Устройство для измерения частоты импульсов

О П И С А Н И Е922653И 30 РЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСфциалистичесиикреспублик(5)М. Кл. 601 й 23/00 ФЬоуаорстиииые комитет СССР ао делан иэооретеиий и открытийДата опубликования описания 26,04,82(84) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСИМПУЛЬСОВ о сов измеряемого сигнала значи так к иодов величивает время измерения спользуется только частьсколько меньше минимально ти измеряемой пачки) импу и Идлительноьсов пачИзобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в устройствах для цифрового измерения средней частоты следования импульсов непрерывной последовательности, одной пачки или серии пачек импульсов, например, в радиолокации, радионавигации, радиотелеметрии.Известны измерители частоты заполнения радиоимпульсных сигналов, содержащие формирователь. импульсов, одно.0 вибратор, временные селекторы, элементы И, счетчик импульсов эталонной.частоты, счетчик импульсов измеряемой частоты, в которых мерный временной интервал формируется одновибратором или15 триггером, длительность которого всегда должна быть меньше минимальной длительности пачки измеряемого радио- импульса и она может быть не кратна20 целому числу периодов измеряемой частоты, что приводит к увеличению поцзешности измерения, а использование только части длительности пачки импуль Из известных устройств наиболееблизким по технической сущности является устройство для измерения частотыследования импульсов, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, совдиненный через первый селектор со счетными входами счетчика делителя частоты и вспомогательного счетчнка, входустановки в "0" которого соединен сосчетным входом счетчика измеряемой,частоты и выходом второго временногоселектора, первый вход которого соединен с источником измеряемой частотыи первым входом элемента И-НЕ и элемента И:21,Недостаток известного устройства -низкая точность измерения.3 9226Цель изобретения - повышение точности измерения.Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения частоты импульсов, содержащее генератор импульсовэталонной частоты, соединенный черезпервый временной селектор со счетнымивходами счетчика делителя частоты ивспомогательного счетчика, вход установки в О которого соединен сЬ счетным 10входом счетчика измеряемой частоты ивыходом второго временного селектора,первый вход которого соединен с источником измеряемой частоты и первым входом элемента И-НЕ, и элемент И, введен триггер, управляющий вход которогосоединен с выходом делителя частоты,прямой выход триггера подключен к управляющим входам первого и второговременных селекторов, а инверсный выход к второму входу элемента И-НЕ, выходкоторого через первый вход элемента Исоединен со счетным входом триггера,при этом второй вход элемента И соединен с выходом вспомогательного счетчи- р 5ка и управляющим входом делителя частоты.На фиг. 1 представлена функциональная блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма,поясняющая его работу.Устройство измерения частоты импульсов содержит; генератор 1 импульсовэталонной частоты, триггер 2, .селекторы 3 и 4, делитель 5 частоты, состоя 35шцй из счетчика 6, регистра 7 памяти,элемента 8 сравнения, вспомогательныйсчетчик 9, счетчик 10 измеряемой частоты, элемент И 11 и элемент И-НЕ 12.Устройство работает следующим об 40разом,Измерение частоты начинается послеобнуления счетчика 6 делителя 5 частоты, счетчиков 9 и 10, триггера 2 (цепирбнуления на фиг. 1 не показаны) и за 5несения в регистр 7 памяти числа, соответствующего начальному коэффициентуделения частоты делителем 5. При этомс выхода элемента 8 делителя 5 частотыи выхода счетчика 9 выдается сигналуровнеялогической 1" Об, Ое, (фиг 2).а на прямом выходе триггера 2 - сигналуровнем логического "О" Ог, котсвыйзакрывает по управляющим входам селекторы 3 и 4. На счетном входе триггера 2 установится сигнал уровнем "1 фО, а триггер. 2 по счетному, входусрабатывает только при положительныхперепадах напряжения. 53 4Импульсы измеряемой частоты Об через открытые элементы 12 и 11 соответственно поступают на счетный входОв триггера 2. Так как триггер 2 по счетному входу запускается только положительным перепадом напряжения, то он переходит всостояние "1 в момент окончания первого импульса измеряемой частоты Ог, С момента времени сигнал уровнем логического "О" с инверсного выхода триггера 2 закрывает элемент 12. и последующие импульсы измеряемой частоты не воздействуют на триггер 2.Напряжение уровнем "1" с прямого выхода триггера 2 открывает селекторы 3 и 4 и на,счетные входы счетчиков 6 и 9 поступают импульсы эталонной частоты от генератора 1. Так как селекторы 2 и 3 открываются триггером 2 в момент окончания первого импульса измеряемой частоты, то на счетный вход счетчика 10 поступают импульсы измеряемой частоты, начиная со второго импульса. В этом случае счетчик 10 считает количество периодов измеряемой частоты в пачке, т.е. не регистрирует первый импульс пачки начала измерения.