Способ и устройство для измерения отклонений частоты от номинального значения

к1 т описдни-е И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ Союз Советсиии Социалистических Республик) Дополнительное к авт, свид-ву) Заявлено 04.04.75 (21) 2121538/2 51) 01 В 23,1 О аявки-исоединение сударственный иомите оввтв Министров СССР по делам изобретенийн открытий 23) П те(43) Опубликов 25.02 77, Бюллетень53) УДК 621317.76 (088.8) 45) Дата опубл описания 12.07.77 ков 2) Авторы изобретентг. Д. Бердоносов, Г. И. Никитин и М. А. Сокол 1) Заявитель нинградский институт авиационного приборостро 54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИ ЧАСТОТЫ ОТ НОМИНАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯсчетчике ц юшим ито. ах результирующее иным и изменяется пако в известных сп ся пос я счета не яв что приводит к появлению к по величине, так и по т соотношения частотстаточцой ошибки кнаку, при работе с мроизвольном следов а югочастотным сигналом и нии частот в последовательсировацными длительцостя. юсти импульсов очности,ем, что в спосо- номинального ель изобретения - повыше ни оставленная цель достигаетс 1 ия отклонения частот о из авнецци числ, основанном на подсчете и с в образцовой и измеряемой зцость между номинальны значени 1 астот, опреде. ти зцачениямт ЦВЦЫй ЦОДСЧЕ 1 ля частотцоц посылки по модуу произведеццн 1 разности цо числа импульсов мног лю, пропорццоиальноь астот в посылке и длится мицальцых зцаченииности посылки при во астанцц и убь 1 вациц частоты о значения, записанного в сигнала ог цох ицаль 1Р 1 ет 01 ке. Изобретение относится к области электроизмерительной техники, к системам автоматического регулирования и может примешпься в системах приема сигналов многочастотной телеграфии (МЧТ) при произвольном соотношении между нулями и единицами в передаваемой последовательности импульсов, в автоматизированных системах контроля (АСК) с циклическим опросом первичных частотных преобразователей контролируемых параметров, в системах связи с частотно. временными 10 сигналами (ЧВС), т.е. в областях, где применяются последовательные многочастотные сигналы с длительностями посылок, равными или кратнь 1 ми фиксированному интервалу времени,Известен способ измерения частоты от номи. 15 цаль 11 ого значения, основанный на подсчете числа периодов образцовой частоты 10 в течение проме.жутка времени, определяемого измеряемой частотой 11.Известен также способ, основанный на подсчете 2 числа периодов образцовой частоты в течеште одного периода (или заданного числа периодов) измеряемой частоты убывающим итогом начального номинального значения, записанного в счетчике.При этом ицЛЗ 1 кация состояния счетчика изменяется 25 а инверсную при получении нуляродолжается подсчет импульсов убом до конца периода 21 стот в посылке, производят ревеУстройство для осуществления способа снабжено реверсивным счетчиком, суммирующий вход . которого соединен с формирователем импульсов, а вычитающий- с генератором образцовой часто.ты, потенциально-импульсным дешифратором нулевого состояния реверсивного счетчика, импульсный вход которого соединен с генератором образцовой частоты, а выход с шиной установки реверсивного счетчика в (М-) состояние, потенциально-импульсным дешифратором (И) состояния реверсивного счетчика, импульсный вход которого соединен с формирователем, а выход - с шиной установки реверсивного счетчика в нулевое состояние, к которой подключен выход блока управления, и выходным потенциально-импульсным дешифратором, импульсный вход которого соединен с другим выходом блока управления, причем потенциальные входы всех дешифраторов подключены к выход ным шицчм реверсивного счетчика.На фиг.1 и 2 изображены схемы устройства, ,реализующего способ; на фиг. 3 б - временные диаграммы, поясняющие способ измерения.Сущность способа состоит в следующем, Реверсивное суммирование (сравнение) входной измеряемой х, и образцовой 1 о частот производится по модулю Й (тосей), причем М определяется из соотношения номинальных значений измеряемых частот 1 в; и длительности посылки:о 110( 1 ц отсц) тгде НОД - наибольший общий делитель;тотсч, - значение частоты отсчета.При постоянном разносе Лтр номинальных зца.чений измеряемых частот отсчетную частоту целесо.образно выбрать из следующего рядаотсч н - 1 о тргде К = 0,1,2;1, - минимальное значение измеряемой частоты в наборе 1,.В этом случае отсчетная частота равна одной изноминальных частот твили отличается от крайнихчастот на величину, кратную разносу Ир, Последнее обстоятельство расширяет возможности в ыбора образцовой частоты Хо, так как в предлагаемом способе измерения должно выполняться равенствоотсчДля сокращения числа полных циклов счета по модулю М в реверсивном счетчике необходимо образцовую частоту выбирать в середине набора а измеряемых частот, т.е.при нечетцом т о=1 отсч нИ 4 Ф 4/2при четном гп о 1 отсч ц /, /и/гит/г+ тПрн выполнении последних условий величина НОД равна частоте разцосаИр,.НОД Фв- тс) = Лр а модуль сравнения= Лр тоНа фиг, 3-6 графически представлено изменение состояния счетчика при различных соогцошециях измеряемых частот 1 х, и образцовой частогы 1 о. Па фиг. 3 показано изменение состояния счетчика при выборе 1 о равной одной из номинальных измеряемых частот 1 и поступлении на вход счетчика частоты 1 х = тн + Их. Работа счетчика в данномслучае не отличается от работы обычного реверсив.ного счетчика, и счет импульсов ведется как убывающим (при И ( О),так и возрастающим ито.том" (прн Их )О),На фиг. 4 изображено изменение состояниясчетчика по модулю ч при 1 х 1= 1 о 2 Мр з-Лтхо, на фиг. 5 - при 1 х = о УрЫх о на+1фиг. 6 - при 1 х = о +2 Ир 1 Лх о1+гЕсли в конце элементарной посылки с длительностью то результирующее число в счетчике равно О или Й, то значит, значения измеряемых частот равны номинальным значениям (графики О). Если результат реверсивного суммирования по модулю й лежит в промежутке от 0 до й/2, то измеряемая частота 1 х больше своего номинального значения (графики Е), а если результат заключен в пределах от й/2 до М, то 1 х(1(графики Г) .Действительно, число п в сумматоре (счетчике)по модулю М, накопившееся за время то, равнои = июля 1. то)тоРаскрывая операцию суммирования по модулю й получимЯ= +Лтхтогдеи - остаток от деления (1,-1 о) то на Й; Их ==1 х.1 н- отклонение измеряемой частоты от номинального значения,В реверсивном счетчике, осуществляющем счетимпульсов в пределах от О до М, отрицательныеостатки-и принимают значения.п = И- пВ этом случае значение отклонения частоты отноминальной (.Лтх) можно с помощью дешифратора считывать со счетчика в обратном коде:й - п 3 = М - й+п =иТаким образом, значение результирующего40числа и, считываемого со счетчика в конце интервала времени то будетхох от.е. пропорционально непосредственно абсолютномуотклонению частоты от минимального значения Мх,а не относительному отклонению Лтх/тх,В предлагаемом способе диапазон измеряемыхчастот одного порядка с 1 о. Верхнее значение 1 о, аследовательно и 1 х ограничивается только быстро.действием счетчика,Поскольку результирующее значение в счетчикепри 1 х = 1 Их = 0 - и = 0;. йпри 1 х) 1 в Мх) 0 - п = 0-гф при х оЛх( 0 - п 2Ято для одцоэначцого отсчета отклонение частоты недолжно прсвышать в счетчике значения К/ 2, вперерасчете ца допустимую частоту ЛГгде Ир - частота разноса номинальных изме.ряемых частот.В многочастотных системах связи изменениечастот И, названное дестабилизирующими факторами и эффектом Допплера, практически постояннодля всех т частот. В этом случае вычисленныйсчетчиком по модулю й остаток и будет одинаковым для всего набора измеряемых частот,Предлагаемый способ может быть реализован спомощью устройства (см, фиг,1 и 2), в состав 10которого входят формирователь импульсов 1, генератор образцовой частоты 2, реверсивный счетчик 3,блок управления 4, потенциально-импульсный дешифратор 5 нулевого состояния реверсивного счетчика, потенциально-импульсный дешифратор 6 (Щ) 1 Ьсостояния реверсивного счетчика и выходной потенциально.импульсный дешифратор 7.Рассмотрим работу реверсивного счетчика 3 помодулю И,На выход реверсивного счетчика 3 подаются 3)импульсы на сложение и вычитание. Число разрядовреверсивного счетчика 3 и выбирается таким, чтобыобъем этого счетчика был не меньше М, т.е,2 п иДешифратор 5 построен так, что импульс на еговыходе появляется, если реверсивный счетчик 3находится в (Й) состоянии и поступивший навход импульс сложения устанавливает его в состояние "0",Таким образом, если на вход реверсивного З 1счетчика 3 поступают импульсы на вычитание, тосчетчик переводится в (И) состояние импульсомс дешифратора 5, а затем проходит состояния от(й.1) до "О".На суммирующий вход реверсивного счетчика 8поступает последовательность импульсов входнойчастоты 1, получаемая в формирователе импульсов 1. На вычитающий вход поступает последовательность импульсов образцовой частоты 1 о сгенератора 2. 40В течение времени то в реверсивном счетчике 3производится подсчет импульсов входной и образцовой частот, причем подсчет производится по модулю, Состояние реверсивного счетчика в концеинтервала времени Фо определяется с помощью 45потенциально.импульсного дешифратора 7, на считывающий вход которого поступают импульсы сблока управления 4, следующие с периодом т. Пономеру шины дешифратора 7, на которой появляется импульс, определяется величина и знак отклонения частоты от номинального значения.Блок управления 4 синхронизируетработу реверсивного счетчика импульсами, следующими с периодом то.Формула изобретения1, Способ измерения отклонения частот от номинального значения, основаный на подсчете и сравнении числа периодов образцовой и измеряемой частот, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, измеряют длительность посылки многочастотного сигнала, определяют разность между номинальными значениями частот в посылке, производят реверсивный подсчет числа импульсов многочастотной посылки по модулю, пропорциональному произведению разности номинальных значений частот в посылке и длительности посылки при возрастании и убывании частоты сигнала от номинального значения, записанного в счетчике.2. Устройство для осуществления способа по п.1, отличающееся тем, что очо снабжено реверсивным счетчиком суммирующий вход которого соединен с формирователем импульсов, а вычитающий - с генератором образцовой частоты, нотенциально-импульсным дешифратором нулевого состояния реверсивного счетчика, импульсный вход которого соединен с генератором образцовой частоты, а выход - с шиной установки реверсивного счетчика в (Й) состояние, потенциально.им. пульсным дешифратором (8-1) состояния реверсивного счетчика, импульсный вход которого соединен с формирователем, а выход - с шиной установки реверсивного счетчика в нулевое состояние, к которой подключен выход блока управления, и выходным потенциально-импульсным дешифратором, импульсный вход которого соеринен с другим вь 1 ходом блока управления, причем потенциальные входы всех дешифраторов подключены к выходным шинам реверсивного счетчика.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Ермолов Р.С, Цифровые частотомеры, М., "Энергия", 1973., с. 23 26,2. Авторское свидетельство Н 336612, М.Кл.6 01 В 23/10, 1973 (протошп) .547704 О ставитель В. К хред А, Богдан Тираж 1101 ИПИ Государственного по делам изоб 113035, Москва, Ж Полпкомитета Совета Министрретепй и открытий35, Рауглскзя нзб., д. Заказ 87 снос ов ССС 4,5 актор О, Степина гнал ППП "Пз гент Ужгород, ул, Просктнз гектор Е. Скучна