180544. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés alacson frekvenciás jelek frekvenciájának és fázisszögének nagypontosságú digitális mérésére
5 180544 6 * * négy (I, II, III, IV. jelű) ütemben zajlik. Az első ütemben a TöRL vezérlő jel hatására a 10 periódusidő számláló és a 21 eredményszámláló nullázódik, a 14 fel-le számláló pedig felveszi a párhuzamos beíró bemene- 5 tek előre meghatározott módon logikai 0 vagy logikai 1 szintre történő csatlakoztatásával meghatározott állapotot. A II. ütem a C jelnek az 5 elosztó fokozat ni osztásviszony értéke által meg határozott számú periódusáig tart. (A 2. ábrán 10 ez az érték 2). Ez idő alatt a 10 periódusidőszámlálót a 7 logikai kapuáramkör kimenetén megjelenő fi referencia frekvencia jelforrásból származó órajelek (E jel) léptetik előre. Az ütem végén a 10 periódusidő számláló tartalma az A 15 mérendő jel ni értéknek megfelelő periódusának idejével és fi referencia frekvencia jelforrása frekvenciájával lesz arányos. Ez a tartalom a 11 programozható frekvenciaosztó programozó bemenetelre kerül, így annak kimenetén olyan 20 jel jelenik meg, amelynek frekvenciája arányos az fi referencia frekvencia jelforrás frekvenciájával, valamint a 10 periódusidő számláló tartalmával. A III. ütemben történik a reciprokképzés. Ekkor a 14 fel-le számláló a 12 logikai kapu- 25 áramkör kimenetén megjelenő, a 11 programozható frekvenciaosztó által meghatározott frekvenciájú jel hatására az n2 értéktől visszafelé számlál, miközben a 17 komparátor a 14 fel-le számláló kimeneteinek állapotát figyeli. Mind- 30 addig, amíg a 17 komparátor nem jelzi, hogy a 14 fe-le számláló visszaszámlálása során elérte a 0 (vagy más, előre meghatározott) értéket, a 18 logikai kapuáramkör kimenetén az fi referencia frekvencia jelforrás frekvenciájának megfelelő 35 impulzusok jelennek meg, amelyek előre léptetik a 21 eredmény számlálót. A 21 eredményszámlálóban tehát a III. ütem végére olyan tartalom keletkezik, amelyik arányos az fi referencia frekvencia jelforrás frekvenciájával és a 14 40 fel-le számláló visszaszámlálási idejével, azaz végső soron az A mérendő jel frekvenciájával. A IV. ütemben ez a tartalom átírásra kerül a 22 eredmény tárolóba, amelynek tartalmát a 24 eredménykijelző jeleníti meg, vagy egyéb célra, 45 pl. számítógép felé történő adatközlésre használjuk fel. A IV. ütem végén ismét kezdődik az I. ütem, amelynek az időtartamával befolyásolhatjuk a mérési ciklusok gyakoriságát. 50 A fentiek értelmében tehát a mérőmű működését frekvenciamérés esetén a következő egyenletek írják le: 1.1. 1.2. (PISZ) = ni • - fA f =f . F ' N • f7 — ni • 1 fA N 1.3. 1.4. n2 n2 • N • fA ITnl (ESZ) = fr • tle n„ N ft n, 55 60 65 Ahol (PISZ) : A 10 periódusidő számláló tartalma a III. ütemben ni: Az 5 előosztó fokozat által megvalósított osztásviszony értéke fA; az A mérendő jel frekvencia értéke f,: Az fi referencia frekvencia jelforrás frekvenciájának értéke f„.; A 11 programozható frekvenciaosztó kimenő frekvenciájának értéke a III. ütemben N; A 11 programozható frekvenciaosztó által meghatározott legnagyobb osztásviszony értéke t„; A 14 fel-le számláló leszámlálási ideje n2 ; A 14 fel-le számláló párhuzamos beíró bemenetelnek előre meghatározott módon logikai 0 vagy logikai 1 szintre történő csatlakoztatásának megfelelő szám értéke (ESZ): A 21 eredmény számláló tartalma a III. ütem végén. Az 1.4. egyenletből látható tehát, hogy a 21 eredményszámlálóban a III. ütem végére olyan számérték keletkezik, amely az A mérendő jel frekvenciájával arányos. A képletben szereplő fr, m, m, N értékek célszerű megválasztásával a kijelzés formátuma tetszőlegesen beállítható. Fázisszögmérés esetén (1., 3., 4. ábra) a 20 kétállású üzemmódikiapcsaló rp állásban van, a kapcsolás a B mérendő jelnek az A mérendő jelhez viszonyított fázishelyzetét méri. A mérés ismét négy ütemben zajlik. Az I. ütemben a frekvenciaméréssel azonos módon nullázódik a 10 periódusidő számláló és a 21 eredményszámláló, azonban most a 14 fel-le számláló mindegyik párhuzamos beíró bemenete logikai 0 szintre csatlakozik. A II. ütemben a 10 periódusidő számláló az fi referencia frekvencia jelforrástól léptető impulzusokat kap az A mérendő jelből képzett C jel ni értékének megfelelő számú periódusának időtartamáig (3., 4. ábra, ni =2). így a 10 periódusidő számláló tartalma a II. ütem végén az fi referencia frekvencia jelforrás frekvenciájával és ni értékének megfelelő számú periódus idejével lesz arányos. Ez a számérték vezérli a 11 programozható frekvenciaosztó programozó bemenetelt, amelynek kimenetén így az A és B mérendő jelek periódusidejével és fi referencia frekvencia jelforrás frekvenciájával arányos frekvenciájú F jelet kapunk. A továbbiak szempontjából meg kell különböztetnünk azt az esetet, ha ± 180 fokig (3. ábra) illetve 0—360 fokig terjedő (4. ábra) kijelzési formátumot kívánunk megvalósítani. Az első esetben (3. ábra) a 6 szögarányos időképző fokozat a C és G jelekből olyan H jelet képez, amely akkor 1 szintű, ha C és G jelek eltérő logikai szintűek. A második esetben (4. ábra) 6 szögarányos időképző fokozat kimenetén C jel felfutó élétől G jel felfutó éléig 1 értékű a logikai szint. így a 6 szögarányos időképző fokozat kimenetén mindkét esetben 0-tól 1-ig terjedő kitöltési tényezőjű H jelet nyerünk, ez azonban az első esetben 0—±180 fokig, a második esetben 3
