Цифровой частотомер

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

gag 8 01 Н 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЯАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0ТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3382368/18-21 (22) 22.01.82 (46) 15.05.83. Бюл, Р 18 .(72) 9.П.Бордыков и О.A ° Тулинов

:(71) Специальное проектно-.конструкторское бюро средств автоматизации нефтедобычи и нефтехимии "Ыефтехимпромавтоматика" (53): 621. 317 (088. 8). (56) 1. Авторс сое свидетельство СССР

9 42?289 кл. 6011 23/00, 1972

2. Авторское- свидетельство СССР

rto заявке Р 2983507/21, кл. 501 k. 23/00, 23 ;09:.80, (54)(57) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР, содержащий последовательно соединенные. формирователь лременнйл интервалов, блок управления и счетчик целой час. ти периода, элемент И, счетчик дробной части периода, делитель частоты, блок .вычитания, счетчик, основной элемент

ИЛИ, основной счетчик-периода, а также основную группу элементов И, первые входы которых соединены с со- ответствующими выходами счетчика, первый. вход последнего подключен к первым входам делителя частоты, счет-чика дробной части периода.я счетчика целой части,периода, второй вход которого соединен с выходом элемента

И, первый вход последнего подключен: к выходу формирователя временных ин. тервалов, вход которого соединен с

:вторым выходом блока управления, третий выход последнего подключен к первому входу блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом делителя частоты, выход последнего подключен к вторым входам счетчика и счетчика дробной части периода, „,SU„„ 1018036 А выход которого соединен с вторым входом элемента И,. четвертый и пятый выходы блока управления саеДинены соответственно с первым и вторым входами основного счетчика периода, выходы которого подключены соответственно к вторым входам элементов И основной группыр Выходы последних соединены с соответствующими .входамн основного элемента ИЛИ, о т л.н ч аю шийся тем, что, с целью умень" шения динамической погрешности измерения, в нега введены дополнительный счетчик периода, дополнительная группа элементов И, дополнительный элемент ИЛИ, первый и второй коммутаторы, входы последнего соединены соответственно с выходами основного .. и дополнительнаго элементов ИЛИ, выход второго коммутатора подключен к второму входу блока вычитания, шестой и седьмой выходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым входами дополнительного счетчика периода,выходы которого соединены соответственно с первыми входамн элементов И дополнительной группы, вторые входы которых подклю», (," чены к соответствующим выходам счетчика, выходы элементов И дополнитель-. ной группы соединены с соответствую- QQ щнмн входаьж дополнительного элемент,>и, ИЛИ, сигнальные выходы основного и дополнительного счетчиков периода ЯА,) подключены соответственно. к первому . ар и второму входам первого коммутатора выход которого соединен с третьим входом делителя частоты, при этом установочные входы первого и второго коммутаторов. подключены к восьмому выходу блока управления.

1 0180.36

Изобретение относится к вычисли эрльной и электроиэмерительной технике и может быть испольэонано в системах обработки информации и упранления.

Кзнестен цифровой частотоме,>, содержащий электронно-счетный иэмеритадь частоты, включающий формирователь импульсов, временной селектор,, счетчик целой части измеряемой часто-, ты индикатор, генератор эталонной. 10 ..частоты;. и схему. формирования временного интервала, схему управления нремениым селектором, первый . доцолнительнйй временной селектор, делитвль, счетчик импульсон, управляемый 15 делитеЛь частоты, второй дополнитель ный .эременной селектор, счетчик дроб,ной "части.измеряемой частоты и схему,зепоминания и воспроизведения времен.ного интервала E1) . :

Однако данное устройство характеризуется.значительными погрешностя- ми. при измерении сигналов в значи- . тельном диапазоне частот.

Наиболее близким к изобретению:по . технической сущности является цифро ной частотомер, содержащий схему таравления, схему формирования вре- . менного интервала, счетчик целой части измеряемой частоты, счетчик дробной. части измеряемой частоты, делитель частоты, счетчик и счетчик периода измеряемой: частоты, схему И, схему вычитания, схему ИЛИ и группу схем И.

