Цифровой периодомер-частотомер

 

ЦИФРОВОЙ ПЕРИОДОМЕР-ЧАСТОТОМЕР ПО авт. св. 815667, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения диапазона измерений) в него дополнительно введен блок выбора пределов, содержащий дешифратор числа периодов, регистр числа периодов, дешифратор времени измерения , группу элементов 2И и элемент ИЛИ, причем входы дешифратора числа периодов и дешифратора времени измерения подключены соответственно к выходам счетчика числа периодов и счетчика импульсов, а выходы дешифратора числа периодов и дешифратора времени измерения подключены соответственно к установочным входагд регистра числа периодов и первым входам группы элементов 2И, выходы которых соединены с первыми входами элемента. ИЛИ, второй вход элемента ИЛИ непосреяственно соединен с выходом дешифратора времени измерения , выход элемента ИЛИ подключен к второ1лу входу триггера пуска, а инi версный выход триггера управления соединен с входом сброса регистра (Л числа периодов, выходы крторого соединены с вторыми входами группы cz элементов 2И. а Is5 tsD ОЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) i

3(5)) G 01 R 23/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУД"РСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПОДЕДАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 815667 (21) 3382862/18-21 ,(22) 22.01.82 (46) 30 ° 12.83. Вюл. Р 48 (72) С.A. Киселев (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда

BucIIC (53) 621. 317 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 815667, кл. G 01 R 23/10, 1981. (54) (57) ЦИФРОВОЙ ПЕРИОДОМЕР- ÑTÎTOMEP по авт. св. Р 815667, о т— л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения диапазона измерений) в него дополнительно введен блок вы-бора пределов, содер>хаший дешифратор числа периодов, регистр числа периодов, дешифратор времени измерения, группу эле)лентов 2И и элемент

ИЛИ, причем входы деж фратора числа периодов и дешифратора времени измерения подключены соответственно к выходам счетчика числа периодов и счетчика импульсов, а выходы дешифратора числа периодов и дешифратора времени измерения подключены соответственно к установочным входам регистра числа периодов и первым входам группы элементов 2И, выходы которых соединены с первыми входами элемента ИЛИ, второй вход элемента

ИЛИ непосредственно соединен с выходом дешифратора времени измерения, выход элемента ИЛИ подключен к второму входу триггера пуска, а инверсный выход триггера управления щ соединен с входом сброса регистра числа периодов, выходы крторого соединены с вторыми входами группы элементов 2И.

1064 223

Изобретение относится к измерительной тенике и мо>хет быть использовано в широкодиапазонных цифровых измерителях периода и частоты электрических сигналов.

По основному авт. св. М 815667 5 известен цифровой периодомер-частотомер, содер><аший,последовательно соединенные формирователь импульсов, первый ключ, счетчик числа периодов, вычислительный блок, .последовательно соединенные генератор образцовой частоты, второй ключ, счетчик импульсов, блок управления, а также триггер пуска, выходы которого соединены через два элемента совпадения с триггером .управления, выход которого подключен к вторыгл входам двух ключей, выход формирователя импульсов соединен с вторыми. входами элементов совпадения, а выход счетчика импульсов — c вторым входом вычислительного блока (1,3.

Известный периадаиер-частотомер, имеюций одно значение времени измеобладает малыгл быстродействи- 25 ем при измерениях высокочастотных сигналов и, кроие того, не позволяет измерять средний период или частоту сигналов в диапазоне инфранизких частот.

Цель изобретения — повышение быстродействия и расширение диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой периадамер-частотомер, содержаший последовательно З5 соединенные формирователь импульсов, первый ключ, счетчик числа периодов, вычислительный блок, последовательно соединенные генератор образцовой

<астаты, Втарой ключ, счетчик им- 40 пульсов, блок управления, а также триггер пуска, выходи которого соединены через два элемента совпадения с триггерам управления, выход которого подключен к вторым входам двух 45 ключей, выход формирователя импульсов соединен с вторыми входами элементов совпадения, а выход счетчика импульсов — с вторым входом вычислительнога блока, дополнительно вве- 5О ден блок вибара пределов, садер><ащий дешифратор числа периодов, регистр числа периодов, дешифратор времени измерения, группу элементов 2И и эле.:лент ИЛИ, причем входы деиифратора числа периодов и деиифратара времени измерения подключены соответственно к выходам счетчика числа периодов и счетчика импульсов, а выходы дешифратора числа периодов и дешифратора времени измерения подключены 60 соответственно >< установочным входам регистра числа периодов и первым в.<адам группы элементов 2И, выходы

