SU1250976A1 - Method and apparatus for measuring frequency of pulse signals - Google Patents
Method and apparatus for measuring frequency of pulse signals Download PDFInfo
- Publication number
- SU1250976A1 SU1250976A1 SU843803929A SU3803929A SU1250976A1 SU 1250976 A1 SU1250976 A1 SU 1250976A1 SU 843803929 A SU843803929 A SU 843803929A SU 3803929 A SU3803929 A SU 3803929A SU 1250976 A1 SU1250976 A1 SU 1250976A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- frequency
- time interval
- pulses
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электроизмерительной и вычислительной технике, может быть использовано дл измерени частоты (периода) электрических сигналов. Цель изобретени заключаетс в повышении точности измерени частоты и периода импульсных сигналов. Сущность предлагаемого способа заключаетс в следующем. Задаетс эталонный инThe invention relates to electrical measuring and computing techniques and can be used to measure the frequency (period) of electrical signals. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the frequency and period of the pulse signals. The essence of the proposed method is as follows. A reference reference is given.
Description
тервал времени, за который осуществл етс первый цикл измерени числа N импульсов не.иэвестного сигнала В последующих циклах увеличивают длительность интервала на случайную равномерно распределенную в некотором интервале величину. Фиксируют число измерений, при которых число импульсов больше, чем определено в первом цикле.Зиа максимальную величину отношений интервалов времени по соответствующей формуле, определ ют период и частоту сигналов. За счет определени точного расположени N+1 импульса исключаетс погрешность дискритизации конца счета.The time interval during which the first cycle of measuring the number N of pulses of an unknown signal is carried out. In subsequent cycles, the interval duration is increased by a random value uniformly distributed over a certain interval. The number of measurements in which the number of pulses is greater than that determined in the first cycle is recorded. The maximum value of the ratio of time intervals is determined using the appropriate formula, the period and frequency of the signals are determined. By determining the exact location of the N + 1 pulse, the error in the selection of the counting end is eliminated.
Изобретение относитс к эле ;тро- измерительной и вычислительной технике и может быть использовано дл измерени частоты (периода) электрических сигналов.The invention relates to electronic measuring and computing equipment and can be used to measure the frequency (period) of electrical signals.
Цель изобретени - повышение точности измерени частоты и периода импульсных сигналов путем статистической обработки результатов много- кратных измерений с измен ющимс из- мерительным временным интервалом.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the frequency and period of pulse signals by statistically processing the results of multiple measurements with a varying measuring time interval.
На фиг. 1 изображена временна Диаграмма, по сн юща сущность предлагаемого способа} на фиг. 2 - блок- схема устройства дл реализации пред лагаемого способа измерени частоты (периода) импульсных сигналов.FIG. 1 shows a temporary diagram illustrating the essence of the proposed method in FIG. 2 is a block diagram of an apparatus for implementing the proposed method for measuring the frequency (period) of pulse signals.
Устройство содержит (фиг. 2) блокThe device contains (Fig. 2) block
Iформировани , селектор 2, счетчикFormation, selector 2, counter
3, индикатор А, блок 5 управлени , генератор 6 меток времени, кварцевый генератор 7, кварцевый резонатор 8, частотно- задающий управл емый элемент 9, делитель 10 частоты, ключи3, indicator A, control block 5, time stamp generator 6, crystal oscillator 7, crystal oscillator 8, frequency setting control element 9, frequency divider 10, keys
IIи 12, блок 13 формировани слу- чайного напр жени , генератор 14 плавающей частоты, счетчик 15, регистр 16, цифроаналоговый преобразователь 17, делитель 18 напр жени .II and 12, random voltage generation unit 13, floating frequency generator 14, counter 15, register 16, digital-to-analog converter 17, voltage divider 18.
В устройстве выход блока 1 фор- кировани подключен к входу селектора 2,другой вход которого присоединен к выходу блока 5 управлени , вхо пуска которого подключен к выходуIn the device, the output of the forging unit 1 is connected to the input of the selector 2, another input of which is connected to the output of the control unit 5, the input of which is connected to the output
5097650976
т,е. достигаетс цель изобретени . Устройство дл осуществлени способа содержит блок t формировани , селектор 2, блок 5 управлени , генератор 6 меток времени, индикатор 4, кварцевый генератор 7, кварцевый резонатор 8, делитель 10 частоты, ключ 11, счетчик 15, регистр 16, цифро- аналоговый преобразователь 17, делитель 18 напр жени . Дл Достюсени цели дополнительно введены частотно- задающий управл емый элемент 9, ключ 12, блок 13 формировани случайного напр жени . Блок 13 содержит генератор плавающей частоты 14, а также блоки 15-18, 2 з.п. ф-лы, 2ип.those. the aim of the invention is achieved. A device for implementing the method includes a shaping unit t, a selector 2, a control unit 5, a time stamp generator 6, an indicator 4, a crystal oscillator 7, a crystal resonator 8, a frequency divider 10, a key 11, a counter 15, a register 16, a digital-to-analog converter 17 , divider 18 voltage. In order to achieve the goal, a frequency setting controlled element 9, a key 12, a random voltage generating unit 13 are additionally introduced. Unit 13 contains a floating frequency generator 14, as well as blocks 15-18, 2 Cp. f-ly, 2ip.
