Устройство допускового контроля частоты

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕИИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>991322 (б1) Дополнительное к авт. сэмд-ву (22) Заявлено 1б. 03. 81 (21) 3261450/18-21 с присоединением заявки ¹э11М Nn з

G 01 R 23/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230183. Бюллетень Мо 3

Дата опубликования описания 230183 (53) УДК 821.317.7 (088. 8) (72) Автор изобретения

И.С.Фридман (71) Заявитель (54) устройство допускового контроля частоты

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 ).

Однако 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 ), Недостатком известного устройства является зависимость погрешности измерений от точности установки номинального значения частоты, соответствующей нижней границе допуска fyy„ è верхней границе допуска f3 2, а также сложность измерения частот Гвт„ и при измерении сигналов низких и инФраниэких частот, имеющих незначительную нестабильность частоты.

Например, при измерении частоты кгц, имеющей относительную нестабильность ат/f =10 необходимо установить значение граничных частот:

f»„999 ° 9+0 01 Гц; f„1000,11

5 -0.01 Гц. где допуск составляет

0,01 Гц.

Цель изобретения — повышение точности измерения и расширение диапазона измеряемых частот.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство допускового контроля частоты, содержащее входные измерительную и эталонную шины, анализатор и три триггера, причем выход первого триггера соединен с 0-входом второго триггера, выходы второго и третьего триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами анализатора, введены два делителя частоты, два блока нормирования сигналов и четвертый триггер, при этом вход первого делителя частоты соединен с входной измерительной шиной устройства, входная эталонная шина устройства соединена с входом второ25 го делителя и с первыми входами первого н второго блоков нормирования сигналов, вторые входы которых соедкнены соответственно с выходами первого и второго делителей частоты,прямые выходы первого и второго блоков

991322 нормирования сигналов соединены соответственно с С-входами первого, второго и третьего, четвертого триггеров, а инверсные выходы первого и второго блоков Нормирования частоты соединены соответственно с 8-входами 5 третьего, четвертого и первого, вто. рого триггеров, 0-вход первого триг, гера соединен с 0-входом четвертого триггера и с шиной логической "1", прямые выходы первого и четвертого триггеров соединены соответственно с

0-входами второго и четвертого триггеров.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2

1 ример выполнения блока нормирования игналов; на фиг.3-5 — временные диаграммы работы четырех триггеров соответственно при измерении сигналов fp > fez+ и У (1); f> -elf (Гх (1 ..+

+ (2) х эт -а (3) °

Устройство содержит измерительную и эталонную входные шины 1 и 2 для подключения источников измеряемой и эталонных частот первого и второго делителей 3-1, 3-2 частоты, подключенных к первому и второму блокам 4-1, 4-2 нормирования сигналов, первый, второй, третий и четвертый триггеры

5-1, 5-2, 5-3 и 5-4, анализатор б, состоящий из первого, второго и тре- 30 тьего указателей 7-9 допусков частоты и элемента И 10, блок 4 нормирования сигналов, состоящий из блока

11 синхронизации, первый и второй входы 12 и 13 которого соединены со- 35 ответственно с входной эталонной, шиной 2 и выходом делителя 3 частоты, а прямой и инверсный выходы 14 и 15 блока 4 соединены с С и R-входами первого, второго, третьего и четвертого триггеров 5-1, 5-2, 5-3, 5-4.

Устройство работает следующим образом, Перед началом работы первый, второй, третий и четвертый триггеры 5-1, 45

5 2, 5-3, 5-4 устанавливаются в однозначное состояние (шина установки на фиг.1 не показана). Сигналы измеряемой и эталонных частот,преобразуются первым.и вторым делителями 3-1, 3-2 частоты, первым и вторым блоками

4-1, 4-2 нормирования сигналов в импульсные последоВательности, имеющие длительность импульсов си и длительность периодов соответственно 1/fz п

;3/19 и, где и — коэффициент деления, S5 и f - измеряемая и эталонная частоты (фиг.3-5), Величины й„,1З., f связаны соотношением tz f /ndfx/fx где Dfx отклонение измеряемой частоты от но- 60 минального значения.