:которых соединены с первыми входами элемента ИЛИ, вторя ; вход элемента

ИЛИ непосредственно соединен с выходом дешифратора времени измерения, выход элемента ИЛИ подключены к второму входу триггера пуска, а инверсный выход триггера управления соединен с входом сброса регистра числа периодов, выходы которого соединены с вторйми входами группы элементов

2И.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого цифрового периодомера-частотомера, Цифровой периодомер-частотомер содержит формирователь 1 импульсов, первый ключ 2, счетчик 3 числа периодов, вычислительный блок 4, генератор 5 образцовой частоты, второй ключ 6, счетчик 7 импульсов, блок

8 управления, триггер 9 пуска, эле-, менты 10 и 11 совпадения, триггер 12 управления, блок 13 выбора пределов в составе дешифратора 14 числа периодов, регистра 15 числа периодов, дешифратора 16 времени измерения, группы элементов 2И 17 и элемента

ИЛИ 18.

Выходы триггера 9 пуска соединены через элегленты 10 и 11 совпадения с триггером 12 управления, выход которого подключен к вторым входам первого 2 и второго 6 ключей. Выход формирователя 1 импульсов соединен с вторыми входами элементов 10 и 11 совпадения. Выход счетчика 7 импульсов подключен к второму входу вычислительного .блока 4. Входы дешифратора 14 числа периодов и дешифратора

16 времени измерения подключены соответственно к выходам счетчика 3 числа периодов и счетчика 7 импульсов, а выходы — соответственно установочным входам регистра 15 числа периодов и первым входам группы элементов 2И 17, выходы которых соединены с первыми входами элемента ИЛИ 18.

Второй вход элемента ИЛИ 18 непосредственно соединен с выходом дешифратора 16 времени измерения, а выход элемента ИЛИ 18 подключен к второму входу триггера 9 пуска. Инверсный выход триггера 12 управления соединен с входом сброса регистра 15 числа периодов, выходы которого соединены с вторыми группами элементов

2И 17.

Цифровой периодомер-частотомер работает следуюцим образом.

По команде "Пуск" триггер 9 пуска устанавливается в состояние ".1" и открывает элемент 10 совпадения.

Первыгл импульсом начала периода с выхода формирователя 1 через элемент 10 совпадения триггер 12 управления также устанавливается в состояние ."1" и.открывает . ключи 2 и 6.

Импульсы генератора 5.образцовой частоты поступают через второй ключ 6 на счетчик 7. Состояния счетчика 7

3 ; 1.064223 4 импульсов, соответствующие выбранным значениям времени измерения, в диапазоне от высоких до низких частот, например 0,001, 0,01, 0,1, 1 с, и в диапазоне от низких до инфранизких частот, например 10, 20, 5 . 50, 100 с, выделяет дешифратор 16 времени измерения. Дешифратор 14 числа периодов выделяет состояния счетчика 3, соответствующие выбранным значениям числа периодов, например 5, 10 для измерения в ИНЧ и НЧ диапазоне, а для измерения в диапазоне .от низких до высоких частот, например 10, 1000, 100000.

Выбор временного интервала измере-15 ния производится автоматически в зависи лости от частоты измеряемого сигнала. Если к моменту достижения . счетчиком 7 первого значения времени измерения 0,001 с для сигналов, изменяющихся в поддиапазоне вйае

100 МГц, число периодов составит

100000 и более, то в первый разряд . регистра 15 сигналом дешифратора 14 записывается логическая "1". Сигнал с выхода первого разряда регистра 15 25 разрешает прохождение первого сигнала дешифратора 16, соответствуюцего времени измерения 0,001с, через первый элемент группы элементов 2И 17 и элемент ИЛИ 18 на вход триггера 9 30 пуска, который устанавливается в состояние "0". На этом выбор предела времени измерения заканчивается, а цикл измерения продолжается до окончания текущего периода сигнала. 35

