Цифровой следящий частотомер

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ(22) Заявлено 300480 (2 ) 2918608/18-21 5 ) М. КЛ. Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Государствениый комитет СССР по аедам изобретеиий и открытий(088.8) Дата опубликования описания 23.12,81(71) Заявитель Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола(54) ЦИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ЧАСТОТОМЕР Изобретение относится к областиизмерительной техники и может бытьиспользовано для цифрового измерениячастот.Известен цифровой следящий частотомер, состоящий иэ реверсивногосчетчика, делителя частоты, импульсно-потенциальных вентилей, схемысборки .и генератора опорной частоть (1 .Недостатком известного частотомера является низкое быстродействие.Наиболее близким по техническОйсущности к предлагаемому изобретению является цифровой следящий частотомер, состоящий из генератораопорной частоты, формирователя,хронизатора, реверсивного счетчика,двух двоичных умножителей, образованных счетчиками импульсов в соче.тании с,импульсно-потенциальнымивентилями, а также импульсными.схемами .сборки, формирователя интервалов коррекции и схемы совпадения (2).Цель изобретения - повышение точности измерений,Поставленная цель достигается тем,что в цифровой следящий частотомер,содержащий генератор опорной частоты, формирователь, хронизатор, реверсивный счетчик, первый счетчик импуЛьсов, первую группу импульснопотенциальных вейтилей и схему сборки, формирователь интервалов коррекции, элемент совпадения и второй счетчик импульсов, шина входной частотычерез формирователь подключена кпервому входу хронизатора, второйвход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и входомпервого счетчика импульсов, входсброса которого соединен со входомсброса второго счетчика импульсов,а выходы через первую группу импуль 1 з сно-потенциальных вентилей соединены со входами схемы сборки, выходкоторой соединен со входом второгосчетчика импульсов, выход которогосоединен с первым входом формирова теля интервалов коррекции, первый,второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому входу элемента совпадения, к первому ивторому управляющим входам реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом элемента совпадения, введены регистр, третийсчетчик импульсов, вторая группаимпульсно-потенциальных вентилей, и 30 триггер, причем вход записи регистрасоединен с выходом хронизатора, входами сброса первого и второго счетчика импульсов, первыми входами второй группы импульсно-потенциальных вентилей и первым входом триггера, второй вход которого соединен с первым выходом фоомирователя интервалов коррекции, а выход - со вторым входом элемента совпадения, установочные входы регистра соединены с выходами первого счетчика импульсов, а выходы - со вторыми входами первойгруппы импульсно-потенциальных вентилей, выходы реверсивного счетчика через вторую группу импульсно-потенциальных вентилей соединены с установочными входами третьего счетчика импульсов, вход которого подключен к третьему входу элемента совпадения и выходу генератора опорной частоты, а выход - ко второму входу Формирователя интервалов коррекции.На чертеже представлена блок-схема цифрового следящего частотомера.Устройство состоит из генератора1 опорной частоты, Формирователя 2, хронизатора 3, реверсивного счетчика 4, двоичного умножителя 5, содержащего счетчик б импульсов, группу 7 импульсно-потенциальных вентилей и схему 8 сборки счетчика 9 импульсов, регисгра 10, управляемого делителя 11 частоты, содержащего счетчик 12 импульсов и группу 13 импульсно-потенциальных вентилей, формирователя 14 интервалов коррекции, элемента 15 совпадения и триггера 16.Шина входной частоты соединена со входом формирователя 2, выход которого подключен ко входу хронизатора 3, Выход генератора 1 опорной частоты соединен со входом счетчиков б и 12, третьим входом элемента 15 совпадения и вторым входом хронизатора 3, выход которого подключен ко входам сброса счетчиков б и 9, входу записи регистра 10, входам группы 13 импульсно-потенциальных вентилей и первому входу триггера 16. Выходы счетчика б импульсов соединены со входами установки регистра 10 и через группу 7 импульсно-потенциальных вентилей, вторые входы которых подключены к выходам регистра 10, со входом схемы 8 сборки. Выход последней соединен со входом счетчика 9 импульсов, выход которого подключен ;ко входу Формирователя 14 интервалов коррекции. Выходы реверсивного счетчика 4 через группу 13 импульсно- потенциальных вентилей соединены со входами установки счетчика 12, выход которого соединен со вторым входом формирователя 14 интервалов коррекции. Выходы последнего соединены соответственно со вторым входом триггера 16 и а первым входом элемента 15 совпадения, выход кото Тх . о Хфкоторое передним Фронтом очередногоимпульса с выхода хронизатора 3 переносится в регистр 10.При этом задним фронтом этого же импульса производится сброс в ноль счетчиков 6 и 9,установление в. единичное состояниетриггера 16 и перенос инверсного кода предыдущего результата измерения1Бх из реверсивного счетчика 4 всчетчик 12 импульсов.На выходе двоичного умножителя 5,управляющим кодом которого являетсякод Итх,хранящийся в регистре 10,Формируется частотно-импульсная последовательность с частотой следования импульсов Гтх .