Указанное устройство обладает повы- 35 шенным быстродействием и расширенным диапазоном измеряемых частот: (2).

Однако в известном устройстве для измерения дробной части происходит 49 деление интервала между последним зарегистрированным импульсом и концом измерительного интервала на значение .периода измеряемой частоты. Поскольку заранее неизвестно, какой именно 45 интервал окажется последним, измеряют значение первого периода измеряемой частоты и на него производят все последующие операции деления. Это приводит к тому, что между моментом измерения периода и мо;-;ентом последнего деления существует некоторое время, которое может привести к возникновению динамической погрешности.

Действительно, если устройство измеряет частоту, изменяющуюся во времени, .то значение периода, измеренное

"s начале измерительного интервала, не.ранно значению периода в конце этого интервала. Отличие будет тем больше, чем больше скорость измене- 60 ния частоты и чем больше значение из мерительного интервала.

Таким образом, известное устройство характеризуется появлением динамической погрешности измерения. 65

Целью изобретения является уменьшение динамической погрешности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные формирователь временных интервалов, блок:управления и счетчик целой части периода, элемент И, счетчик дробной части периода, делитель частоты, блок вычитания, счетчик, основной элемент ИЛИ, осйовной счетчик периода, : а также группу элементов И, первые входы которых соединены с соответствующими выходами счетчика, первый вход последнего подключен к первым входам делителя частоты, счетчика дробной части периода и счетчика целой части периода, второй вход, которого соединен с выходом элемента И, первый вход последнего подключен к выходу формирователя временных интервалов, вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий выход последнего подключен к первому входу блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом делителя частоты, выход последнего подключен к вторым входам счетчика и счетчика дробной части периода, выход которого соединен. с вторым входом элемента И, четвертый и пятый выходы блока управления соединены соответственно с первым и . вторым входами основного счетчика периода, выходы которого подключены соответственно к вторым входам элементов И основной группы, выходы . последних соединены с соответствующими входами основного элемента ИЛИ, введены дополнительный счетчик периода дополнительная группа элементов И,. дополнительный элемент ИЛИ, первый и второй коммутаторы, входы последнего соединены соответственно с выходами основного и дополнительного элементов ИЛИ, выход второго коммутатора подключен к второму входу блока вычитания, шестой и седьмой ныходы блока управления соединены соответст,венно с первым и вторым входами до-! полнительного счетчика. периода, выходы которого соединены соответственно с первыми входами элементов И дополнительной группы вторые входы которых подключены к соответствующим выходам счетчика, выходы элементов И дополнительной группы соеди-.. нены с соответствующими входами допонительного элемента ИЛИ, сигналь, ные выходы основного и дополнительного счетчиков периода подключены соответственно к первому и второму входам первого коммутатора, выход которого соединен с третьим входом делителя частоты, при этом установочные входы первого и второго коммута1торов подключены к восьмому выходу блока управления.

1018036

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 управления, формирователь 2 временных интервалов, элемент 3 И, счетчик 4 целой части периода, счетчик 5 дроб5 ной части периода, делитель б частоты, счетчик 7, блок 8 вычитания, основной счетчик 9 периода, основная группа 10 элементов И, первый коммутатор 11, дополнительный счетчик 12 периода, дополнительная группа 13 элементов И, второй коммутатор 14, основной элемент 15 ИЛИ, допОлнительный элемент.16 ИЛИ.

Устройство работает следующим. 15 образом.

В исходном состоянии счетчики 4, 5, 7, 9 и 12 обнулены, Блок 1 управления дает. разрешение на прохож дение импульсов с выхода счетчика gp

9 через первый вход первого коммутатора 11 .на его выход и с выхода элемента 15 ИЛИ через первый вход второго коммутатора 14 íà его выход.