/люча 11, а вход опорной частоты присоединен к выходу генератора 6 меток времени, состо щего из последовательно соединенных кварцевого генератора 7 и делител 10 частоты, выход селектора 2 подключен к входу счетчика 3, выход которого подключен к входу блока 4 индикации, выход блока 1 формировани подключен к информационному входу блока 5 управлени , выход синхронизации которого присоединен к входу управлени кварцевого генератора 7, а последовательно в цепь кварцевого резонатора 8 подключен частотно-задающий yпpaan e в элемент 9, управл ющий вход которого через ключ 12 подключен к выходу блока 13 формировани случайного напр жени , состо щего из генератора 14 плавающей частоты,выход которого подключен к входу счетчика 15, выходы которого подключены к входам занесени регистра 16, выходы которого присоединены к соответствующим входам цифроаналогового преобразовател 17, выход которого подключен к делителю 18 напр жени , выход которого вл етс выходом блока 13 формировани случайных напр жений, а входом которого вл етс управл ющий вход регистра 16.Key 11, and the reference frequency input is connected to the output of the time stamp generator 6, consisting of a series-connected crystal oscillator 7 and a frequency divider 10, the output of the selector 2 is connected to the input of the counter 3, the output of which is connected to the input of the display 4, the output of the block 1 of the formation is connected to the information input of the control unit 5, the synchronization output of which is connected to the control input of the crystal oscillator 7, and in series to the circuit of the crystal oscillator 8 a frequency driver yppaan e is connected to the element 9 controlling the stroke through the key 12 is connected to the output of the random voltage generating unit 13, consisting of a floating frequency generator 14, the output of which is connected to the input of the counter 15, the outputs of which are connected to the inputs of the register 16, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the digital-to-analog converter 17, the output of which is connected to the voltage divider 18, the output of which is the output of the random voltage generating unit 13, and the input of which is the control input of the register 16.
Сущность предлагаемого способа измерени частоты неизвестного им312The essence of the proposed method of measuring the frequency of the unknown im312
пульсно1 о сигнала заключаетс в следующем.The signal pulse is as follows.
За первый цикл измерени определ етс число импульсов N неизвестной частоты (фиг. 1), содер эщихс в эталонном интервале времени. Следующий за ними (N+1)-ft импульс в этот Интервал не попадает. В последующих циклах измерений (фиг. 1) происходит увеличение длительности эталонного импульса на случайную величину, равномерно распределенную в интерDuring the first measurement cycle, the number of pulses N of unknown frequency (Fig. 1) is contained, which is contained in the reference time interval. The following (N + 1) -ft pulse does not fall into this Interval. In subsequent measurement cycles (Fig. 1), the duration of the reference pulse increases by a random value, uniformly distributed in the inter
вале & tvale & t
WlKf Wlkf
при этом в каждом циклеat the same time in each cycle
измерени значение этой случайной величины оказываетс различным и посто нным в течение данного цикла. В процессе многократных измерений происходит или не происходит перекрытие (N+1)-ro импульса увеличенным по длительности импульсом измерительного интервала. При этом об- разуютс две временные области, в которые попадает заданный фронт увеличенного на случайную величину импульса измерительного интервала. Соотношение между прот женност ми этих областей и определ етс расположением (N-(-l)-ro импульса внутри интервала . Как видно из графика фиг. 1, врем по влени импульса, равное (N+1) Tj, где Т, - неизвестный период, оказываетс равнымthe measurement value of this random variable turns out to be different and constant during a given cycle. In the process of repeated measurements, an (N + 1) -ro pulse overlaps or does not occur with an increased pulse duration of the measurement interval. In this case, two time domains are formed, into which the given front enters the increased by a random value pulse of the measurement interval. The ratio between the extents of these regions and is determined by the location of the (N - (- l) -ro pulse within the interval. As can be seen from the graph of Fig. 1, the pulse appearance time is equal to (N + 1) Tj, where T is unknown the period is equal to
T,(N-H)T, (NH)
Т,ut .T, ut.
