Цифровой периодомер средних значений

Цифровые периодомеры средних значений (ЦПСЗ) применяются при измерении малых значений периода сигнала для того, чтобы не использовать высокочастотный ГОЧ. Решение об использовании схемы ЦПСЗ принимается, если расчетная частота ГОЧ f₀ > 100 МГц.

Принцип действия ЦПСЗ основан на формировании и последующем квантовании импульса, длительность которого пропорциональна не одному, а нескольким m периодам входного сигнала. Таким образом, результат измерения

N_X = m×T_X ×f₀,

где m = 10ⁿ, причем n = 1, 2, ….

Один из вариантов реализации структурной схемы ЦПСЗ приведен на рис. 3.8.

Работа структуры осуществляется следующим образом. Входной формирователь ВФ преобразует входной сигнал с частотой f_X в последовательность прямоугольных импульсов такой же частоты.

Рис. 3.8. Структурная схема ЦПСЗ

При отсутствии сигнала "запрет" формирователь периода ФП по переднему фронту импульса с выхода ВФ устанавливает на своем выходе логическую "1", которая разрешает прохождение импульсов частоты f₀ с выхода ГОЧ через селектор С на счетчик импульсов СИ. Этот же импульс с выхода ВФ является первым счетным для делителя частоты ДЧ с коэффициентом деления m.

Далее ДЧ подсчитывает количество импульсов с выхода ВФ. На выходе ФП все это время удерживается высокий логический уровень. По приходу m = 10ⁿ импульсов ДЧ устанавливает на выходе сигнал "конец mT_X" низкого уровня. Этот сигнал запрещает прохождение импульсов с выхода ГОЧ через селектор С.

На выходе СИ фиксируется код N_X, пропорциональный числу импульсов частоты f₀, прошедших на счетчик за время mТ_Х, равное 10ⁿ периодам входного сигнала.

По заданному фронту импульса с выхода ДЧ блок управления БУ выдает на ФП и ДЧ сигнал "запрет", во время действия которого ФП и ДЧ не реагируют на входные сигналы. Кроме того, БУ выдает на регистр Рг сигнал "запись", по которому код N_X записывается в регистр и выводится на цифровое отсчетное устройство ЦОУ. Затем БУ выдает на СИ сигнал "сброс", и схема переходит в режим индикации показаний. Как только БУ снимет сигнал "запрет", по первому же переднему фронту с выхода ВФ повторится описанный выше процесс измерения.

Порядок расчета и составляющие погрешности измерения в ЦПСЗ те же, что и в ЦПМЗ.