точность 1 гц. Тогда з = 2, /; = 10 мгц, Диапазон перестройки частоты сигнала +/10, при котором сохраняется заданная точность измерения, составляет + 1 кгц. При большем диапазоне изме рений требуется выполнять условия10 лги при= 100 кгпв -Ь 1 кгпвс10,2 мгц, при 1" =102 кгпв1 кгпвит,д.Предмет изобретенияУстройство измерения частоты сигналов, содержащее делитель с переменным коэффициентом деления, ключ и счетчик частоты, состоящий из делителя частоты, опорного генератора, триггера, формирователя, второго ключа и грубого счетчика, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения скорости счета при сохранении точности измерений, оно снабжено прецизионным счетчиком и дополнительным триггером, один вход которого подключен к выходу ключа счетчика, другой вход - к выходу триггера счетчика, а выход - к одному из входов делителя частоты, причем один из входов прецизионного счетчика соединен с выходом формирователя, а второй - с выходом первого ключа.482692 Составител Редакто бал Корректоры: Т, фисенкои О. Тюрина ехред 2907/11ЦНИИ Тираж 902тета Совета Министровий и открытийская наб., д. 4/51, Степано Таранен Изд. М 776Государственного ком по делам изобрете Москва, Ж, Рауш ипография, пр. Сапунова,ПодписноСР