где Tj - неизвестный период измер е- where Tj is the unknown period of measurement e-
мой частоты импульсов; Т - длительность эталонного импульса без случайного увеличени ;my pulse frequency; T is the duration of the reference pulse without an accidental increase;
it - длительность (прот жен- ность) временной области.it is the duration (duration) of the time domain.
Многократность измерений позвол ет рассматривать весь процесс статистически и определить соотношени между длительност ми областей через веро тность событий. Длительность временной области at может быть определена выражениемThe multiplicity of measurements makes it possible to view the whole process statistically and to determine the relationship between the durations of regions through the probability of events. The duration of the time domain at can be determined by the expression
at Atat at
aw сaw with
П-П( ПП П П (П
atat
максMax
П максимальное значение случайной величины, на которую увеличиваетс эталонный интервал времени , число измеренийP is the maximum value of a random variable by which the reference time interval is increased, the number of measurements
5 five
00
п, - число измерении, приn, is the number of measurement, with
которых количество импульсов за врем эталонного интервала времени , увеличенного на случайную величину, бьшо бы больше или равно N+1.which number of pulses during the reference time interval, extended by a random value, would be greater than or equal to N + 1.
Тогда период измер емой частоты импульсов определ етс так:Then the period of the measured pulse frequency is defined as:
ТПА.„.,TPA. „.,
п-п пpnp
1515
N+1 N + 1
а его частота выражаетс как обратна величинаand its frequency is expressed as the reciprocal of
f. :i20f. : i20
5five
00
5five
0 0
5 five
00
5five
Таким образом, зафиксировав после первого измерени число импульсов, равное N, за длительность эталонного интервала, увеличива на случайнзто величину эталонный интервал и определ при последующих измерени х число п,, при которых показани окажутс больше или равны (N+1), и зна максимальную величину отклонени случайной величины At, на которую увеличиваетс эталонный импульс, можно определить неизвестные период и частоту измер емых импульсных сигналов .Thus, having fixed after the first measurement the number of pulses equal to N for the duration of the reference interval, increasing the reference interval by a random amount and determining the number n, in subsequent measurements, at which the readings will be greater than or equal to (N + 1) and the maximum the deviation of the random variable At, by which the reference pulse is increased, it is possible to determine the unknown period and frequency of the measured pulse signals.
За счет определени точного расположени (N+1)-ro импульса исключаетс погрешность дискретизации конца счета, т.е. достигаетс цель изобретени .By determining the exact location of the (N + 1) -ro pulse, the discretization error of the count end is eliminated, i.e. the aim of the invention is achieved.
Предлагаемое устройство работает следующим образом,The proposed device works as follows
В исходном состо нии ключи 11 и 12 разомкнуты.In the initial state, the keys 11 and 12 are open.
При включении электропитани устройства производитс начальна установка блока 5 управлени , счетчика 3, индикатора 4 (цепи электропитани и начального сброса на функциональной схеме фиг. 2 длЯ простоты не обозначены).When the power supply of the device is turned on, the initial installation of the control unit 5, the counter 3, the indicator 4 (the power supply circuit and the initial reset are not indicated in the functional diagram of Fig. 2 are not indicated).
По входной шине измер емые импульсные сигналы подаютс на вход блока Сформировани , на выходе которого по вл ютс импульсы стандартной амплитуды и длительности с периодом, равным периоду измер емых импульсных сигналов. Эти импульсы поступают на вход селектора 2 и вход блока 17 уп5On the input bus, the measured pulse signals are fed to the input of the Formation block, at the output of which pulses of standard amplitude and duration appear with a period equal to the period of the measured pulse signals. These pulses are fed to the input of the selector 2 and the input of block 17 up5
равнени . Процесс измерени начинаетс с нажати ключа 11, с которого разрешающий сигнал поступает на пусковой вход блока 5 управлени . Блок 5 управлени формирует одиночный импульс заданной длительности, посту- паюпшй на вход селектора 2 и разрешающий пропускание на выход селектора 2 стандартных импульсов с неиз- BtcTHbjM периодом. Одиночный импуль заданной длительности формируетс и импульсов меток времени, поступающих на вход опорной частоты блока 5 управлени с выхода генератора 6 меток времени. Метки времени представл ют собой импульсные сигналы стабильной частоты, задаваемой кварцевым генератором 7. Пачка импульсов, прошедша через селектор 2, заполн ет счетчик 3, который преобразует ее на своем выходе в двоичный код, которьтй индуцируетс индикатором 4. Дл временной прив зки входных и;м- пульсов и начала эталонного импуль- са заданной длительности, импульсы с выхода блока 1 формировани дополнительно поступают на информационный вход блока 5 управлени , который синхронизирует запуск кварцевого генератора 7 в момент начала счета.Equal. The measurement process begins with pressing key 11, from which the enabling signal enters the start input of control unit 5. The control unit 5 generates a single pulse of a predetermined duration, which is input to the input of the selector 2 and permits the transmission to the output of the selector 2 of standard pulses with an un- BtcTHbjM period. A single pulse of a predetermined duration is formed by the pulses of time stamps arriving at the input of the reference frequency of the control unit 5 from the generator output of 6 time stamps. The time stamps are pulse signals of a stable frequency defined by a crystal oscillator 7. A burst of pulses passed through selector 2 fills counter 3, which at its output converts it to a binary code, which is induced by indicator 4. For a temporary input input; m-pulses and the beginning of the reference pulse of a given duration, the pulses from the output of the forming unit 1 are additionally fed to the information input of the control unit 5, which synchronizes the start of the quartz oscillator 7 at the time of the start couple.