По сигналу "Пуск" блок 1 управле- 25 ния дает разрешение на прохождение импульсов к, синхронизированных тактовых импульсов на вход счетчика

4 целой части измеряемой частоты и на установочные входы счетчика 5 и делителя 6 частоты. Одновременно по сигналу "Пуск" начинают поступать тактовые импульсы на вход формирователя 2. При отсутствии импульсов FX формирователь 2 временных интервалов через эталонный интервал времени выдает сигнал на блок 1 управления, - заканчивая процесс измерения. Результат измерения — нулевой.

Первый импульс FX производит новый40 запуск формирователя 2 временных интервалов,синхронизируя тем самым на-чало измерения входным импульсом -А

В течение первого периода FX происходит заполнение счетчика 9 периода 45 измеряемой частоты тактовыми импульсами, поступающими с третьего выхода блока 1 управления. Далее происходит операция деления величины. предполагаемого промежутка между. пос-, 5О ледиим импульсом измеряемой частоты и концом измерительного интервала..на величину периода измеряемой частоты записанной в счетчике 9 .

Тактовые импульсы с второго выхода блока 1 управления поступают на вход блока 8 вычитания. Обозначим количество импульсов, поступивших на данный вход, через Х1.. каждый импульс на вычитающем входЕ блока 8 вычитания (обозначим их 60 количество через Х2)вызывает поглощение одного входного импульса, поэтому количество импульсов на выходе блока 8 вычитания равно

ХЗ = Х1 - Х2 65

Делитель б частоты производит деление входных импульсов на коэффици ент $0, задаваемой по его управляющему входу со счетчика 9 периода через коммутатор 11.

На входе счетчика 7 количество импульсов равно

Х4= а х2, (,)

"о где Чо >i 1 ° количество импульсов на выходах счетчика 7 соответственно рано.

Х4 . Х4 . Х4 — --ит, 4 8

° де количество импульсов на входах элемента 15 ИЛИ равно

Ч 2Х4, Ч3 Х4 и т.д.

4 . 8 4. 4-, 2 где 0 < Ч„«1 - значение разрядов выходного кора.

На выходе элемента 15 ИЛИ количество импульсов равно

1<.Х4 Ю44 O.Х4 =! Х4 И Ч„ .,(И .Х2- — ", + + которые .через второй коммутатор 14 поступают на вычитающий вход блока

8 вычитания.

Решая совместно уравнения (2) и (3), получим

Одновременно с данным процессом деления идет -заполнение второго счет-. чика периода измеряемой частоты 12.

При появлении импульса Х происходит обнуление счетчиков 5,. 7 и 9, в счетчике. 1? будет храниться новое, значение .периода измеряемой частоты

Г, а коммутаторы 11 и 14 переключавтая по сигналу с пятого выхода блока 1 управления на вторые входы.

В течение сЛедУющего периода про-. исходит деление на новое значение периода, записанное а счетчике 12, а в счетчике 9 измеряется текущее значение периода измеряемой частоты, для следующего деления. Таким образом, любое деление происходит нв значения периода,.измеренные непосредственно перед процессом деления, которые формируются поочередно в счетчике 9 и в счетчике 12.

В случае, когда величина последнего промежутка окажется сэльше чем значение периода Г, происходит переполнение счетчика дробной .части периода, которое. дает разрешение на запись импульса конца измерительного интервала через элемент 3 И на второй вход счетчика 4 целой .части периода.

1018036

Составитель В.Кашута

Редактор М.Бандура Техред К.Мыцьо Корректор М.Коста

Заказ 3530/43 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,4

Ф

Предлагаемое устройство позволяет измерять частоту повторения импульсов, имеет высокое быстродействие, широкий диапазон измеряемых частот и значительно меньшую динамическую погрешность измерения эа счет :ого, что период измеряется непосредствен-, но перед операцией деления. это позволяет измерять также частоты, изменяющиеся в процессе измерения. Поэтому данное устройство в большей степеии отвечает требованиям предь« являемым к аналогичным приборам, и может иметь .самое широкое применение.