Цифровой частотомер

Заявлено 26 февраля 1962 г. за766500/26-10 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Опубликовано в Бюллетене изобретений24 за 1962 г.ь результат я этого доп ром ежуткдск) совпа. Известны цифровые частотомеры, действие которых основано на использовании счета импульсов на эталонном отрезке времени. Недостаток известных цифровых частотомеров состоит в том, что для получения отсчета с малой погрешностью квантования на частотах звукового диапазона требуется чрезмерно большое время. Так, если внутренний образцовый генератор имеет погрешность 10-в, то для получения отсчета с погрешностью квантования того же порядка при измерении частоты 1 Мгц необходимо затратить 1 сек, а при измерении частоты 10 кгпв - 100 сек, что неприемлемо.Отличительной особенностью предлагаемого цифрового частотомере является то, что в нем применена дополнительная интерполяционная декада, считающая импульсы на отрезке времени, задаваемом преобразовательным устройством. Это позволяет повысить точность измерения частоты, не требуя дополнительных заграт времени на измерение.На фиг. 1 изображена блок-схема цепи для увеличения масштабов отрезков периодов, примыкающих к импульсам пуск и стоп; на фиг, 2 - график импульсов измеряемой частоты при совпадении импуль. са пуск с одним из импульсов измеряемой частоты; на фиг, 3 - график импульсов измеряемой частоты при произвольном расположении импульса пуск по отношению к импульсам измеряемой частоты; на фиг. 4 - график заряда и разряда конденсатора.Предлагаемый цифровой частотомер позволяет получитизмерения с дополнительным верным знаком, не требуя длполнительных затрат времени на измерение. Если началовремени, в течение которого производится счет (импульс пудает с одним из ипулсо измеряемой часто, то озаи частотомера соответствуют числу целых периодов измеряемой частоты, уложившихся во время счета. По существу, частотомер определяет целую часть отношения времени счета к длительности периода измеряемой частоты. Остаток от деления времени счета на период равен отрезку времени АВ, поэтому для получения точного значения измеряемой частоты достаточно к отсчитанному частотомером числу добавить дробную часть, равную отношению отрезка АВ к периоду АС. Определение этого отношения и является задачей интерполирующего устройства. Однако удобнее иметь результат интерполяции в цифровом виде для получения цифрового отсчета отношения отрезка АВ к периоду измеряемой частоты, для чего отрезок АВ необходимо растянуть в десять раз, и в течение этого растянутого времени считать импульсы измеряемой частоты с помощью добавочной (интерполяционной) счетной декады. Полученное число и будет первым десятичным знаком искомого отношения, то есть добавочным верным знаком результата. Поскольку на практике трудно осуществить селекцию последнего импульса измеряемой частоты, рекомендуется растягивать не отрезок АВ, а дополняющий его до периода отрезок ВС, а в качестве интерполяционной декады использовать вычитающий счетчик, первоначально установленный на 9.Растяжение отрезков времени может быть выполнено, например, с помощью цепи, состоящей из конденсатора 1 и двух стабилизаторов тока 2 и д, токи стабилизации которых относятся как 10: 1, причем стабилизатор 3 работает непрерывно, разряжая конденсатор 1 и поддерживая транзистор 4 в состоянии, близком к насьпцению, а стабилизатор 2 включается с помощью ключа 5 только на время действия входного напряжения. Конденсатор в течение растягиваемого отрезка времени 1 заряжается, а затем разряжается в девять раз меньшим током. Общее время запертого состояния транзистора 4 равно 10.В общем случае произвольного расположения импульса пуск по отношению к импульсам измеряемой частоты интерполирующее устройство должно определять сумму отношений отрезков ВЕ и АВ к периоду измеряемой частоты и добавлять полученное число (которое теперь находится в пределах от 0 до 2) к уменьшенному на единицу числу импульсов, зарегистрированному основным счетчиком частотомера. В качестве интерполяционной декады в этом случае следует использовать реверсивный счетчик, Поскольку результат интерполяции складывается из двух частей, каждая из которых имеет свою погрешность квантования, для получения более надежного результата может оказаться желательным растягивать измеряемые отрезки времени не в 10, а в 20 раз, а перед интерполяционной декадой поставигь триггер, производящий пересчет на 2.Работа интерполятора протекает следующим образом.Импульс пуск включает триггер, управляющий цепью растяжения отрезков времени. Триггер выключается первым приходящим импульсом (импульс Е) измеряемой частоты. Выходное напряжение этого триггера запрещает поступление импульса Е на вход основного счетчика; тем самым число импульсов, регистрируемое этим счетчиком, уменьшается на единицу. В течение растянутого в 10 (или 20) раз отрезка РЕ интерполяционная декада, предварительно включенная на сложение, считает импульсы измеряемой частоты. По окончании счета декада переключается на вычитание (предполагается, что время счета основного счетчика больше двадцати периодов). Импульс стоп снова включает триггер, управляющий цепью растяжения отрезков15225 Ьвремени. В течение растянутого в 10 (или 20) раз отрезка ВС интерполяционная декада вычитает из ранее зарегистрированного числа импульсы измеряемой частотьь Если при этом вычитании на выходе декады не возникает переноса, показание основного счетчика должно быть увеличено на единицу, После окончания счета интерполяционная декада переключается на сложение, а ее показания передаются на отсчетные и регистрирующие устройства в качестве дополнительного младшего разряда результата измерения.Предмет изобретенияЦифровой частотомер, работающий по принципу счета импульсов на эталонном отрезке времени, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в нем установлена дополнительная интерполяционная декада, подсчитывающая импульсы измеряемой частоты на отрезке времени, задаваемом преобразователем, который использован для увеличения масштаба отрезков периодов, примыкающих к импульсам пуск и стоп, например, путем заряда-разряда конденсатора от двух стабилизаторов тока.Составитель 10. И. Теснекдактор Я, С, Кутафина Техред Т. П. Курилко Корректор Г. С. Мосоло 108 Ъ одп.ак. 38 Типография, пр. Сапунова,еч. 21/1 - 83 г8ЦБТИ пр Формат бум, 7Тираж 1150и Комитете по делам ипри Совете Министросква, Центр, М, Черкасс обретении и оов СССРкий пер., д. 2/6 Объем 0,35 изд, л. Цена 4 коп. крытий