Цифровой частотомер

союз советснихСОЦИАЛИСтИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 29 св 19 цц 4 О 01 Н 23/О ОПИСАН Н АВТОРСКОМ Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ПЯТ.СССР(56) Авторское свидетельство СССРКф 161417, кл. 0 О 1 В 23/00, 1964.Орнатский П.П. Автоматическиеизмерения и приборы. - Киев: Вищашкола, 1980, с. 366, рис.8-8.(57) Изобретение относится к измерительной технике. Устройство содержитформирующее устройство 1, реверсивный счетчик 2, линии 3 задержки и индикатор 8. Введение адресного счетчика 4, оперативного запоминающего устройства 5, мультиплексора 6, сумматора 7, триггера 9, элемента И 1 О,одновибратора 11 и элемента ИЛИ 1 2позволяет повысить точность и помехоустойчивость измерения частоты прималых временных измерениях, соизмеримых с периодом исследуемого сигнала,1 ил.40 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения частоты гармонических или импульсных сигналов.Цель изобретения - повышение точности и помехоустойчивости измерениячастоты при малых временах измерения,Цифровой частотомер содержит Формирующее устройство 1, вход которого является входом частотомера, а выход которого соединен с суммирующимвходом реверсивного счетчика 2 и вхо-,дом,линии 3 задержки. Первый выходлинии задержки подключен к цепочке 15последовательно соединенных адресного счетчика 4, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 5, мультиплексора 6, сумматора 7 и индикатора 8. Выход, переполнения счетчика 4подключен к цепочке последовательно,соединенных триггера 9, элемента И 10,одновибратора 11 и элемента ИЛИ 12,Выход элемента ИЛИ 12 подключен квходу синхронизации сумматора 7, первый вход элемента ИЛИ 12 соединентакже с входом "Чтение" ОЗУ 5, входом управления мультиплексором 6 ивходом "Единица переноса младшегоразряда сумматора" 7. Второй. вход 30элемента ИЛИ 12 соединен с входом"Запись" ОЗУ 5 и вторым выходом линии 3 задержки, первый выход которойтакже подключен к вычитающему входуреверсивного счетчика 2 и к второмувходу элемента И 10. Выход счетчика2 соединен с вторым входом мультиплексора 6 и шиной входа ОЗУ 5Цифровой частотомер работает следующим образом.Входной сигнал, частоту которого необходимо измерить, поступает навход формирующего устройства 1, навыходе которого образуется поток импульсовсоответствующих моментам 45перехода гармонического сигнала че"рез нулевой уровень. Зта последовательность импульсов поступает насуммирующий вход реверсивного счетчика 2, а после задержки на времяусреднения Т, задаваемое линией 3задержки, эта же последовательностьимпульсов поступает на вычитающийвход реверсивного счетчика 2Послепоступления на вычитающий вход счетчика 2 первого импульса задержанной55импуль ской последовательности всчетчике 2 будет находиться результат предварительной оценки измерения частоты Ч,. Этот же первый импульс, воздействуя на счетный вход счетчика. 4, находящегося в нулевом исходном состоянии, переведет его первый разряд в положение "1", что будет соответствовать первому , дресу ОЗУ 5 и через время, определяемое временем срабатывания счетчика 2 и счетчика 4, на втором выходе линии 3 задержки также появляется первый импульс последовательности, поступающей с формирующего устройства 1.Этот импульс, воздействуя на вход - запись ОЗУ 5, запишет состояние счетчика 2 по первому адресу, предварительно заданному счетчиком 4, Одновременно этот же импульс, воздействуя через элемент ИЛИ 12 на вход синхронизации сумматора 7, запишет значение предварительной оценки частоты Б, сформированной в счетчике 2, через мультиплексор 6 в сумматор 7, При поступлении второго импульса входного сигнала с первого выхода линии 3 задержки в счетчике 2 будет сформирована вторая предварительная оценка частоты исследуемого сигнала И.Счетчик 4 по этому импульсу также изменит свое состояние - оно будет соответствовать второму адресу.Второй импульс исследуемого сигнала, появившийся после задержки с второго выхода линии 3 задержки, запишет состояние счетчика 2 по второму адресу ОЗУ 5 и в сумматор 7. Состоя-, ние сумматора 7 будет И= Ю 1 + Н, Последующая работа цифрового частотомера не будет иметь особенностей до переполнения счетчика 4, сигнал переполнения которого переведет триггер 9 в состояние "1". Очередной импульс с первого выхода линии 3 задержки установит счетчик 4 в исходное состояние и, одновременно, проходя через элемент И 10, запустит одновибра гор 11. Сигнал одновибратора 11, воздействуя на вход управления мультиплексора 6, подключит выходную шину ОЗУ 5 к выходу сумматора 7 и одновременно, воздействуя на вход "Чтение" ОЗУ 5 и вход "Единица переноса младшего разряда" сумматора 7, подготовит необходимые режимы для осуществления операция вычитания в сумматоре 7. Этот же импульс, воздействуя через элемент ИЛИ 12 ня вход синхронизации сумматора 7, обеспечит выполнение этой операции, С выхода3 144 ОЗУ 5 будет прочитан обратный код предварительной оценки частоты И, а по сигналу одновибратора 11, воздействующему на вход "Единица переноса младшего разряда сумматора" 7, к обратному коду И будет добавлена единица, т.