Устройство допускового контроля частоты

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕИИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик рн 991322(22) Заявлено 16. 03. 81 (21) 3261450/18-21с присоединением заявки Мо 1 э 11 М Кп з 6 01 В 23/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ ЧДСТОТЦ Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в устройствах измерительной техники.Известно устройство допускового контроля частоты, содержащее датчик образцовых интервалов времени, счетчик с программным управлением и анализатор 1 3Однако точность контроля измеряе" мых частот и разрядность счетчика этого устройства зависят от величины измеряемой и эталонной частот.Наиболее близким к изобретению является устройство допускового контроля частоты, содержащее генератор эталонных частот, три триггера и анализатор, подключенный к выходам второго и третьего триггера 2 3,Недостатком известного устройства является зависимость погрешности измерений от точности установки номинального значения частоты, соответствующей нижней границе допуска аозт и верхней границе допуска 1 ат 2, а также сложность измерения частот Гипри измерении сигналов низких и инфраниэких частот, имеющих незначительную нестабильность частоты.Например, при измерении частоты 1 кГц, имеющей относительную нестабильность ат/т =10- необходимо установить значение граничных частот:Тат"999 ю 9 +001 Гц; Гэт "1000,1 1+0,01 Гц, где допуск составляет0,01 Гц,Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение диапазона измеряемых частот.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство допусковогоконтроля частоты, содержащее входныеизмерительную и эталонную шины, анализатор и три триггера, причем выходпервого триггера соединен с 0-входомвторого триггера, выходы второго итретьего триггеров соединены соответственно с первым и вторым входамианализатора, введены два делителячастоты, два блока нормирования сигналов и четвертый триггер, при этомвход первого делителя частоты соединен с входной измерительной шинойустройства, входная эталонная шинаустройства соединена с входом второ го делителя и с первыми входами первого н второго блоков нормированиясигналов, вторые входы которых соедйнены соответственно с выходами первого и второго делителей частоты,пря мые выходы первого и второго блоков9913221/Гэ -1/ Гс,то возможно срабатывание триггеров 5-1 и 5-2 или 5-3 и 5-4, т.е. допуск на номинальное значение частоты определяется длительностью импульсов преобразованных сигналов. нормирования сигналов соединены соответственно с С-входами первого, второго и третьего, четвертого триггеров, а инверсные выходы первого ивторого блоков Нормирования частотысоединены соответственно с 8-входами 5третьего, четвертого и первого, второго триггеров, О-вход первого триг",гера соединен с О-входом четвертоготриггера и с шиной логической "1",прямые выходы первого и четвертоготриггеров соединены соответственно сО-входами второго и четвертого триггеров.На фиг.1 приведена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг,2ример выполнения блока нормированияигналов; на фиг.3-5 - временныедиаграммы работы четырех триггеровсоответственно при измерении сигналов ГхГэт+Г (1) ф Гэт ГГх с Гэт++аГ (2); ГС Г - Г (3),Устройство содержит измерительнуюи эталонную входные шины 1 и 2 дляподключения источников измеряемой иэталонных частот первого и второгоделителей 3-1, 3-2 частоты, подключенных к первому и второму блокам 4-1,4-2 нормирования сигналов, первый,второй, третий и четвертый триггеры5-1, 5-2, 5-3 и 5-4, анализатор 6,состоящий из первого, второго и третьего указателей 7-9 допусков частоты и элемента И 10, блок 4 нормирования сигналов, состоящий из блока11 синхронизации, первый и второйвходы 12 и 13 которого соединены соответственно с входной эталонной, шиной 2 и выходом делителя 3 частоты,а прямой и инверсный выходы 14 и 15блока 4 соединены с С и Р-входамипервОго, второго, третьего и четвертого триггеров 5-1, 5-2, 5-3, 5-4.Устройство работает следующимобразом,.Перед началом работы первый, второй, третий и четвертый триггеры 5-1, 455 2, 5-3, 5-4 устанавливаются в однозначное состояние (шина установкина фиг.1 не показана), Сигналы измеряемой и эталонных частот,преобразуются первым.и вторым делителями 3-1,3-2 частоты, первым и вторым блоками4-1, 4-2 нормирования сигналов в импульсные последовательности, имеющиедлительность импульсов си и длительность периодов соответственно 1/Г и,Д/ГЭт и, где и - коэффициент деления,55й Гэт- измеряемая и эталонная часготц (фиг,3-5),Величины С,ГЗт, Гх связаны соотношением т,ГЭ; /и ЛГИ/Г, где Иотклонение измеряемой частоты от номинального значения.