Одновременно на управляющий вход установки в "О; вспомогательного счетчика 9 поступают импульсы измеряе- мой частоты, каждый импульскоторой обнуляет его, причем йа все время воздействия импульса сброса счетчик 9 находится в обнуленном состоянии. Емкость счетчика 9 выбирается такой, чтобы за время отсутствия импульса сброса он заполнялся импульсами эталонной частоты менее чем на половину , мс ). С. момента окончания последнего иМпульса пачки (последнего сброса) счетчик 9 заполняется импульсами эталонной частоты, а счетчик 6 делителя 5 частоты суммирует их, Когда емкость счетчика 9 заполнится на половину, его триггер старшего разряда изменит сиде состояние с "1" на О (Од) и на счетном входе триггера 2 станет сигнал уровнем О. При переполнении счетчика 9 триггер старшего разряда вновь станет в исходное: состояние "1" и передний фронт этого сигнала через открытый элемент 11 по счетному входу переключит триггер 2 в нулевое исходное состояние, при этом селекторы 3 и 4 закрываются, а элементы 11 и 12 открываются, устройство принимает исходное состояние и готово к приему следующей пачки. При этом в5 9226счетчике 10 будет записано число, равное количеству периодов импульсов измеряемой частоты, а в счетчике 6 делителя 5 - количество импульсов, пропорциональное сумме периодов импуль-.сов измеряемой частоты в пачке и плюсколичество импульсов переполнения счетчика 9. Для того, чтобы исключить изрезультата измерения лишние импульсыкоторые занесены в счетчик 6 с мо Омента окончания последнего импульсапачки (. ) фиг. 2) положительным фронтом импульса переполнения счетчика 9,коэффициент деления делителя 5 увеличивается на число, равное количеству 15импульсов переполнения вспомогательного счетчика 9. Увеличение коэффициентаделения делителя 5 происходит за счетдополнительной записи в регистр 7 числа, равного числу импульсов переполнения тсчетчика 9. Например, если счетчик 9является двоичным и содержит 4 разрядаг(триггера),то в регистр 7 делителя 5заносится число 2 , для чего дополнительно на счетный вход пятого разряда 25регистра - счетчика памяти 7 - необходимо подать импульс переполнения с выхода счетчика 9. В этом случае необходимо, чтобы регистр 7 был тоже двоичнымТаким образом, в конце измерения каж- З 0,дой пачки число 7 в регистре 7 равноначальному числу й, занесенному доначала измерения, плюс количество импульсов переполнения й счетчика 9,умноженное на количество т пачек с начала данного измерения, т.е,При поступлении на вход устройства40следующих пачек импульсов измеряемой частоты, работа устройства происходит аналогично вышеописанному, причем этот процесс повторяется до техпор, пока в счетчик 6 не будет занесено45количество Мв импульсов эталонной частоты, равное числу х 7 ; записанному врегистре 7. В момент сравнения чисел всчетчике 6 и регистре 7 на выходе элеменга 8 появится сигнал уровнем "1",50в результате которого триггер 2 станетв нулевое исходное состояние и будетнаходиться в этом состоянии до тех пор,пока сигнал "1 " будет на его управляющем входе, На этом процесс измеренияполностью заканчивается,55Так как в конце измерения число йе в счетчике 6 равно числу м, в регист ИЗ 6ре 7, то суммарное время измерения определяетсяТУ 7ТУМ 7или7: М, Т тМЧЪ 7 4 Й Ът 7 где Мо - число, находящееся в счетчике 10;4, - число, находящееся в счетчике 9.Из последних двух уравнений определяется значение измеряемой частоты 1 по формуле-г= , УэНо-МТаким образом, результат измерения не зависит от количества пачек импульсов (от числа м) и при ы,Э М по счетчику 10 непосредственно можно отсчитывать значение измеренной частоты У Благодаря точному измерению суммарной длительности целого числа периодов измеряемой частоты за счет учета поправки В предлагаемое устройство позволяет с заданной точностью до периода эталонной частоты измерять частоту следования непрерывной последовательности и серии пачек импульсов различной длительности, повышать точность измерения за счет исключения конечной длительности импульсов сброса (импульсов измеряемой частоты) из результата формирования мерного интервала времеВведение в устройство триггера и новых связей значительно расширяет функциональные, возможности и повышает точность измерения, а также исключает необходимость подсчета первых импульсов измеряемой частоты в каждой пачке для исключения их из результата измерения (из числа в счетчике 10), что дает возможность автоматизировать про(цесс измерения.фор мула изобретенияУстройство для измерения частоты импульсов, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, соединенный через первый временной селектор со счетными входами счетчика делителя частоты и вспомогательного счетчика, вход установки в "0" которого соединен со счетным входом счетчика измеряемой частоты и выходом. второго временного селектора, первый вход которого соединен с источником измеряемой частоты и пер-.Фиг. ВНИИПИ Заказ 2574/59 Тираж 7 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проекты 7 922653 8 вым входом элемента И-НЕ, и элемент И соединен с .выходом. вспомогательного И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, счетчика и управляющим входом делите,с целью повышения точности измерения, ля частоты. в него введен триггер, управляющий входкоторого соединен с выходом делителя Источники информации, частоты, прямой выход триггера подклю- принятые во внимание при экспертизе чен к управляющим входам первого и 1. Авторское свидетельство СССР второго временных селекторов, а инверс- М 524139, кл. О 01 К 23/02, ный выход - к второму входу элемента 22.04.75.И-НЕ, выход которого через. первый вход 1 2. Авторское свидетельство СССР элемента И соединен со счетным входом % 754324, кл. О 01 Я 23/10, триггера, при этом второй вход элемента 12;07.78.