Цифровой частотомер

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 0,07.75 (21) 2160266/21 1) М, Кл,-" 601 В 23/О ис нием заявкисудорственный комитетавета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 23) Приоритет43) Опубликовано 05,10.76,Бюллетень37(45) Дата опубликования описания 03.01.77П, Панько ения 71) Заявитель Краси оярс техническии инстит) ИИфРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР едовательн рения,Бель изобретения - повышение точностиизмерения.5 Поставленная цель достигается благодаря тому, что цифровой частотомер снабжен последовательно соединенными формирователем стробимпульсов, стробоскопическим преобразователем и блоком преобразоО вания, а также сумматором, один из входовкоторого связан с третьим выходом формирователя времени счета, а другой его входсоединен с выходом счетчика, вход формирователя стробимпульсов подключен к вы 5 ходу опорного генератора, а выход блокапреобразования связан с входом селектора,На чертеже изображена структурная алектрическая схема цифрового частотомера,Частотомер состоит из стробоскопичес,20 кого преобразователя 1, блока 2 преобразования, селектора 3, счетчика 4, формирователя 6 стробимпульсов, сумматора 6,опорного генератора 7 и формирователя 8времени счета,25 Устройство работает следующим образом,еет Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использов но при разработке цифровых частотомеров на большие диапазоны частот.Известен цифровой частотомер, содержащий генератор эталонной частоты, формирователи импульсов эталонной и измеря мой частот, ключи, триггер управления, схему совпадения и счетчики импульсов эталонной и измеряемой частот11,Однако этот цифровой частотомер им недостаточную точность измерений,Из известных цифровых частотомеров наиболее близким по своей технической сущности является цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, формирователь времени счета, селектор и счетчик, причем первый выход формирователя времени счета подключен к входу опорного генератора21,Основной недостаток этого цифрового частотомера состоит в недостаточно высокой верхней рабочей частоте, т,е. в недостаточно широком диапазоне частот, а небольшой точности изме 531093На вход стробоскопического преобразователя 1 подается частота, которую нужноизмерить.Стробоскопический преобразователь 1работает по алгоритму: если стробимпульсс выхода формирователя 5 стробимпульсовсовпадает с положительной полувопной входного сигнала, то стробоскопический преобразователь 1 формирует стандартный поамплитуде и длительности импульс, еслистробимпульс совпадает с отрицательнойпопуволной, то стандартный импульс неформируется.Необходимо отметить, что широкополосность стробоскопического преобразователя 1 определяется в основном длительностью стробимпульса, поступающего свыхода формирователя 5 стробимпульсов.В настоящее время реально достижимаяполоса стробоскопического преобразователясоставляет 5-10 ГГц. Имеются сведенияо полосе стробпреобразователей до 18 и30 ГГц,Таким образом, такой цифровой частотомер позволяет производить прямой счетчастоты до указанных значений, т,е, ввесьма широком диапазоне.Происходит это следующим образом,При постоянстве частоты стробимпульсов и частоты сигнала можно считать, чтостробимпульс движется по сигналу, Этозначит, что каждый стробимпульс смещается относительно положения своего предшественника в периоде сигнала на постоянную величину, определяемую соотношением частот сигнала и стробирования. Время движения пс положительной полувопнеравно времени движения по отрицательной,а так как стробоскопический преобразователь 1 срабатывает только во время поло.жительной полуволны, то на его выходеформируется периодическая последовательность пачек импульсов. Период импульсовв пачке равен периоду стробимпульсов,количество импульсов в пачке и период пачек определяются временем движения стробимпульсов по периоду сигнала, Период преобразованного сигнала Тцр зависит отпериода стробимпульсов Ф оТ о оТ )пр 1 -от Яо хгде Т - период сигнала,( - дробная часть отношения частотсигнала Ги стробированияо1, ч=оО - номер гармоники сигнала строб- генератора,Преобразованная частотаКак видно, по преобразованной частотеможно судить о величине исследуемой частоты, Дробная часть соотношения частотлежит в пределах 0-1, поэтому при определенном значении Гх возможно вполнеопределенное значение д , Это значит,что система может "схватываться толькопри однозначном соответствии частоты ситнала и ближайшей к ней гармоники из спевтра стробимпульсов,Таким образом, точное измерение частоты сигнала возможно только ври извесьном номере гармоники, с которой ведетсяработа.Номер гармо:ники определяется следукбуцим путем, Если производить стробированиеЗ частотой, отличающейся от 7 на малуювеличину ь , то вторая преобразованнаячастота равна:Гг пО +м) (2)ЯВРешая совместно уравнения 1) и (2); находят номер гармоники:Г - гОР 1 пр 1ь 1Подставляя найденное значение и вуравнение (1), определяют искомое значение частоты Е=РпрХ ОР 1где Р=+)фоТаким образом, измерение частоты сводит.49 ся к вычислению разности двух преобразованных частот, измеренных с учетом соответствующих констант при стробированиисо сдвигом во времени) различными чатотами.4 Блок 2 преобразования призван выделятьиз пачки один импульс, т.е. производитьформирование импульсной последовательности,частота которой равна частоте пачек, Времясчета, подаваемое на селектор 3 выбираеч М ся таким образом, чтобы количество импущсов, прошедших на счетчик 4, было пропорционально преобразованной частоте с учетом констант, Переключение частоты стробимпульсов, изменение времени счета и уп 45 равление сумматором 6 производится покомандам схемы формирователя 8 временисчета, Опорный генератор 7 синхронизируетработу всего устройства, Сумматор 6 производит вычисление и индикацию измерен ной частоты Г х .531093 Составитель В. НазароваРедактор С. Титова Техред Н. Андрейчук Корректор А. Гриценко Заказ 5389/147 Тираж 1029 Подписное БНИИЯИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам, изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Таким образом, функционирование устройства в описанном порядке обеспечивает возможность прямоотсчетного измерения частоты в диапазоне до десятков ГГц. формула изобретения Цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, формирователь времени счета, селектор и счетчик, причем первый выход формирователя времени счета подключен к входу опор ногогенератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен последовательно соедененными формирователем стробимпульсов, стробоскопическим преобразователем и блэ.,ком преобразования, а также сумматором,один из входов которого связан с третьимвыходом формирователя времени счета, адругой его вход соединен с выходом счетчика, вход формирователя стробимпульсовподключен к выходу опорного генератора,а выход блока преобразования связан свходом селектора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:1. Авторское свидетельство СССРМ 409149, кл. 501 К 23/10, 28.02.72аналог,2. Аппаратура для частотных и временных измерений. Под ред, А, П. Горшкова,изд-во "Сов. радио", М., 1971, с,167 -прототип