202656. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés frekvencia mérésre, különösen alacsony frekvenciák nagypontosságú mérésére
1 HU 202 656 A 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés frekvenciamérésre, különösen alacsony frekvenciák nagypontosságú mérésére. A frekvenciamérés hagyományosnak tekinthető módszere az úgynevezett impulzus számlálásos módszer, amelynek lényege a mérendő jel adott időegység alatti impulzusainak leszámlálása. Ez nagyfrekvenciás mérendő jelek esetében megfelelő módszer, alacsony frekvencia megfelelő felbontású mérésére azonban csak viszonylag hosszabb idejű (5-10 másodperc) méréssel van lehetőség. Alacsony frekvenciák mérése ezért a gyakorlatban általában közvetett úton történik, azaz a frekvencia közvetlen megmérése helyett az alacsony frekvenciás jel periódus idejét mérik meg, majd, általában aritmetikai módszerrel, a frekvenciát a periódusidő reciprok értékéből határozzák meg. Ez a módszer elvét tekintve megfelelő, de az eddigi megoldásokkal bonyolultan realizálták. Ismeretes például az 1 401 505 alapszámú GB szabadalomból olyan frekvencia mérési megoldás, amelynél a periódusidővel fordítottan, tehát a frekvenciával egyenesen arányos egyenfeszültségct hoznak létre. Ezen kapcsolás kimenőjele analóg jellegű és célszerűen nem kifejezetten frekvenciamérésre, hanem gépjárművek futóművének blokkolásgátlására alkalmazzák. További frekvenciamérő elrendezés ismerhető meg az 1 380140 lsz. GB szabadalomból, amelynek lényege, hogy a bemenőjel minden periódusa alatt adott nagyságú töltés kerül valamely első töltés tároló eszközből egy második töltéstároló eszközbe. Ennek a második töltéstároló eszköznek a feszültsége, tehát az időegység alatt beéikező töltések számától, tehát a bejövő jel frekvenciájától függ. Ez a megoldás ugyancsak analóg kimenő jelet szolgáltat. A jelen találmánnyal elérni kívánt cél a fenti hátrányos jellemző elkerülése érdekében olyan kapcsolási elrendezés kialakítása frekvenciamérésre, amellyel az alacsonyabb frekvenciák értéke adott felbontást tekintve az eddigi megoldásoknál egyszerűbben határozható meg. A fenti cél elérésével az alacsony frekvenciák mérésére alkalmas kapcsolási elrendezés az eddigieknél egyszerűbben alakítható ki, ezért alkalmazási területe szélesebbé válhat A fenti cél elérése érdekében megoldandó feladat olyan kapcsolási elrendezés kialakítása frekvenciamérésre, amelyben önmagában ismert berendezés, vagy áramkör alkalmazható a frekvenciamérésre minimális kiegészítéssel. A jelen találmány szerint a fenti feladatot olyan frekvencia mérésére alkalmas kapcsolási elrendezéssel oldjuk meg, amely önmagában ismert nullázható analóg-digitál átalakítót tartalmaz, amelynek legalább egy mérőjel bemenete és legalább egy referenciafeszültség bemeneté van, továbbá működése során nullázási intervallum és hányados mérésen alapuló mérési intervallum különböztethető meg, amelyek valamely meghatározott pontja az analóg-digitál átalakítón kívül érzékelhető, mimellett az analóg-digitál átalakító mérőjel bemenetére egyenfeszültség, referencia bemenetének egyik pontjára pedig mérőkondenzátor egyik pontja van csatlakoztatva, továbbá ezen ponthoz logikai egységen, vagy ezen logikai egység első kimenetével összekötött vezérlő bemenet kapcsolón keresztül áramgenerátor van csatlakoztatva, továbbá a logikai egység bemenetére a bemenő mérendő jelet biztosító feszültségforrás van csatlakoztatva, mimellett az analóg-digitál átalakító kimenete a logikai egység további bemenetéhez van csatlakoztatva, a mérőkondenzátor egyik pontjához pedig előnyösen kisütő áramkik is csatlakoztatva van, amely a logikai egységen belül, vagy azzal összeköttetésben van kialakítva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egyik előnyös kiviteli alakjánál a mérőkondenzátorhoz első áramgenerátor van első kapcsolón keresztül csatlakoztatva, az első kapcsoló vezérlő bemenete a logikai egység első kimenetével van összekötve, a logikai egység első bemenetére a bemenő jel feszültségforrása komparátoron keresztül van csatlakoztatva, továbbá a kisütő áramkör második kapcsoló, amelynek vezérlő bemenete a logikai egység második kimenetével van összekötve, az analóg-digitál átalakító mérőjel bemenetére pedig mérőellenállás van párhuzamosan csatlakoztatva, amely második áramgenerátorral van sorbakötve. A fenti kiviteli alak előnye, hogy alkalmazásával a frekvencia mérés igen egyszerűen hajtható végre aszimmetrikus bemenetű analóg-digitál átalakító alkalmazása esetén. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés további előnyös kiviteli alakjánál az analóg-digitál átalakító referencia bemenetére a mérőkondenzátor van párhuzamosan kapcsolva, a mérőjel bemenetre pedig a mérőellenállás van párhuzamosan kötve, továbbá a mérőkondenzátorral második kapcsoló van párhuzamosan kapcsolva, amelynek vezérlő bemenete a logikai egység második kimenetével van összekötve, a további áragmencrátor váltókapcsoló közös pontjára van kapcsolva, amelynek egyik kimenő pontja a mérőkondenzátor egyik pontjára, másik kimenő pontja pedig a mérőellenállás egyik pontjára, valamint harmadik kapcsoló egyik pontjára van csatlakoztatva, mimellett a váltókapcsoló és a harmadik kapcsoló vezérlő bemenete a logikai egység első kimenetével van összekötve, a harmadik kapcsoló másik pontja pedig a mérőkondenzátor másik pontjával van összeköttetésben, továbbá a mérőellenállás másik pontja földre van kötve és a bemenő jel feszültségforrása komparátoron keresztül a logikai egység első bemenetére van kapcsolva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés ezen kiviteli alakjának előnye tehát, hogy a mérés végrehajtásához egyetlen áramgenerátor elégséges, mimellett az alkalmazott analóg-digitál átalakító referencia jel bemeneté földfüggetlen kialakítású. A találmány szerinti kapcsolási elrendezést a mellékelt rajzokon látható ábrák alapján részletesebben ismertetjük: A rajzokon az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés aszimmetrikus referencia jel bemenettel rendelkező analóg-digitál átalakító felhasználásával kialakítható változatának tömbvázlata, a 2. ábra pedig a találmány szerinti kapcsolási elrendezés földfüggctlen referencia bemenettel rendelkező analóg-digitál átalakító felhasználásával kialakítható változatának tömbvázlata. Az 1. ábrán látható kapcsolási elrendezés A/D analóg-digitál átalakítót, RM mérőellenállást, CM mérőkondenzátort, IGi első áramgenerátort, Io2 második áramgenerátort, Sí első kapcsolót, S2 második kapcsolót, Qi első és Q2 második kimenetekkel és számnélküli beme-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