Длительность, импульсов си, какследует из работы блока 4 (фиг.2),определяющаяся периодом эталонногосигнала, равна 1/Гэт . При этом скваж ость импульсов прямого и инверсноговыходов 14 и 15 первого и второгоблоков 4-1, 4-2 определяется коэффициентом деления и первого и второгоделителей 3-1 и 3-2.Основной и инверсный сигналы Г иГ первого блока 4-1, основной и инхверсный сигналы Г и Г второгоблока 4-2 поступают на С й Р-входыпервого, второго, третьего и четвертого триггеров 5-1, 5-2, 5-3 и 5-4.Сравнение измеряемой Г и эталоннойГ частот осуществляется первым,вторым, третьим и четвертым триггерами 5-1, 5-2, 5-3, 5-4,При этом возможны три случая,Первый случай: Гх Гэт+ аГ, т.е.измеряемая частота превышает верхнююграницУ допуска аГ. В этом случаена каждый период обнуляющих сигналовГэт первого и второго триггера 5-1,5-2 приходится два синхронизирующихсигнала Г и на выходе второго триггера 5-2 появляется импульс, которыйрегистрируется первым указателем 7допуска (фиг.3),Второй случай: Г,т -аГГх Гэт+а Г,т.е. измеряемая частота находится в.пределах допуска ЬГ. В этом случаесоотношение между обнуляющими Г иГ т и си нхрони зирующими Г ( и Гси гналами первого, второго, третьего ичетвертого триггеров 5-1, 5-2, 5-3,5-4 таково, что на один синхронизирующий импульс приходится один обнуляющий импульс, при этом на выходахвторого и третьего триггера 5-2 и 5-3одинаковый уровень сигналов (логический "0"), срабатывает элемент 10 И ивторой указатель 8 регистрирует значение измеряемого сигнала в пределахдопуска (фиг.4).Третий Случай: Г,(Гэт -аГ, т.е, измеряемая частота выходит,за границунижнего допуска аГ. В этом случае на каждый период обнуляющих сигналов Гх второго и третьего триггеров 5-2, 5-3 приходится два синхронизирующих импульса сигнала Гт и на выходе третьего триггера 5-3 йоявляется импульс, который регистрируется третьим указателем 9 допуска (фиг.5),Таким образом, если разница частот .образцового и измеряемого сигналов по модулю 1/Гэт-Г такова, что лри вычитании длительности периодов преобразованных сигналов полученный результат соответствует выражению вида991322 формула изобретения В предлагаемом устройстве погрешность измерений зависит только отчастоты сигналов эталонного генератора, поскольку. длительность импульсовй и 5 определяется длительностьюпериодов сигналов эталонного источни 5ка 1Кроме того, измерения произ-.водятся на пониженных частотах, чемниже частота Г и Г относительнономинальной частоты Г, тем выше разрешающие свойства устройства: снимаются ограничения по нижнему пределуизмерения относительной погрешностиае/5:,9.,Путем изменения коэффициента деления и можно обеспечить измерениЕ 15нестабильности частоты любых прецизионных генераторов,.Введение двух делителей частоты,двух блоков нормирования сигналов,четвертого триггера и соединение ихс остальными блоками устройства- позволяет повысить точность измерений ирасширить диапазон измеряемых частот,так как вновь введенные блоки позволяют преобразовать образцовый и измеряемые сигналы в последовательность.импульсов с нормированной длительностью и сравнить между собой длительности периодов преобразованных сигналов с точностью до длительности импульса. Устройство допускового контроля частоты, содержащее входные измерительную и эталонную шины, анализатор и три триггера, причем выход первого триггера соединен с О-входом второго триггера, выходы второго и третьеготриггеров соединены соответственно спервым и вторым входами анализатора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измеренияи расширения диапазона измеряемыхчастот, введены два делителя частоты,два блока нормирования сигналов ичетвертый триггер, при этом вход пер-вого делителя частоты соединен свходной измерительной шиной устройства, входная эталонная шина устройства соединена с входом второго делителя частоты и с первыми входамипервого и второго блоков нормирования сигналов, вторые входы которыхсоединены соответственно с выходамипервого и второго делителей частоты,прямые выходы первого и второго блоков нормирования сигналов соединенысоответственно с С-входами первого,второго и третьего, четвертого триг-,геров, а инверсные выходы первого ивторого блоков нормирования частотысоединены соответственно с й-входамитретьего, четвертого и первого, второго триггеров, О-вход первого триггера соединен с О-входом четвертоготриггера и с шиной логической ф 1 ф,прямые выходы первого и четвертоготриггеров соединены соответственно сО-входами второго и четвертого,триггеров. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 527671, кл. 6 01 В 23/10, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР 9 711487, кл. 0 о 1 й 23/02, 1980 1 прототип).,991322 Лог,О" Составитель Н.КаплРедактор А.Козориз Техред Е.Харитонч Кос Корре ое каэ 124/62 Тираж 708 ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская