Следящий частотомер

САНИ АЛЕНИЯ АВТОРОМ л. У 5конструктороизводствомС.А.Чахов оеН БССий ельство СССР10, 1980,р, Методызмерениятот. Львов: к цифров л я ля автоЮ ГосудАРстненныи номитет сссРпо делАм изоБРетений и отн цти 1(,56) 1. Авторское свидеФ 940082, кл,01 Й 232, Кирианаки Н.В. ии устройства цифровогонизких и инфранизких ча1973, рис. 1-8,54) СЛЕДЯЩИЙ ЧАСТОТОМЕР 57) Изобретейие относится етодам измерения частотыимпульсов и предназначено матическои системы регулированиячастоты, а также автоматическогоизмерения частоты следования импульсов с выдачей результатов измеренияв цифровом коде. Цель изобретения -повышение быстродействия устройства путем формирования линейного закона изменения кода И на выходахреверсивного счетчика. Устройствосодержит генератор 1 эталонной частоты, делитель 2 частоты, формирователь 3 импульсов, управляемый делитель 4 частоты, реверсивный счетчик 5. Для достижения поставленнойцели в устройстве предусмотреныновые функциональные связи междуэлементами. Работа устройства г сняется по временным диаграммамописании изобретения. 4 ил.12Изобретение относится к цифровым методам измерения частоты следования импульсов и предназначено для автоматической системы регулирования частоты, для автоматического измерения частоты следования импульсов с выдачей результатов измерения в цифровом коде.Известен цифровой частотомер, содержащий блок управления, счетчик импульсов измеряемойчастоты,реверсивный счетчик, блок исключения потери импульсов измеряемой частоты,формирователь импульсов, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика и входу блока исключения потери импульсов измеряемой частоты, выход которого соединен с. входом счетчика импульсов измеряемой частоты, а также цифровой интегратор, генератор эталонной частоты, первый и второй делители частоты и разрядный регистр, выходы которогоподключены к первым входам первого и второго делителей частоты, вторые входы последних соединены с выходом тенератора эталонной частоты выход второго делителя частоты соединен, через цифровой интегратор с вычитающим входом реверсивного счетчика, а также блок памяти, регистр и счетчик адреса, причем выход счетчика измеряемой частоты через запоминающее устройство и регистр соединен с управляющим входом цифрового интегратора, выход первого делителя частоты соединен с первым входом блока управления и через счетчик адреса со вторым входом блока управления, выходы блока управления соединены соответственно с управляющими входами счетчика измеряемой частоты, блока памяти, блока исключения потери импульсов и регистра, выходы счетчика адреса соединены с адресными входами блока памяти 11Недостаткомцифрового частотомера является невысокое быстродействие, так как результат измерений выдается по истечении в тактов измеряемой частоты, Величина п определяется количеством П - разрядных чисел, записанных в блоке памяти.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является устройство, содержащее формирователь импульсов, дискретный фильтр, реверсивный счетчик импульс 6 в, группу схем совпадения, делитель частоты, 1010 ч 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 генератор эталонной частоты, выходкоторого соединен со входом делителя частоты, выходы которого соединены со вторыми входами группы схемсовпадения, первые входы которойсоединены с выходами реверсивногосчетчика импульсов, суммирующий входкоторого соединен с первым выходомдискретного фильтра, второй вход которого соединен с выходом группы схемсовпадения, вычитающий вход реверсивного счетчика импульсов соединенсо вторым выходом дискретного фильтра. Группа схем совпадения и делитель частоты в известном устройствевыполняют функции управляемого делителя частоты 2,Недостаток известного устройстваневысокое быстродействие, так какзакон изменения кода 1 на выходахреверсивного счетчика нелинейный.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства засчет формирования линейного законаизменения кода М на выходах реверсивного счетчика.