Способ цифрового измерения временной зависимости частоты эталонного генератора

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 23/О САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А и к ских измереераторов рания - ,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ. (54) СПОСОБ ЦИФРОВОГО ИЗМЕРЕНИЯВРЕМЕННОЙ ЗАВИСИМОСТИ ЧАСТОТЫ ЗТНОГО ГЕНЕРАТОРА.(5) Изобретение относится к радизмерйтельной технике и может быиспользовано для динамичений частоты эталонных гендиочастоты. Цель изобрете 0 1195270 уменьшение динамической погрешностиизмерений, Поставленная. цель достигается путем проведения измерений дополнительно во второй последовательности временных интервалов. Способреализуется в устройстве, содержащемисследуемый эталонный генератор 1,управляемые переключатели первого 2и второго 3 измерительных каналов,блок управления 4 цифровых частотомеров 5,1, 5.25.п йервого и 6.1,6,26 п второго измерительных каналов, цифровые умножители 7 и 8, сумматор 9, блок цифрового умножения1 О, выход которого является выходомустройства, блок цифровой задержки11 и сумматоры 12 и 13, Работа устройства поясняется Временными диа-.граммами в описании изобретения.2 ил,195270 20 коэффициент К, велустанавливают по усли выходные цифровыести первого измерит второго измерительнруют в сумматоре 9,чину которогоовию К = /последовательнольного канала и канала суммиполученную сум 1Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для динамических измереНий частоты эталонных генератороврадиочастоты, 5Цель изобретения - уменьшение.динамической погрешности измеренийпутем проведения измерений дополнительно во второй последовательностивременных интервалов,ОНа фиг, 1 приведена упрощеннаясхема, поясняющая проведение измерений по предлагаемому способу; нафиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие способ. 15Схема содержит исследуемый эталонный генератор 1, управляемые переключатели первого 2 и второго 3измерительных каналов, блок управления 4 цифровых частотомеров 5,1,5.25,п первого и 6,1, 6.26 пвторого измерительных каналов, цифровые умножители 7 и 8, сумматор 9и блок цифрового умножения 10, выход25которого является выходом устройства,блок цифровой задержки 11 и сумматоры 12 и 13.Выход генератора 1 соединен с входами переключателей 2 и 3, управляющиевходы которых соединены с выходамиблока 4, а выходы через частотомеры5 и 6 и сумматоры 12 и 13 соединеныв первом канале с последовательно соединенными блоком 11 и умножителем 7,во втором - с умножителем 8 и сумматором 9 второй вход которого .соединен с выходом умножителя 7, а выходчерез умножитель 10 - с выходной шиной измерителя.Способ осуществляется следующим 40образом.Сигнал исследуемого эталонногогенератора с текущей частотой Е(й)одновременно подводят к переключате.лям 2 и 3 первого и второго измерительных каналов, управляемым блокомуправления 4. С помощью этих переключателей периодически, через постоянный интервал времени длительностьюсГ Ь, подводят измеряемую частоту 50Й(С) к входам цифровых частотомеров5,1 - 5.п первого измерительного канала и 6,1 - б.п второго измерительного канала. Этим формируют первуюи вторую периодические последовательности измерительных временных интервалов. Все частотомеры первого измерительного канала усредняют измеряемую. частоту и осуществляют цифровои счетколичества периодов измеряемого сигнала на протяжении фиксированногоинтервала времени 7 . Все частотомеры второго измерительного каналаусредняют измеряемую частоту и осуществляют цифровой счет количества периодов измерительного сигнала на протяжении фиксированного интервала времени Г 2 = Г + Д Г . При этом в сумматоре 12 первого измерительногоканала формируют дискретную последоф 1 2 вательность И( 1,) = - Е ) И1 +д цифровых величин с периодом 7, а в сумматоре 13 второго измерительного канала формируют дискретную последовательность цифровых величин 11 (Е,) = " Г(С)йС с периодом С 2 1причем интервал временного усреднения измеряемой частоты первого измерительного канала устанавливают (исходя из допустимой величины основнойпогрешности преобразования частота -цифровая величина ) с учетом точнойпоправки измеряемой частоты, формируемой во всех частотомерах обоих каналов аналоговым способом с последукщим аналого-цифровым преобразованием и суммированием результата цифрового счета количества периодов измеряемой частоты, в течение интервалавремени Т с цифровой величинойточной поправки. С выхода сумматора12 первого измерительного канала дискретную последовательность цифровыхвеличин с периодом Г с помощью за.