Способ измерения частоты периодических сигналов

ОЛКСАИКЕ ИЗОБРЕТЕииЯ Союз Советских Социалистических Республик(21) 5/18-2 рисое 0 01 8 23/10 нением за сударстаенный комитс СССР о делам итобрететттттт и открытий"ПОСОБ ИБтт 1 БРЕИИБ т 1 ттСТОБ ПГИОДИ 11 БС 1 е 11СИРИ,а ттОБ Б.И, Емельяненков, Б Изобретение Относится к контроль - но-измерительной технике и может быть использовано при измерении частоты электрических колебаний.Известны сггтособы измерения ттас тоты, основанные на подсчете числа импульсов измеряемой частоты за известный интервал времени 111,ДИаПаэОН ИЗМЕряЕМЫХ ТЭКИтти СПОСО- бами частот ограничен бьтстродействи ем счетных схем.Известен способ измерения частоты, основанный на сравнении во времени послецовательностей импульсов измеряемой и эталонной частот и подсчете 15 количества периодов этих сигналов между совпадениями их импульсов 2(.Диапазон измеряемых таким способом частот ограничен сверху из внеобходимости подсчета числа периодов измеряемой частоты, что затруднительно ввиду сложности создания быстродействующих счетчиков числа периодов,Целью изобретения является растттирение диапазона измеряемых частот, 25Для этого по способу, основанному на сравнении во времени послецователькостей импульсов измеряемой и эталонной частот и подсчете количества периодов эталонной частоты между совпаБишневский т Б Б И 3 Ох1". БозанОВ цениями импульсов этих сигналов, дополнительно последовательность импульсОВ измерпемой частоты срдвкивают во времени с последоВагельностью ПЬПУЛЬСОВ ВтОРОйэталонной частсты, подсчитывают количество периодов ВторойЭТдЛОНттой ЧасТОТЫ МЕждУ СОВПВДЕ НИЯМИттМПУЛЬСОВ ЭТИХ СИГНаЛОВ И ПО РЕЗУГ Ьтатам подсчетОВ и раз нссти Г.ериодОВ первой и ВтОрОй этаттонных частотОпределяют измеряемую частоту,ОутЛНОСТЬ СПОСОба ЗаКЛЮЧаЕТСя Вследуютцем, Из сигнат;а измеряемойЧаСтОТЫ Ф И ДВУХ ЭТВЛОННьтХ СИГНаЛОВ Г 1 тт Г т 4 орттиву 1 от ПОСЛецоваТелЬ -ность импульсов соответственно спеРиодами слсцОВаьиЯ т и = 1,/ т" кГ 4 = 1/Ги Т т -- 1/т плитечьттос ь0 рмируемых импттльт Ов. т /2При этом разность периодов этало .ныхЧаотст СОСтаВЛЯЕт 8 1(Ет 7 Т-Т,1.Беличина 0 Т зависит От измеряемойчастоты ВТ а т . т 2,Бо.тенной ит:;тервал Т. метсду совпадениями импульсов двух периодччесКИХ ПОСЛЕДОВЭТЕЛЬНОСТЕй Раэнн ттИСЛУПЕРИОДОВ Одной ЧЗ ОС 1 Е тстааТЕ 1 Ы Осгей мсзкцу выбранным коли .еством совПаДЕНИй, УМ 1 ЗОЖЕН НОМУ На ВЕ:1 ИЧИНт; ПЕ 763807риода этой последовательности. Этосправедливо для обеих сравниваемыхпоследовательностей, поэтому сйх х 1где Т = - и Т = -- периодысравниваемых первой эталонной и из-,меряемой частот; йи йх в количество периодон между выбранным количеством совпадений импульсов соответственно первой эталонной и измеряемой частот,Период первой эталонной частоты Т, = ктдт,Ьт=т-т, (3) Временной интервал (1) между совпадениями импульсов измеряемой и каждой эталонной частот с учетом уравнений (2) и (3) определяется следующим образом:Тй х =")7, И : к 1 й + лт Мх Х.,т й =т И =кй+бтй,фдТй, (4)х Х 2 2 Преобразуя ураннения (4), получают(йх кй) = й д"т(й -к й,) - . й,дт.ьт) Число совпадений импульсов эталоннойи измеряемой последовательностей щ: йкй Если взять временные интервалы, вкоторых числа совпадений импульсов измеряемой частоты с импульсами обеихэталонных частот одинаковы, то, приравняв правые части уравнений (5)получают"г о"Ч =М-И 2При подстановке полученногр,Ат (б) н первое уравнение (5соотношение для определенияны измеряемой частотыи (И,-й,)Я ВТ значения)получаютвеличиВ связи с тем, что Ь Т может приниматькак положительные, так и отрицательные значения, положительным значе где к - коэффициент кратности измеряемой и эталонной частот, к1,2,3П, а)дт) Г 2, дТ - временхной интервал,. алгебраически судщируемый с целым числом периодов измеряемой частоты (для выполнения равенства 2).Периоды Т, и Т первой и второй эталонных частот отличаются на вели 7 Г чину расстройки ниям Ь Т, определяемым соотношением (4), могут соотнетстнонать отрицательные значения величиныдй = й- й и наоборот, Так как в всегда положительно, значение измеряемой частоты, определяемое из соотношения (7), может оказаться отрицательным. Для получения однозначности в соотношении (7) величины Бт и Ьй необходимо брать всегда положительными, что принодит к соотношениюгн (й-Ы)й,й,)аг)На чертеже гредставлена структурная схема одного из возможных вариантов реализации предлагаемого способа.Устройство содержит генераторы 1и 2 эталонных сигналов, которые через формирователи 3 и 4 импульсовсоединены с первыми входами схем5 и б совпадения. Формирователи3 и 4 через ключи 7 и 8 соединены сосчетчиками 9 и 10. Вторые входы схемсовпадения объединены и через формирователь 11 импульсов соединены систочником входного сигнала. Выходысхем совпадения подключены к первымуправляющим входам и к входу схем 12и 13 регистрации выбранного количества совпадений, выходы которых соеди -нены с вторыми управляющими входамиключей,Устройство для измсрения частотыпериодических сигналов работаетследующим образом.На перные входы схем 5 и б совпадения и ключи 7 и 8. подаются сигналыгенераторов 1 и 2 эталонных сигналов,преобразованные в формирователях 3и 4 н импульсную последовательность.Одновременно на вторые входы схемсовпадения подается последовательностьимпульсов измеряемой частоты Г,сформированная в формирователе 11импульсов,При первом совпадении импульсов измеряемой частоты с импульсами эталонных сигналов схемы совпадения независимо друг от друга открывают ключи и импульсы эталонных сигналон поступают на счетчики 9 и 10. Сигналы со схем совпадения подаются на схемы 12 и 13 регистрации выбранного колиЧества совпадений (выполненные, например, в виде счетчика), По достижении на выходе каждой из схем 5 и б в-го совпадения импульсов сравниваемых последовательностей схемы регистрации выбранного количества совпадений независимо друг от друга закрывают ключи 7 и 8 и подсчет количества периодон й и й у эталонных сигналов счетчиками 9 и 10 прекращается.Числа щ, й , йи величина расстройки 6 Т периодов генераторов эталон763807 Формула изобретения оставитель В, Новоселовехред Н.Ковалева Корректор С. Шекмар Редакто Юрчиков Заказ 6274/ 0тв Тираж ВНИИПИ Государ по делам иэо 035, Москва, Ж Подп омитета открытн я наб.,ное ССР ногонийаушс/5 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 ных сигналов поступают в электронно-цифровой вычислитель (ЭЦВ), производящий определение измеряемой частоты по формуле (8).Возможны другие варианты реализации предлагаемого способа, направленные, например, на сокращение функциональных узлов, в частности схем совпадения, счетчиков и т.д.Таким образом, предложенный способ позволяет определить значение измеряемой частоты подсчетом только числа периодов двух эталонных час.тот, значение которых определяется иэ возможностей технической реализации быстродействующих формирователей и счетчиков числа периодов, Устраняется необходимость подсчета числа периодов измеряемой частоты, что существенно расширяет диапазон измерений частот в сторону их увеличения. Способ измерения частоты периодических сигналов, основанный на сравнении во времени последовательностей импульсов из измеряемой иэталонной частот и подсчете количества периодов эталонной частоты между совпадениями импульсов этих сигналов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения диапазона измеряемых частот, последовательность импульсов измеряемойчастоты дополнительно сравниваютво времени с последовательностью им-.пульсов второй эталонной частоты,подсчитывают количество периодов второй эталонной частоты между совпадениями импульсов этих сигналови по результатам подсчетов и разности периодов первой и второй эталонных частот определяют измеряемуючастоту,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кушнир Ф.В, и др. Измерениев технике связи, М "Связь", 1976,с. 273.2, Авторское свидетельстэо СССРР 355579, кл, 0 01 В 23/10, 1971.