Поставленная цель достигается тем,что в следящем частотомере содержащем генератор эталонной частоты, выход которого через делитель частоты соецинен со счетным входом управляемого делителя частоты, разрядные управляющие входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с первым выходом формирователя импульсов, первый вход которого является входом следящего частотомера, вычитающий вход реверсивного счетчика соединен с вторым выходом формирователя импульсов, второй вход которого соединен с выходом управляемого делителя, вход установки в 0" управляемого делителячастоты соединен с третьим выходомформирователя импульсов, третийвход которого соединен с выходомделителя частоты,На фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства;на фиг, 2 - электрическая принципиальная схема формирователя импульсов; на фиг, 3 - временная диаграмма работы устройства, где й - после-,довательность импульсов эталоннойчастоты на выходе делителя частоты;3 - последовательность импульсовизмеряемой частоты; 1 - последовательность импульсов на выходе уп1201 15 равляемого делителя частоты;- кодна Выходах реверсивного счетчика;на Фиг. 4 - временная диаграмма работы Формирователя импульсов.Устройство содержит генератор 1эталонной частоты, делитель 2 частоты, Формирователь 3 импульсовуправляемый делитель 4 частоты, реверсивный счетчик 5.Выход генератора 1 эталонной 10частоты через делитель 2 частотысоединен со входом импульсов счетауправляемого делителя 4 частоты, выход которого соединен со вторым входом Формирователя 3 импульсов, третий выход которого соединен совходом установки в Оп управляемогоделителя 4 частоты, разрядные управляющие входы которого соединеныс выходами реверсивного счетчика 5,вычитающий Вход которого соединен. со вторым выходом формирователя 3импульсов, третий вход которого соединен с выходом делителя 2 частоты,суммирующий ВхОд реВерсиВного счетчика 5 соединен с первым выходомФормирователя 3 импульсов, первыйвход которого является входом устройства,Генератор 1 эталонной частоты формирует последовательность импульсоввысокостабильной эталонной частоты 1Делитель 2 частоты расширяет диапазоны измерения частот за счет изменения в широких пределах частоты т .,при изменении коэффициента деленияделителя 2 частоты,Формирователь 3 импульсов формирует три последовательности импуль 40сов , разнесенных во времени. Разнесение импульсов во времени необходимо для исключения возможности сбояв работе реверсивного счетчика 5 приодновременном поступлении импульсовна суммирующий и вычитающий входы45реверсивного счетчика 5. Формирователь 3 импульсов, кроме этого, формирует последовательность импульсов, подаваемых на вход установки в "0 управляемого делителя 4 частоты.Формирователь импульсов (фиг,2)состоит из триггеров 6 и 7, подключенных к элементам 2 И-НЕ 8 и 9, элемента НЕ 10 и одновибраторов 11-13.Формирователь 3 импульсов работает следующим образом.При положительном перепаде навходе С триггер 6 перебрасывается в 04 4состояние логического "0" (фиг. 4 В).На выходе элемента 2 И-НЕ 8 формируется сигнал, зависящий от сигналовна третьем входе формирователя импульсов и на выходе триггера 6, Свыхода 2 И-НЕ 8 сигнал подается напервый вход одновибратора 11, Одновибраторы 11-13 включены таким образом, что формируют импульсы постоянной длительности при положительном перепаде сигнала на первомвходе, другой вход постоянно соединен с "землей". На выходе элемента 2 И-НЕ 8 положительный перепад сигнала (Фиг. 4 г) формируется при нулевом состоянии " триггера 6 и отрицательном перепаде сигнала на третьемВходе формирователя импульсов. Положительный перепад сигнала на выходеэлемента 2 И-НЕ 8 вызывает выработкуимпульса на выходе одновибратора 11,Импульс с выхода одновибратора 11поступает на первый вход одновибратора 2, что вызывает срабатываниепоследнего, и на третьем выходе формирователя импульсов появляется импульс.Сигнал на первом выходе формирователя импульсов может появиться вмомент отрицательного перепада сигнала на третьем входе формирователяимпульсов,На второй вход формирователя импульсов приходит последовательностьимпульсов 1, с выхода управляемого делителя частоты (см. Фиг. 4 ж,точка о ) . Работа триггера 7, элемента 2 И-НЕ 9 и одновибратора 13аналогична работе триггера б элемента 2 И-НЕ 8 и одновибратора 11соответственно. Существенным является только то, что сигнал с третье.