Цифровой частотомер

)4 001 В 23/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ 3784215/225.08.8423.12.85,В.И.Маслоафиуллин621.317(0Авторское287, кл.тарское с962, кл. 21 47 о мерного интероторого устанавузанов, ванский льности исслеов. Повышение обеспечивается нтервала ошибкоторого опре льство ССС3/02, 1973ство СССР3/02, 1973 к д(57) Изобретение относится к устройствам для измерения частоты непрерывных синусоидальных сигналов, а также поимпульсного измерения частоты заполнения радиоимпульсов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей частотомера путем поимпульсного измерения частоты заполнения радиоимпульсов и частоты непрерывных сигналов при одновременном повышении его точнос:ти-т,и(21) (22) (46) (72) М,Д.С (53) (56) У 46 ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Бюл. 9И.Ф.В,Ф.Х8.8)свидет01 Видетел01 В и и быстродействия. Это достигатся посредством создания синхроно с первым импульсом измеряемой частоты регулируемовала, длительностьливают меньше длитедуемых радиоимпульсточности измеренийпутем определения ии, длительность Йеляется выражением где Т и Т - периоды следования им"о хпульсов опорного и исследуемого сигналов соответственно; 1 х и М количество импульсов исследуемой опорной частоты, зарегистрированных за время действия мерного интервала. Начало мерного интервала синхронизировано с импульсами исследуемой частоты, что также повьппает быстродействие частотомера. 2 ил.25 д:ТК-Т й где Т и Т - периоды следования им- З 0о Хпульсов опорного и исследуемого сигналов (последняя импульсная последовательность формируется из исходного непрерывного сигнала) соответственно,8 и Н - количество импульсовМ оисследуемой и опорной частоты, зарегистриро ванные за время действия мерного интервала.Кроме того, повышение точности измерений обусловлено тем, чтоначало мерного интервала синхронизи ровано с импульсами исследуемой частоты и импульсами эталонной частоты. Указанная синхронизация обеспечивает также повышение быстродействия устройства.На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит последовательно соединенные формирователь 1 55 импульсов измеряемой частоты, вход которого является входом устройства ключ 2 и первый. счетчик 3, а также 12 ООИзобретение относится к электрон радиоизмерениям и предна наченодля измерения как непрерывных сину,соидальных сигналов, так и для поимпульсного измерения частоты заполнения радиоимпульсов.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства за счет обеспечения поимпульсного измерения частоты заполнения радиоимпульсов и частотынепрерывных сигналов при.одновременном повышении точности й быстродействия.Поставленная цель достигается 15посредством создания одновременно(синхронно 1 с первым импульсом измеряемой частоты регулируемогомерного интервала, длительность которого устанавливается меньше длительности исследуемых радиоимпульсов,Повышение точности измеренийобеспечивается за счет возможностиопределения "интервала ошибки",длительность которого находится извыражения 89 1схему 4 совпадений, вход которой подключен к выходу формирователя 1 импульсов измеряемой частоты , триггер 5 и второй счетчик 6. Устройство также содержит второй триггер 7, два последовательно соединенных ждущих мультивибратора 8 и 9, вход первого из которых соединен с выходом формирователя 1 импульсов измеряемой частоты и первым входом первого триггера 5, второй вход которого соединен с выходом второго триггера 7, рециркулятор 10, в состав которого входят последовательно соединенные усилитель и линия 12 задержки, выход которой соединен с входом усилителя 11 и является первым выходом рециркулятора 10, вторым выходом которого является выход усилителя 11, Этот выход подключен к второму входу первого счетчика 3, дополнительный вход которого соединен с выходом первого ждущего мультивибратора 8 и с первым входом второго триггера 7, второй вход которого подключен к первому выходу рециркулятора 10, входами которого являются входы усилителя 11, Первый вход рециркулятора 11 соединен с выходом первого ждущего мультивибратора 8, а его второй вход - с выхОдом схемы 14 совпадений, второй вход которой подключен к выходу второго ждущего мультивибратора 9. Кроме того, устройство содержит вторую линию 13 задержки, решаюший блок 14 имногоканальный дискриминатор 15 длительности. Первый и второй входы решающего блока 14. соединены соответственно с выходами первого 3 и второго 6 счетчиков, а его третий вход подключен к выходу второй линии 13 задержки.Многоканальный дискриминатор длительности содержит секцнонированную линию 16 задержки, к каждому иэ выходов которой подключены последовательно соединенные сумматор 17,. ограничитель 18 и выходной каскад 19,выход которого служит соответствующим выходом многоканаль ного дискриминатора 15 длительности, вход которого образован соединением входа секционированной линии 16 задержки. со всеми вторыми входами сумматоров 17, при этом выход первого триггера 5 подключен квходу второй линии 13 задержки, к дополнительному входу второго счетчика 6 и к входу многоканального дискриминатора 15 длительности, выходы которого соединены с соответствующими входами второго счетчика .6.Устройство работает следующим образом.Исследуемый сигнал, представляющий собой последовательность радио- импульсов (или одиночный радиоимпульс), подается на вход устрой" ства, где на выходе формирователя 1 импульсов измеряемой частоты формируется импульсная последовательность, период следования импульсов которой соответствует периоду входного сигнала (сигналу заполнения).1По первому импульсу с выходаФормирователя 1 импульсов измеряемой частоты (Фиг, 2 а и б) запус 1 кается первый ждущий мультивибратор8, который Формирует на выходе одиночный импульс прямоугольной фор-.мы (фиг. 2 в), длительность которогоустанавливается меньше длительностирадиоимпульса. Этот импульс представляет собой "мерный интервал",по переднему фронту которого запускается второй ждущий мультивибратор 9 и по первому входу открывается рециркулятор 10. На выходевторого ждущего мультивибратора 9формируется импульс, длительностькоторого соизмерима с длительностьюимпульсов .на выходе блока 1, такчто при его совпадении с импульсом на выходе блока 1, что происходит в схеме 4 совпадений, на выхо- .де последней формируется импульс,который проходит на второй вход рециркулятора 10, где начинается егоциркуляция. Частота, с которой происходит эта циркуляция импульса определяется выбранным временем задержки линии 12 задержки, При этом напервом и втором выходах рециркулятора 10 образуются импульсные последовательности "эталонной" частоты,сдвинутые друг относительно другана время, определяемое указаннымвременем задержки. Время циркуляции импульса определяется временемдействия мерного интервала, причемна втором входе рециркулятора импульс может появиться только в начале мерного интервала, дТ=Т. - 1 Этот импульс подается на вход многоканального дискриминатора 15 длительности, где используется секционированная линия 16 задержки, суммарное время задержки которой составляет 40 45 где й - время задержки отдельнойсекции;- количество используемыхсекций.Задержанный в своей секциина время 1 дь импульс на ее выходе поступает на первый входсоответству-, ющего канала формирования (канал состоит из последовательно включенных сумматора, ограничителя и выходного каскада - блоки 17 , 8 191), где он сопоставляется с исходным (до линии задержки) импульсом,50 55 5 1 О 15 20 25 30 35 Счетчик 3 обнуляется передним фронтом мерного интервалаПри этом, если он работает по передним фронтам входных импульсов, то их длительность должна выбираться исходя из времени установки счетчика в начальное (нулевое) состояние. За время действия мерного интервала счетчик 3 фиксирует количество импульсов измеряемой г 1, и эталонной г 1 частоты, которое поступает на него по первому и второму входам соответственно, По заднему фронту мерного интервала эти коды будут переданы в решающее устройство 14, Этим же фронтом мерного интервала закрываются ключ 2 (закрывая первый вход счетчика 3, и рециркулятор 1 О, а второй триггер 7 переводится в единичное состояние 1 В нулевое состояние триггер 7 воз- вращается импульсом с первого вы-. хода рециркулятора 10 (фиг, 2 г и д). Таким образом, на выходе триггера 7 формируется прямоугольный импульс, задним фронтом которого в единичное состояние устанавливается первый триггер 5, Возврат этого триггера в нулевое состояние производится передним фронтом следующего импульса измеряемой частоты (Фиг, 2 е), В результате триггер 5 Формирует импульс, длительность Т которого равна периоду следования импульсов измеряемой частоты Т минус "интервал11ношибкиЭтот результат выдается с задержкой, которая определяется линией 13 задержки и составляет около 14 й.Измерение частоты непрерывного синусоидального сигнала осуществляется аналогично описанному с той лишь разницей, что результат будет выдаваться перирдически,30 35 Формула изобретения Цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные фор мирователь импульсов измеряемой частоты, вход которого является входом частотомера, ключ и первый счетчик, а также схему совпадений, вход которой подключен к выходу формирователя импульсов измеряемой частоты, первый триггер и второй счетчик, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем Обес печения поимпульсного измерения частоты заполнения радиоимпульсов и частоты непрерывных сигналов при одновременном повышении точности и 5 12001 который подается на второй вход со- ответствующего канала ( сумматора 17) .На выходе сумматоров образуются укороченные импульсы, отстоящие друг от друга в соседних каналах во времени на величину д . Количество импульсов так образуемых равно Н,=дТ /ь 7, где дТ оказывается пропорциональным длительности интервала д Т. Пройдя через ограничители 10 18 и выходные каскады 19 эти импульсы поступают на соответствующие входы второго счетчика 6, где подсчитывается их общее количество.Второй счетчик обнуляется перед ним фронтом импульса с выхода первого триггера; 5, а передача кода иэ счетчика в решающее устройство происходит по еаднему фронту этого же импульса. 20Решающее устройство производит вычисления в соответствии с соотношением, которое дает искомую частоту "хХ25+ 89 6быстродействия, в него введены второй триггер,два последовательно соединенных ждущих мультивибратора, вход первого из которых соединен с выходом формирователя импульсов измеряемой частоты и первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, рециркулятор, выполненный в виде последовательно соединенных усилителя и линии задержки, выход которой соединен с входом усилителя и является первым выходом рециркулятора, вторым выходом которого является выход усилителя, которыйподключен к второму входу первого счетчика, дополнительный вход которого соединен с выходом первого ждущего мультивибратора и с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к первому выходу рецгркулятора, входами которого являются входы усилителя, первый из которых соединен с выходом первого ждущего мультивибратора, а второй - с выходом схемы совпадений, второй вход которой подключен к выходу второго ждущего мультивибратора, кроме того, в частотомер .введены вторая линия задержки, решающий блок, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго счетчиков, а его третий вход подключен к выходу второй линии задержки, и многоканальный дискриминатор длительности, состоящий иэ секционированной линии задержки, к каждому из входов которой подключены последовательно соединенные сумматор, ограничитель и выходной каскад, выход которого служит соответствующим выходом многоканального дискриминатора длительности, вход которого образован соединением входа секционированной линии задержки со ьсеми вторыми входами сумматоров, при этом выход первого триггера подключен к входу второй линии задержки, к дополнительному входу второго счетчика и к входу многоканального дискриминатора длительности, выходы которого соединены с соответствующими входами второго счетчика.1200189 и Составитель В.З Техред М,Гергель Редакт Л.Лата ссе 0 Тираж 747ВНИИПИ Государспо делам изоб 13035, Москва, Х(-35 аказ 7861/5 Подписноенного комитета СССтений и открытийРаущская наб д,Филиал ППП "11 атент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4