Описанна работа устройства аналогична работе прототипа.The described operation of the device is similar to the operation of the prototype.
После первого измерени в индикаторе 4 индуцируетс число импульсов , равное N.After the first measurement, the number of pulses in the indicator 4 is equal to N.
После замыкани ключа 12 производитс второй цикл измерени , при этом процесс измерени аналогичен первому циклу. Отличие его заключаетс лишь в том, что период кварцевого генератора 7 увеличиваетс и, следовательно, увеличиваетс интервал между метками времени, а соответственно увеличиваетс длительность эталонного импульса, открывающего селектор 2. Увеличение этого импульса происходит на некоторую случайную величину. Это достигаетс тем, что при нажатии ключа 11 на выходе блока 13 формировани случайного напр жени по вл етс случайна величина напр жени , котора сохран етс посто нной за врем одного цикла измерени и в течение этого цикла поступает па вход частотно-задающего управл емого элемента 9, увеличива его емкость иAfter the key 12 is closed, the second measurement cycle is performed, and the measurement process is similar to the first cycle. Its difference lies only in the fact that the period of the quartz oscillator 7 increases and, consequently, the interval between the time stamps increases, and accordingly the duration of the reference pulse opening the selector 2 increases. The increase of this pulse occurs by some random value. This is achieved by the fact that when key 11 is pressed, a random voltage value appears at the output of the random voltage generating unit 13, which remains constant during one measurement cycle and during this cycle the input of the frequency defining control element 9 enters. by increasing its capacity and
2525
097F.«097F. "
уменьша тем самым резонансную частоту кварцевого генератора 7 что приводит к увеличению длительности эталонного импульса. С индикатора 4 5 считываетс новое показание числа импульсов, зафиксированньп в счетчике 3 ,thereby reducing the resonant frequency of the crystal oscillator 7, which leads to an increase in the duration of the reference pulse. With the 4-5 indicator, a new indication of the number of pulses is recorded, recorded in counter 3,
Следующее нажатие ключа 11 вызывает по вление на вьгходе блока 13The next key press 11 causes the appearance on block 13.
10 формировани случайного напр жени новой величины, котора через замкнутый ключ 12 поступает на вход частотно-задающего управл емого элемента 9. В этом цикле измерени увели15 чение длительности импульса происходит на другую случайную величину, не превьпиающую заданное максимальное значение. Поскольку блок 13 формировани случайного напр жени выра20 батывает случайную величину напр жени по равномерному закону, то,следовательно , по равномерному закону будет управл тьс и частотно-задающий управл емый элемент 9, вызыва соответствующее уменьшение частоты импульсов кварцевого генератора 7. Блок 13 формировани случайньк напр жений 13 работает следующим образом .10 forming a random voltage of a new value, which through a closed key 12 is fed to the input of the frequency defining controlled element 9. In this measurement cycle, an increase in the pulse duration occurs by another random value that does not exceed the specified maximum value. Since the random voltage generation unit 13 generates a random voltage value according to a uniform law, therefore, the frequency setting controllable element 9 will be controlled according to a uniform law, causing a corresponding decrease in the frequency of the quartz oscillator generator 7. Zheniyakh 13 works as follows.
30 Нестабильна частота, вырабатываема генератором 14 плавающей частоты , поступает на счетный вход счетчика 15. В процессе поступлени нестабильных по длительности импульсов30 The unstable frequency produced by the generator 14 of the floating frequency is fed to the counting input of the counter 15. In the process of entering unstable pulses
35 происходит периодическое заполнение и сброс счетчика 15. При этом значении кодов на вьгходе счетчика 15 сохран етс различное врем в зависимости от частоты входных импульсов.35, the counter 15 is periodically filled and reset. This value of the codes on the input of counter 15 maintains a different time depending on the frequency of the input pulses.