го входа формирователя импульсовпоступает на первый вход элемента 2 И-НЕ 9 и через элемент НЕ 1 О,За счет элемента НЕ 10 сигнална втором выходе формирователя импульсов может появиться в моментположительного перепада сигнала натретьем входе Формирователя импульсов. Таким образом, осуществляетсяразнесение во времени сигналов напервом и на втором выходах формирователя импульсов. На третьем выходе Формирователя импульсов сигналпоявляется синхронно с появлениемимпульса измеряемой частотыПредлагаемый следящий частотомерработает в двух режимах.где Тх = ли 1=- период следованияимпульсов измеряемойчастотыкод на выходах реверсивного счетчика 5,1 величина кода 8 х соответствует измеряемойчастоте 12105Первый режим - режим суммирования, т.е, на выходах реверсивного счетчика 5 значение кода 11 возрастает до достижения значения 8 , характеризующего величину измеряемой часто 5 тыВторой режим - режим слежения, т,е. когда на выходах реверсивного счетчика 5 фиксируется. значение Ч которое соответствует измеряемой 10 частотеВ момент времени о на вход устройства начинает поступать последовательность импульсов измеряемой частоты 1 х (фиг. 3), С приходом каждого импульса измеряемой частотыкод И на выходах реверсивного счетчика 5 увеличивается на "единицу младшего разрядафиг, 3 .).Одновременно с этой же частотойсбрасывается в "нуль" управляе - мый делитель 4 частоты, При будет верно неравенствой йх(1Я Вх 2 к х х кТак как 1 =то при И к 8 верх но Т1 хТаким образом, до момента, пока 1 к Нх за счет периодического обнуления управляемого делителя 4 частоты на выходе управляемого делителя 4 . частоты импульсов не будет, т,е. до момента достижения равенства Й = М х, реверсивный счетчик 5 будет работать только на сложение и код будет изме 35 няться по линейному закону.Определим время, необходимое для установления кода 11 на выходах реверсивного счетчика 5. Йод Мустанавливается на выходах реверсивного . счетчика 5 за время переходного процесса 1, которое определяется из выражения 104 бВ режиме слежения выполняется равенство 1 = 1, Величина 13 оп 531 й ределена ранее 1 = 1 -- т еЯ эт кф фЦ-- Последнее выражение перепишем в другом виде:2" 11 ху- = г, но -- = 1, тогх 1 эт2,да 1 = -- , - т. е. время переходного9 Тпроцесса 1 не зависит от величины измеряемой частоты 1и определяется разрядностью используемого управляемо го делителя 4 частоты и величиной тСледовательно, величина кодалинейно зависит от величины измеряемой частотыВведение связей с третьего выхода формирователя 3 импульсов на вход установки в п 0 ч управляемого делителя 4 частоты, а также соединение третьего входа формирователя 3 импуль сов с выходом делителя 2 частоты позволяет повысить быстродействие предлагаемого устройства по сравнению с известным при сохранении точности результатов измерений в широком диапазоне измеряемых частот.Формула изобретенияСледящий частотомер, содержащий генератор эталонной. частоты, выход которого через делитель частоты соединен со счетным входом управляемого делителя частоты, разрядные управляющие входы которого соединены с выходамиреверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с первым выходом формирователя импульсов, первый вход которого является входом следящего частотомера, вычитающий вход реверсивного счетчика соединен с вторым выходом формирователя импульсов, второй вход которого соединен с выходом управляемого делителя о.т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, вход установки в ч 0 управляемого делителя частоты соединен с третьим выходом формирователя импульсов, третий вход которого соединен с вы.". ходом делителя частоты.1; 10104 Составитель В,ПовоселовЕгорова Техред Т,Тулик Корректор А.Обруча Редакт аказ 514 Патент", г,ужгород, ул.Проек л ВНИИПИ Гос по делам 13035, Москаж 730 арстве зобретЖ - 35 Подписноего комитета СССРй и открытийаушская наб., д,4/5