о НтхТх 2"40где йо - опорная частота;и - число двоичных разрядовсчетчика б и регистра 10;щ - разрядный двоичный счетчик 45 9 производит деление частоты следования импульсов свыхода двоичного умножителя 5 на коэффициент 2ТхТ (3)Х 2 2 й 1(2) 50 т.е. импульс на его выходе появляется через эрла 7 1 1 тх(4) 55 с момента начала очередного периода ТХ еНа выходе же счетчика 12 при по- Щ ступлении на его вход импульсов опорной частоты следования импульс появится через время2"- (2"- И) ИТ - (5) 65 о о рого подключен ко входу реверсивного счетчика 4, к первому и второмууправляющим входам реверсивногосчетчика 4Выход триггера 16 подключен ко второму входу элемента 155 совпадения,Устройство работает следующим образом.Измеряемый частотный сигнал Гхпоступает на формирователь 2, кото-.рый совместно с хронизатором 3 преобразует его в последовательностькоротких имгульсов с длительностью,равной длительности импульса с выхода генератора 1 и частотой следования, равной измеряемой частоте йх .15 Между каждыми двумя импульсамиэтой последовательности, т.е. в течение каждого периода Тх частоты йхв счетчике б подсчитывается число импульсов Итх опорнбй частоты следова 2 О ния йо с выхода генератора 1с момента начала текущего периода Тх .При равенстве Т = Т (6) дт= (Т - т"(8) в течение которого на его .выходе устанавливается потенциал, разрешающий прохождение импульсов частотой следования йд на вход реверсивного счетчика 4, где они в зависимости от знака дТ складываются или вычитаются из результата предыдущего измере ния М .То есть к концу интервала коррекции дТ вреверсивном.счетчике 4 устанавливается число Ихх + дТ о, (9)В конце интервала коррекции триггер 16 сбрасывается в ноль и запрещает коррекцию числа в счетчике .4 до. следующего очередного периода. Т,. Справедливость того, что коррекция 35 Бйх производится именно на величину дТЙо, видна иэ следующих соображений с учетом выражений (1-5, 7, 8)12дт =)Т - Т = -- . Кх- Ы.=о " Ь 40д 1) ф1.где дИ - число импульсов, на котороенадо скорректировать Ихдо достижения величины 1) , 45откудахПредлагаемый частотомер отличается от известного, так как увеличение измеряемой частоты й не вызывает в нем дополнительной погрешности Ф, возникающей в этом случае в известном частотомере.Это достигается за счет того, что код предыдущего показания переносится в настоящем устройстве из реверсивного счетчика 4 в счетчик 12 делителя 11 частоты в начале каждого очередного периода Тх, т.е. перед очердной коррекцией Их и, следова 1отельно, изменение М в процессе коррекции не влияет на ФормированиеЦинтервала времени Т , а следовательно и времени коррекции д Т. 50 60 на первом выходе формирователя 14 интервала коррекции все время нахо .дится нулевой потенциал, запрещающий коррекцию предыдущего результата МЕх измерения Е, хранящегося в реверсивном счетчике 4.При этом с учетом выражений (1-6) 102иХ= -- йГ, х х(7) При невыполнении равенства б формирователь 14 интервалов коррекции производит выделение временного интервала дТ Формула изобретенияЦифровой следящий частотомер, содержащий генератор опорной частоты,Формирователь, хронизатор, реверс вный счетчик, первый счетчик импуль"сов, первую группу импульсно-потенциальных вентилей, схему сборки,формирователь интервалов, элементсовпадения и второй счетчик импульсов, шина, входной частоты через Формирователь подключена к первому входу хронизатора, второй вход которого соединен с выходом генератораопорной частоты и входом первогосчетчика импульсов, вход сброса которого соединен со входом сброса второго счетчика импульсов, а выходычерез первую группу импульсно-потен.циальных вентилей соединены со входами схемы сборки, выход которой соединен со входом второго счетчика импульсов, выход которого соединен спервым входом формирователя интервалов коррекции, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому входу элемента совпадения, к первому и второмууправляющим входам реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом элемента совпадения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измерений,в него введены регистр, третий счетчик импульсов, вторая группа импульсно-потенциальных вентилей, и триггер, причем вход записи регистра со"единен с выходом .хронизатора, входами сброса первого и второго счетчиков импульсов, первыми входамивторой группы импульсно-потенциальных вентилей и первым входом триггера, второй вход которого соединенс первым выходом формирователя интервалов коррекции, а выход - совторым входом элемента совпадения,установочные входы регистра соединены с выходами первого счетчикаимпульсов, а выходы - со.вторымивходами первой группы импульснопотенциальных вентилей, выходы реверсивного счетчика через вторую группу импульсно-потенциальных вентилейсоединены с установочными входамитретьего счетчика импульсов, входкоторого подключен к третьему входуэлемента совпадения и выходу генератора опорной частоты, а выход - ковторому входу формирователя интервалов коррекции.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Новицкий П.В, и др. Цифровыеприборы с частотными датчиками. Л.,фЭнергия, 1970, с. 231.2. Петух А,М., Швецкий Б,И. Метод цифрового измерения низкой частоты в следящем режиме.-Лвтометрия",1971,Р 4,с.80-85 (прототип).892335Составитель Ю. ТюпичТехред С.Мигунова Корректор О, Билак ктор Н ненко аказ 11244/67 В 30 35, Моск Филиал ППП Патент; г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 735ПИ Государственного комитделам изобретений и открва, Ж, Раушская наб.,дписноСССРй4/5