держки 1 задерживают на ЬГ и выходную цифровую последовательность вумножителе 7 умножают на постоянныйкоэффициент, равный 1С выхода сумматора 13 второго измерительного канала дискретную последовательностьцифровых величин с периодом Т 2 в умножителе 8 умножают на постоянныймарйую последовательность выходныхцифровых величин в умножителе 10 умножают на постоянный коэффициент К 1величину которого устанавливают поусловию К = 7 ь . На выходе схемы 5получают периодическую последовательность цифровых выходных величинИ( ) )-1( ).При скачкообразном изменении1 фиг, 2) измеряемой частоты от вели 1 Очины У до величины Г + Ь й черезпостоянный. интервал времени длительностью б ( Ь 7:Г на выходе первогоизмерительного канала получают периодическую цифровую по следовательно ст ь 15М (г.) - временную переходную характеристику первого измерительного каналаи периодическую цифровую последовательность М (й) - временную переход 8ную характеристику второго из мерительного .каналаНа фиг, 2 также показаны соответствующие выходные цифровые последовательности И(С), И (й)на выходах сумматоров 12 и 13 и вйходная цифровая последовательность 25Мю - переходная характеристикаблока 10, которая является выходомсхемы, причем т ЬГ,Иэ переходной характеристики И(фиг. 2) следует,что интервал временного усреднения ) получаемыйпредлагаемым способом, при скачкообразном изменении измеряемой частотынамного меньше интервала временногоусреднения ь переходной характеристики Мпервого измерительногоканала. Следовательно, динамическаяпогрешность измерения частоты впредлагаемом способе уменьшена в)Ь С Раз, но не менее, чем на 40порядок,П р и м е р. Измеряют временнуюзависимость частоты эталонного генератора Ч 1-53, Создают два измерительных канала с четырьмя цифровыми 45частотомерами Ч 3-54, с приставкамидля введения точной поправки. измеряемой частоты, формируемой с помощью аналогового интегратора и АЦП,.в каждом. Интервалы временного ус Ореднения цифровых частотомеров первого измерительного канала устанавливают ),1 = 1 с, согласно техническим характеристикам средств измерений. Интервалы временного усреднения цифровых частотомеров второгоизмерительного канала устанавливают72= 1, 1 с, т.е, на ЬВ= 0,1 с больФ ше, чем в цифровых частотомерах первого измерительного канала. Используют цифровую временную задержку ЬТ = 0,1 с, проводят измерения со-гласно формуле изобретения й получают, что динамическая погрешность измерения частоты в предлагаемом способе.3уменьшается в - = =10 раз. Это1 ОЬф 0,1 10впервые позволило измерять временную зависимость частоты с периодом флуктуаций 0,2 с и менее,Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый способ обеспечивает уменьшение динамической погрешности не менее, чем на порядок.Формула изобретенияСпособ цифрового измерения временной зависимости частоты эталонного .генератора, основанный на формировании первой периодической последовательности измерительных временных интервалов, сдвинутых один относительно другого на постоянную величину, и подсчете числа периодов измеряемого сигнала в течение каждого измерительного интервала первой последовательности, д т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью уменьшения динамической погрешности измерений, дополнительно формируют вторую периодическую последовательность измерительных временных интервалов, подсчитывают число периодов измеряемого сигнала в течение каждого измерительного интервала второй последовательности, первую периодическую последовательность сдвигают относительно второй, и временную зависимость измеряемой частоты определяют в соответствии с формулойгде М(С; ) - последовательность чисел,пропорциональных мгновенныи значениям измеряемой частоты в дискретные моменты времени С1где д щ О, 1,2,К ТХ / аТ, и К,= %/л 7- постоянные коэффициенты;ь - длительность иэмерительных временных интерваловТираж 747осударственного комитет ам изобретений и открыт Москва, Ж, Раушская н писное у дПате первой последовательности,временной сдвиг междуинтервалами первой последовательности;длительность измеритель-.ных временных интерваловвторой последовательности;временной сдвиг междупервой и второй последовательностями;количество периодов измеряемого сигнала в-м измерительном интервале времени первой пери-одической последовательности;И (С ) - количество периодов измеряемого сигнала в -мизмерительном интервалевремени второй периодической последовательности;е. - момент времени началах-го .измерительноговременного интервалапервой и второй периодических последовательностей. г. Ужгород, ул. Проектная,