Длительность, импульсов t как следует из работы блока 4 (фиг.2), определяющаяся периодом эталонного сигнала, равна 1/f9 . При этом скваж- 65 ость импульсов прямого и инверсного

1 выходов 14 и 15 первого и второго блоков 4-1, 4-2 определяется коэффициентом деления и первого и второго делителей 3-1 и 3-2.

Основной и инверсный сигналы „ н

f первого блока 4-1, основной и инI х ! — t версный сигналы Г и Г . второго блока 4-2 поступают на С и R-входы первого, второго, третьего и четвертого триггеров 5-1, 5-2, 5-3 и 5-4.

Сравнение измеряемой f и эталонной частот осуществляется первым, вторым, третьим и четвертым триггерами 5-1, 5-2, 5-3, 5-4.

При этом возможны три случая.

Первый случай: У„> 1 + а1, т.е ° измеряемая частота превышает верхнюю границу допуска а:f. В этом случае на каждый период обнуляющих сигналов

f T первого и второго триггера 5-1, 5-2 приходится два синхронизирующих сигнала f„ и на выходе второго триггера 5-2 появляется импульс, который регистрируется первым указателем 7 допуска (фиг.3), Второй случай: 1,т - < х

f H «» «» MH f < H f ., налами первого, второго, третьего и четвертого триггеров 5-1, 5-2, 5-3, 5-4 таково, что на один синхронизирующий импульс приходится один обнуляющий импульс, при этом на выходах второго и третьего триггера 5-2 и 5-3 одинаковый уровень сигналов (логический "0"), срабатывает элемент 10 И и второй указатель 8 регистрирует значение измеряемого сигнала в пределах допуска (фиг.4).

Третий Случай: f<(f > -И, т.е-. из меряемая частота. выходит,за границу нижнего допуска af .

В этом случае на каждый период обнуляющих сигналов f х второго и третьего триггеров 5-2, 5-3 приходится два синхронизирующих импульса сигнала f т 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 сигна,лов по модулю !1/f z -1х такова, что при вычитании длительности периодов преобразованных сигналов полученный результат соответствует выражению вида

) 1/f -1/f„ )t„ 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.

991322

Формула изобретения

В предлагаемом устройстве погрешность измерений зависит только от частоты сигналов эталонного генератора, поскольку длительность импульсов ! и f определяется длительностью периодов сигналов эталонного источника 1 Кроме того, измерения произ-. водятся на пониженных частотах, чем ниже частота f и f относительно номинальной частоты f„, тем выше раз решающие свойства устройства: снима- 10 ются ограничения по нижнему пределу измерения относительной погрешности

af/f=t„° f ».

Путем изменения коэ ффициен т а деления и можно обеспечить измерениЕ )5 нестабильности частоты любых прецизионных генераторов..

Введение двух делителей частоты, двух блоков нормирования сигналов, четвертого триггера и соединение их с остальными блоками устройства- позволяет повысить точность измерений и расширить диапазон измеряемых частот, так как вновь введенные блоки позволяют преобразовать образцовый и изме- 2 ряемые 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 0-входом второго триггера, выходы второго и третьего триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами анализатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона измеряемых частот, введены два делителя частоты, два блока нормирования сигналов и четвертый триггер, при этом вход пер- вого делителя частоты соединен с входной измерительной шиной устройства, входная эталонная шина устройства соединена с входом второго делителя частоты и с первыми входами первого и второго блоков нормирования сигналов, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго делителей частоты, прямые выходы первого и второго блоков нормирования сигналов соединены соответственно с С-входами первого, второго и третьего, четвертого триг-.

repos„ а инверсные выходы первого и второго блоков нормирования частоты соединены соответственно с R-входами третьего, четвертого и первого, второго триггеров, 0-вход первого триггера соединен с 0-входом четвертого триггера и с шиной логической "1", прямые выходы первого и четвертого триггеров соединены соответственно с

0-входами второго и четвертого,триггеров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 527671, кл. 6 01 R 23/10, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 711487, кл. G u 1 R 23/02, 1980 (прототип)..991322

Составитель Н.Каплин

Редактор А.Козориз Техред Е.Харитончик Корректор М.Коста

Заказ 124/62 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4