Цифровой измеритель частоты запол-нения радиоимпульсов

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ЯЛЬСТВУ(22) Заявлено 120279 (21) 2728241/18-21с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 15,0181 Бюллетень М 2Дата опубликования описания 15,0 1.81 1,51) М. Кл. С 01 В 23/10 Государствеииый комитет СССР по дедам изобретеимй и открытий(71) Заявитель 54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ЗАПОЛНЕНИЯРАДИО ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения частоты заполнения импульсно-модулированных колебаний.Известен измеритель частоты заполнения радиоимпульсон, содержащий генератор импульсов эталонной частоты, селекторы,. счетчики, формирователи, детекторы 1.Однако это устройство достаточно сложно и не обеспечивает высокую точность измерения, так как в нем мерный интервал времени не ранен целому числу периодов измеряемой частоты.Наиболее. близким по своей технической сущности к предлагаемому является цифровой измеритель частоты заполнения радиоимпульсов, содержащий генератор эталонной частоты, два временных селектора, счетчик эталонной частоты и счетчик результата, триггер, элемент И, источник сигнала .измеряемой частоты и детектор, причем генератор эталонной частоты соединен через первый временной селектор с входом счетчика эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу прямого триггера, а выход элемента И соединен с управляющим входом первого и второго временных селекторов, выход второго временного селектора соединен с суммирующим входом счетчика результата, а источник измеряемой частоты соединен со входом второго временного селектора и через детектор - со нходом триггера 21 .Недостатком этого устройства является то, что в нем ненозможно обеспечить высокую точность измерения, частоты, поскольку мерный временной интервал формируется с помощью детек тора и триггера Шмитта, поэтому онне кратен периоду измеряемой частоты, а за счет инерционности детектора он всегда больше длительности измеряемого радиоимпульса. Вторым источником 20 погрешности является то, что в счетчик результата в каждом радиоимпульсе (пачке) заносится на один импульс больше, чем сумма периодов измеренной частоты. Эта составляющая погрешнос ти может быть донольно большой, особенно при малых длительностях радио- Импульса и низкой частоте измеряемого сигнала.Цель настоящего изобретения - по вышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем,что В измерительчастоты запОлненияоадиоимпульсов, соцержащий источникизмеряемОГО сигнала ГенератОр эталонной частоты, Выход которого через первый временной селектор соедиСО ВХОЦОМ СтдттУИКа Эта 11 ОННОй ЧаС-тоты, Выход которого соединен с первым Входом элемента И, второй входкоторого подключен к прямому выходутриггера, а Выход элемента И соединенс управляющими входами первого и второго временных селекторов, Выход второго временного селектора соединен ссуммирующим входом реверсивного счетчика результата, дополнительно введены элемент задержки, реверсивныйсчетчик и блок сравнения, первые ивторые Входы которого соединены соответственно с выходами реверсивногосчетчика результата и дОпОлнительнОГОреверсивного счетчика, выход блокасравнения подключен ко входу установки В О триггера, инверсный Выход которого соединен с Вычитающимивходами Обоих реверсивных счетчиков,суммирующий вход дополнительного реверсивного с.четчика соединен с источником измеряемого сигнала непосредственно и через элемент задержкиВторого Временного селе 1(тора и вхоцом установки В "1" триггера."На чертеже приведена структурная 3 Озлектссическая схема цифроВОГО измерителя частоты.Устройство содержит генератор 1эталонной частоты, временные селекторы 2 и 3, триггер 4 (формирования импульса мерноГО интервала) элементИ 5 счетчик б импульсов эталоннойчастоты, источник 7 измеряемого сигнала, реверсивные счетчики 8 результата, дополнительный реверсивный счет чик 9, блок 10 сравнения, элемент 11зад,.ржки,Цифровой измеритель частоты работает следу 1 сщим образом.исходном состоянии счетчики б, 8 и 9 находятся в "нулевом" состоянии (цепь "обнуления" на чертеже не показана). На выходе блока 10 сравнения установлен потенциал уровнем логической "единицы", так как коды В счет- у) чикас 8 и 9 Одинаковые. Потенциал уровнем "единицы" с выхода блока 10 сравнения устанавливает триггер 4 (по прямому выходу) В "нулевое" состояние. На первый вход элемента И 5 с выхода триггера 4 поступает потенциал уровнем логического "0", а на его второй Вход с выхода счетчика б поступает потенциал уровнем "1". В этом исходном состоянии с выхода элемента И 5 потенциал уровнем логичес О кого "О" закроет временные селекторы 2 и 3. В .процессе измерения из источника 7 импульсы измеряемой частоты поступают оцновременно на суммируюций Вход реверсивного счетчика 9 и эле мент 11 задержки, в котором происходит задержка Входных импульсов на вреуи, превышающее максимальную,цлительность периода измеряемой частоты. Исходя из этого условия, электрическиепараметры элемента 11 например, линии задержки, выбирают так, чтобы получить на его выходе пачку импульсовизмеряемой частоты, задержанную по отношению к входным зо 1 д )-/амингде ) - минимальное значение частоХинрадиоимпульсного сигнала,может измерять устройство.Таким образом, до начала занесения импульсов в счетчик 8 В счетчик9 будет занесено не менее,цвух импульсов измеряемой частоты. Вследствиеэтого начиная с момента занесенияпервого импульса пачки В счетчик 9и до момента занесс.ния последнегоимпульса этой же (задержанной) пачкив счетчик 8, код числа в счетчике 9будет больше, чем в сче 1 чике 8, ина выходе блока 10 сравнения устанавливается потс".нциал уровнем "С".Первым импульсом задержанной пачки триггес 4 переВОдитс 51 из сОстОяния"О" в состояние "1", Триггер 4 открывает элемент И 5, подготовленный повторому входу потенциалом с выходасчетчика 6. Элемент И 5 Открывает временные селекторы 2 и 3. Этот ломентявляется началом формирования мерноговременного интервала, Через селектор2 от генератора 1 эталонной частотыначинает заполняться счетчик б. Одновременно импульсы от истс 1 ника 7, задержанные элементом 11, через селектор 3 поступают на счетчик 8 результата. При занесении последнего импульсапачки в счетчик 8 код в нем становится равным коду числа в счетчике 9, ис выхода блока 10 сравнения на входтриггера 4 поступает потенциал уровнем "1". Этот сигнал переводит триггер 4 (по прямому выходу) в состояние"0", в результате чего временные селекторы 2 и 3 закрываются, что является моментом конца формирования мерного временного интервала. Таким образом, триггер 4 формирует мерныйВременной интервал, начало которогосовпадает с моментом занесения в счетчик 8 первого импульса пачки, а конец - с занесением последнего импульса этой пачки. Длительность этогомерного Временного интервала равнасумме длительностей периодов измеренной частоты импульсов в пачке,Количество периодов измеряемой частоты подсчитывается счетчиками 8 и 9,но так как первый импульс пачки соответствует началу мерного интервала,то для того, чтобы занесенное в них количество импульсов было равно количеству (сумме) периодов измеренной частоты в пачке, необходимо из счетчиков 8 и 9 вычесть по одному импульсу изпой пачки. Для этой цели796766 зычитающие входы реверсивных счетчиков соединены с инверсным выходомтриггера 4, с которого в момент форМирования конца мерного интервала положительный импульс (переход из состояния 0 в 1) поступает навычитающие входы этих счетчиков иуменьшает их содержимое на единицу.Этот процесс повторяется каждый разс приходом очередного входного радиоимпульса. При переполнении счетчика 6 его выходной импульс уровнем логического 0 закрывает элемент И 5, и дальнейшее поступление импульсов в счетчики 6 и 8 прекращается. Показания счетчика 8 в этом случае равны значению измеряемой частоты. Так, например, при формировании счетчиком 6 суммарного времени в 1 с показания счетчика 8 равны значению измеряемой частоты в Гц. Использование введенных элементов дополнительного реверсивного счетчика, элемента задержки и блока сравнения позволяет значительно повысить точность измерения за счет точного формирования мерного интервала времени, равного суммарной длительности периодов измеряемой частоты, и точного подсчета этих периоцов счетчиком 8. Поэтому в данном устройстве точность измерения не зависит от длительностей радиоимпульсов и от частоты заполняющих (измеряемых) сигналов. Таким образом, за счет незначительного усложнения известного устройства получено значительное повышение точности измерения, что позволяет широко использовать его в автоматических частотомерах высокой точности. Формула изобретенияЦифровой измеритель частоты заполнения радиоимпульсов, содержащий источник измеряемого сигнала, генераторэталонной частоты, выход которогочерез первый временной селектор соединен со входом счетчика эталоннойчастоты, выход которого соединен спервым входом элемента И, второй входкоторого подключен к прямому выходутриггера, выход элемента И соединенс управляющими входами первого и второго временных селекторов, выход второго временного селектора соединен15 с суммирующим входом реверсивногосчетчика результата, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены элемент задерж 2 О ки, реверсивный счетчик и блок сравнения, первые и вторые входы которо-.го соединены соответственно с выходами реверсивного счетчика результата и дополнительного реверсивногосчетчика, выход блока сравнения подключен ко входу установки в 0триггера, инверсный выход которогосоединен с вычитающими входами обоих реверсивных счетчиков, суммирующий вход дополнительного реверсивногосчетчика соединен с источником измеряемого сигнала непосредственно и через элемент задержки - со входом второго временного селектора и входомустановки в 1 триггера.35Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 464848, кл, С 01 й 23/10, 1974.2, Авторское свидетельство СССР4 О Р 599224, кл. С 01 В 23/00, 1976,ВНИИПИ Заказ 9764/63Тираж 741 Подписное Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4