Ъ

Если частота измеряемых сигналов находится в поддиапазоне 10-100. ИГц, то число периодов сигнала равное. или.большее 100000 может быть дос- . тигнуто за время 0,01с. Тогда сигнал 40 с выхода первого разряда регистра 15 разрешает прохождение второго сигнала деиифратора 16 через второй элемент группы элементов 2И 17 и элемент ИЛИ 10 на триггер 9 пуска. Если 45 измеряемый сигнал находится в поддиапазоне 10 кГц — 10 МГц, то значение числа периодов равное 100000 за время 0,01 с не может быть достигнуто.

Следовательно z период разряда регистра 15 сохранится состояние "0".

Первый и,второй сигналы дешифратора

16 не пройдут через группу элементов 2И 17. Таким образом, для сигна» ла в поддиапазоне 10 кГц - 10 ИГц .может быть сосчитано число периодов равное или большее 1000 за время, измерения 0,1 с.. При этом во второй разряд регистра 15 сигналом дешифратора 14 записывается логическая

"1". Сигнал с выхода второго разряда 6О регистра 15 разрешает прохождение . третьего сигнала дешифратора 16, соответствующего времени измерения

0,1 с, через третий элемент группы элементов 2И 17 и элемент ИЛИ 18 на триггер 9 пуска. Аналогично происходит .функционирование элементов схемы для сигналов в поддиапазоне

10 Гц - 10 кГц, которым соответствует значение времени измерения 1 с и начальное значение числа периодов рав— ное 10.

Измерение средних значений периода или частоты в подциапааоне 1 — .

10 Гц производится по сигналу дешифратора 16, соответствующему.времени измерения 10 с и начальному значению числа периодов равному 10.

Для измерения средних значений в подциапазонах 0,25 — 1 Гц и 0,1

0,25 Гц установлено число периодов равное 5, а время измерения соответственно 20 и. 50 с. При этом разрешение на прохождение сигналов дешифратора 16 времени измерения через группу элементов 2И 17 поступает с выхода одного разряда регистра 15, в который записывается сигнал дешифратора 14 для числа периодов равного 5. Измерение срдених или одиночных значений периода или частоты в поддиапазоне ниже 0,1 Гц производится для времени измерения 100 с по сигналу дешифратора 16, который непосредственно поступает на вход элемента ИЛИ 18. В этом случае число усредняемых периодов уменьшается с умЕньшением частоты сигналов и для.частоты равной и меньшей

0,01 Гц измерения производятся по одному периоду сигнала.

При установке в состояние "0" триггера 9 пуска закрывается элемент 10 совпадения и открывается элемент 11.

Ближайшим импульсом d выхода формирователя 1 управляющий триггер 12 переводится в состояние "0" и закрывает ключи 2 и 6. На этом цикл измерения заканчивается. В паузе между измерениями код, записанный в счетчике 3 числа периодов, по команде блока 8 управления вводится в вычислительный блок 4, который производит операции деления и умножения для получения периода или частоты измеряемого сигнала.

При реализации указанного способа измерения в широком диапазоне частот от инфранизких до высоких для взаимного перекрытия смежных поддиапазонов неббходимо выделение пределов по каждому временному интервалу измерения.

Для этого в дешифраторе 16 времени измерения исключаются младшие разряды при переходе от меньших по длительиости значений временных интервалов к большим. Кроме того, применение дешифратора 16 времени измерения переменной разрядности дает возможность в диапазоне инфранизких частот выделять циклы измерения с . постоянным числом периодов сигнала

1064223

Составитель. В. Новоселов

Редактор A..Ëåæíèíà Техреду C.Ìèãóíîâà Корректор Г. Реиетник I

Заказ. 10526/47 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 и изменяемым временным интервалом измерения при уменьйении частоты к нижнему пределу.

Автоматический выбор времени изме- . рения в зависимости от частоты изме) ряемого сигнала обеспечивает универ» сальность применения цифрового перио- домера-частотомера в щироком диапазоне частот с высоким быстродействием и высокой точностью.