Цифровой частотомер

ОП ИСАНИ-ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеюз Советски кСоциапистическинРеспублик и 840757(23) Приоритет(5 ) М. Кл,б 01% 23/00 ЙфуднрстееннЫ 1 квинтет СССР дв диан изобретений н вткрытий(53) УД К 621, 31 7, .723(,088.8) Дата опубликования описания 25.06.81(54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах измерения частоты сигналов.Известен цифровой частотомер, со 5 держащий последовательно соединенные генератор опорной частоты, формирователь импульсов опорной частоты, элемент совпадения, триггер, ключ и счет- . чик импульсов, выход которого подключен ко второму входу триггера, а выход формирователя соединен со вторым входом ключа; и последовательно соединенные формирователь импульсов измеряемой частоты, второй ключ и второй счетчик импульсов, причем второй вход второго ключа соединен с выходом триггера, а выход формирователя импульсов измеряемой частоты подключен ко второму входу элемента совпадения 1 11,Недостатки такого устройства - большая .ошибка измерения и длительность опорных и сигнальных импульсов, а также задержка начала интервала измерения от момента запускачастотомера до момента совпадения импульсов измеряемой и опорной частот. Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является устройство, содержащее основной делитель частоты,фгенератор опоркой частоты, последовательно соединенные формирователь импульсов, первый ключ и счетчик импульсов, последовательно соединенные одновибратор, первый основной триггер, второй ключ и второй основной триггер, выход которого подключен к второму входу первого ключа и к входу основного делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом первого основного триггера и с вторым входом второго основного триггера, а выход формирователя импульсов подключен к второму входу второго ключа 21.Недостаток известного устройства - низкая точность измерения.574 3 8407Цель изобретения - повышение точности измерения путем сдвига интервала измерения на полпериода исследуемого колебания при измерении час тоты сигналов сложной формы.Эта цель достигается тем, что в цифровой частотомер, содержащий основной делитель частоты, генератор опорной частоты, последовательно соединенные формирователь импульсов, 10 первый ключ и счетчик импульсов, последовательно соединенные одновибратор, первый основной триггер, второй ключ и второй основной триггер, выход которого подключен к второму входу первого ключа и к входу основного делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом первого основного триггера и с вторым входом второго основного триггера, выход формиро вателя импульсов подключен к второму. входу второго ключа, введены дополнительный делитель частоты и последовательно соединенные дополнительный триггер и коммутатор, второй вход которо-, 25 го подключен к входу дополнительного делителя частоты и к выходу генератора опорной частоты, при этом третий вход коммутатора соединен с выходом дополнительного делителя частоты, 30 второй выход основного делитея частоты подключен к четвертому входу коммутатора, первый вход дополнительного триггера соединен с вторым входом первого ключа, а второй вход ос- з 5 новного триггера подключен к входу счетчика импульсов. На фиг. 1 схематично представленцифровой частотомер; на фиг. 2 - диа граммы, поясняющие работу устройства.Цифровой частотомер содержит одно- вибратор 1, триггер 2, ключ 3, триггер 4, ключ 5, счетчик 6, формирователь 7, делитель 8 частоты, триггер 9, коммутатор 10, генератор 11 опорной частоты, делитель 12 частоты.На диаграммах обозначены: 13 - импульсы сигнала на выходе формирователя 7; 14 - напряжение на выходе триггера 2; 15 - напряжение на выходе триггера 4; 16 - напряжение на выходе триггера 9; 17 - импульсы опорной частоты на выходе коммутатора 10.Устройство работает следующим образом.На клемму "Запуск" в момент времени Йф поступает сигнал запуска и включает одновибратор 1, который срабатывает и запускает триггер 2, последний опрокидывается (диаграмма 14 и открывает ключ 3.Импульсы входного сигнала, сфор-. мированные формирователем 7, иэ поданного на вход колебания (диаграмма 13) через открытый ключ 3 поступают на первый вход триггера 4, который первым импульсом сигнала опрокидывается (диаграмма 15) и открывает ключ 5. Сигнальные импульсы через открытый ключ 5 поступают на счетчик 6 и регистрируются, начиная со второго импульса, причем первый после момента 1 О импульс не регисткурируется, так как начало импульса с выхода триггера 4 смещено вследствие задержки в ключе 3 и триггере 4.Импульс с выхода триггера 4 передним фронтом воздействует на делитель 8 частоты, устанавливая его в начальное (нулевое) состояние. Коэффициент деления делителя 8 частоты определяет длительность интервала измерения, поэтому с момента его установки начинается отсчет интервала измерения, Кроме того, выходной импульс триггера 4 опрокидывает триг" гер 9, который в исходное состояние возвращается первым же импульсом сигнала, прошедшим через ключ 3, т.е. вторым импульсом после момента запуска С 0, В результате на выходе триггера 9 появляется импульс (диа. грамма 16), длительность которого точно равна одному периоду частоты следования сигнала,Выходной импульс триггера 9 управляет коммутатором 10 таким образом, что при отсутствии импульса на вход делителя 8 частоты поступают импульсы опорной частоты непосредственно с выхода генератора 11 опорной частоты, а при воздействии импульсачереэ делитель 12 частоты. Таким об-. разом, на выходе коммутатора 10 (диаграмма 17) частота опорных импульсов сказывается переменной, т.е.уменьшенной в два раза ( /2) на интервале первого периода сигнала и но" миналъной ( ) в остальное время.В течение первого периода сигнала для формирования интервала измерения на вход делителя 8 частоты поступает иа ( Т,.)/2 импульсов опорной частоты меньше эа счет деления опорной часто5 84075 ты в делителе 12, Для сохранения заданного количества импульсов, необходимого для наполнения делителя 8 частоты, происходит приращение интервала измерения Тп на величину Т/2, а поскольку первый импульс сигнала счетчиком 6 не регистрируется, при,ращение интервала эквивалентно его сдвигу, при этом погрешность дискретности уменьшается вдвое. 1 ОТаким образом, в, предлагаемом цифровом частотомере повышена точность измерений частоты сигналов за счет уменьшения ошибки дискретности, при этом Форма колебаний, частота кото рых измеряется, не влияет на величину погрешности измерения, а сдвиг интервала измерения происходит с прецизионной точностью при любой частоте синусоидальных и импульсных сигналов щ т.е. весьма простыми техническими средствами погрешность цифровых частотомеров,может быть уменьшена вдвое, что очень важно на практике, особенно при ограниченном времени измере- д ния. 7 6тор, первый основной триггер, второйключ и второй основной триггер, выход которого подключен к второму входу первого ключа и к входу основногоделителя частоты, выход которого соединен с вторым входом первого основного триггера и с вторым входом второго основного триггера, выход Формирователя импульсов. подключен к второму входу второго ключа, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены дополнительный делитель частотыи последовательно соединенные дополнительный триггер и коммутатор, второй вход которого подключен к входудополнительного делителя частоты ик выходу генератора опорной частоты,приэтом третий вход коммутатора соединен с выходом дополнительногоделителя частоты, второй выход основного делителя частоты подключен кчетвертому входу коммутатора, первыйвход дополнительного триггера соеди- .нен с вторым входом первого ключа,а второй вход основного триггера подключен к входу счетчика импульсов.Формула изобретения Цифровой частотомер, содержащий основной делитель частоты, генератор опорной частоты, последовательно соединенные Формирователь импульсов, первый клоч и счетчик импульсов, послеДовательно соединенные одновибраИсточники информации,30 принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Иф 451962, кл. 501% 23/02, 05.02.73.2. Ермолов Р.С. Цифровые частотомеры. Л., "Энергия", 1973, с. 7, рис. 1-2./г омак Подписное акаэ 4754 65 Тираж 732 ВНИИПИ Государственного комитета С по делам иэобретений и открытий 113035 Москва, ЖРаушская наб.Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель Л. ВоронинаРедактор С. Ро кова Те ед М.Голинка Коррек