е. сформирован дополнительный код, который по сигналу синхронизации выполнит вычитание И, из содержимого сумматора 7. По первому импульсу одновибратора 11 содержимое сумматора 7 не изменится, так как по нулевому адресу ОЗУ 5 вначале цикла измерения не было записи предварительной оценки частоты.После выполнения операции вычитания одновибратор возвращается в исходное состояние, а на втором выходе линии 3 задержки появляется очередной импульс входного сигнала По этому импульсу запишется в "нулевой" адрес ОЗУ 5 очередное значение предварительной оценки частоты и одновременно это же значение оценки будет добавлено к содержимому сумматора 7. К этому времени в сумматоре 7 будет сформирована окончательная оценка частоты исследуемого сигнала на начальном этапе измерения (И), Последующему импульсу с первого выхода сумматорав реверсивном счетчике будет зафиксировано очередное значение предварительной оценки частоты (И ), в счетчик 4 будет записана единица, этим же импульсом через элемент И 10 будет вновь запущен одно- вибратор 11, по сигналу которого из содержимого сумматорабудет вычтено значение предварительной оценки И а после возвращения одновибратора в исходное состояние импульсом входного сигнала, появившимся к этому моменту времени с второго выхода линии 3 задержки, значение предварительной оценки частоты будет записано вновь по первому адресу ОЗУ 5 (вместо уже использованного значения. И, ) и прибавлено к содержимому сумматора 7. Последующие оценки повторяются; Очередной импульс переполнения счетчика 4 подтвердит единичное состояние триггера 9 и элемент И 10, выполняющий роль ключа, будет открыт на все последующее время измерения,В результате перечисленных операций над входным сигналом в частотомере реализуется операция текущего тс 8295 40 45 50ду синхронизации сумматбра, первый.5 10 15 20 25 30 35 реднения предварительных текущих оценок, получаемьх н счетчике 2,Объем ОЗУ, адресного счетчика и сумматора определяются требуемой точностью измерения, Например, для уменьшения среднеквадратической погрешности измерения в два раза потребуется двухразрядный адресный счетчик и ОЗУ для записи четырех значений предварительных оценок частоты, После первой "холостой" операции вычитания для этого случая в сумматоI ре будет находиться сумма И = И, + + И + И + И, После второго И = И+ И+ И, + И-, После третьеговычитания И -- И + И + И- + И и т.д.Погрешность квантования в цифровом частотомере уменьщается в раз, где тп - количество усредняемых в сумматоре предварительных оценок частоты исследуемого сигнала, при сохранении времени измерения, При наличии Флюктуационных помех шумовая составляющая суммарной погрешности измерения также будет уменьшена в .и раз, если Т 1 Ф, , где Тх время измерения; , - время корреляции Флюктуационной помехи.Следовательно, рассмотренный цифровой частотомер обеспечивает повышение точности и помехоустойчивости измерения при временах, соизмеримых с периодом исследуемого сигнала. Формула изобрет ения ЦиФровой частотомер, содержащий Формирующее устройство, вход которого является входом частотомера, а выход соединен с суммирующим и через линию задержки с вычитающим входом реверсивного счетчика, и индикатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости при малых временах измерения, в него введены последовательно соединенные адресный счетчик, оперативное запоминающее устройство, мультиплексор, сумматор, а также последовательно соединенные триггер, элемент И, одновибратор и элемент ИЛИ, выход которого подключен к вховход которого соединен с входом,ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 1448293 6 носа младшего разряда" сумматора, выход переполнения которого соедивторой вход элемента ИЛИ соединен с нен с триггером, при этом выход ревходом "Запись" оперативного запоми- версивного счетчика соединен с втонающего устройства и вторым выходом рым входом мультиплексора и шиной5линии задержки,первый выход которой входа оперативного запоминающего также подключен к второму входу зле- устройства, а выход сумматора подмента И и входу адресного счетчика, ключен .к индикатору.