40 При поступлении ш пульса на вход40 Upon receipt of w pulse at the entrance
блока 13 формировани случайного напр жени , которым вл етс управл ющий вход регистра 16, в нем фиксируютс те значени кода, которыеThe random voltage generation unit 13, which is the control input of the register 16, records in it the code values that
45 были на выходе счетчика 16 в момент опроса. Это значение запоминаетс в регистре 16 и поступает на вход цифроаналогового преобразовател 17. Содержимое регистра 16 кажд.ый раз45 were at the output of counter 16 at the time of the survey. This value is stored in register 16 and is fed to the input of a digital-to-analog converter 17. The contents of register 16 each time
50 мен етс при поступлении нового импульса на его вход занесени . Случайный характер значений кода, запоминаемых каждый раз в регистре 16 и поступающих на вход цифроаналого55 вого преобразовател 17,объ сн етс отсутствием коррел ции между временными параметрами тактовых импульсов н входе счетчика 15 и временем за750 changes when a new pulse arrives at its input. The random nature of the code values memorized each time in register 16 and arriving at the input of a digital-to-analog 55 converter 17 is explained by the lack of correlation between the time parameters of clock pulses on the input of counter 15 and the time for 7
несени в регистр 16, Таким образом при поступлении разрешающего сигнала на вход блока 13 формировани случайного напр жени с ключа 1t на его выходе по вл етс значение случайной величины напр жени , которое затем поступает на частотно-задаю- вшй управл емый элемент 9 и сохран етс посто нной в течение этого цикла измерени .In this case, when the permissive signal arrives at the input of the random voltage generating unit 13, the random value of the voltage appears at the output of the key 1t, which then goes to the frequency-controlled variable element 9 and saves constant during this measurement cycle.
Основное преимущество предложенных способа и устройства по сравнению с известньми заключаетс в повышении точности измерени частоты и периода за счет уменьшени ошибки дискретизации конца счета,The main advantage of the proposed method and device compared to limestone is to improve the accuracy of frequency and period measurements by reducing the end-to-end discretization error,
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843803929A SU1250976A1 (en) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | Method and apparatus for measuring frequency of pulse signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843803929A SU1250976A1 (en) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | Method and apparatus for measuring frequency of pulse signals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1250976A1 true SU1250976A1 (en) | 1986-08-15 |
Family
ID=21143540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843803929A SU1250976A1 (en) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | Method and apparatus for measuring frequency of pulse signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1250976A1 (en) |
-
1984
- 1984-10-24 SU SU843803929A patent/SU1250976A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Орнатский П.П. Автоматические измерени и приборы. Киев: Вища школа, 1980, с, 370-390, рис.8.13. Двор шин Б.В. и др. Радиотехнические измерени . М.: Советское радио, 1978, с. 163, рис. 8.2. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4637733A (en) | High-resolution electronic chronometry system | |
SU1250976A1 (en) | Method and apparatus for measuring frequency of pulse signals | |
SU1157520A1 (en) | Recirculation time-interval counter | |
SU731393A1 (en) | Frequency meter | |
SU553546A1 (en) | Digital low frequency meter | |
SU1620955A1 (en) | Digital frequency meter of harmonic signal | |
RU1798727C (en) | Method for object phase shift determining | |
GB1479053A (en) | Apparatus for measuring the distortion of data signals | |
SU409228A1 (en) | DIGITAL SIGN CORRELOMETER | |
SU1278733A1 (en) | Digital phasemeter | |
SU748273A1 (en) | Phase shift measuring method | |
SU845110A1 (en) | Device for measuring frequency deviation from rating | |
SU464888A1 (en) | Digital pulse duration meter | |
SU1061601A1 (en) | Multistack time interval-to-digital code converter | |
SU970255A1 (en) | Digital frequency meter | |
SU1219981A1 (en) | Apparatus for determining standard deviation of pulse duration | |
SU1613878A1 (en) | Device for measuring temperature | |
SU1161894A1 (en) | Phase shift metering device | |
SU902266A1 (en) | Device for digital tracing of periodic signal phase | |
SU970267A1 (en) | Digital display of periodic signal shape | |
SU966616A1 (en) | Device for measuring pulse repetition mean frequency | |
SU690608A1 (en) | Frequency multiplier | |
SU773520A1 (en) | Digital phase meter | |
SU828105A1 (en) | Digital frequency/period meter | |
SU1190285A1 (en) | Digital frequency meter |