Устройство для измерения отношения частот

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ЧАСТОТ, содержащее последовательно включенные формирователь импульсов, временной селектор, десятичньй счетчик импульсов и первый триггер, декадный делитель частоты, второй и третий триггеры, дешифратор, блок вывода, причем выход второго . триггера соединен с вторь1м входом , временного селектора, входы дешифратора подключены к старшим .разрядам десятичного счетчика импульсов, а выход дешифратора соединен с входом третьего триггера, при этом сигнал частбты делимого отношения поддается на вход формирователя импульсов , выходы всех разрядов десятичнот го счетчика импульсов и выход первого триггера подключены к соответствующим входам блока вывода, а об нуляющие входы десятичного счетчика импульсов и первого триггера объединены , отличающееся тем, что, с целью расширения функцйо нальных возможностей, в него введетл два селектора-мультиплексора, два коммутатора, дополнительный десятичный счетчик импульсов и формирователь импульсов обнуления. при этом соответствующие информацион-. ные входы селекторов-мультиплексоров объединены и подключены к выходам соответствующих разрядов декадного делителя частоты, обнуляющие входы которого подключены к первому -выходу формирователя импульсов обнуления , обнуляющие входы основного и дополнительного десятичных счетчиков импульсов и третьего триггера соединены с вторым выходом формирователя импульсов обнуления, прямой и инверсный выходы второго триггера подключены к соответствующим входам формирователя импульсов обнуления и управляющим входам коьФ1утатора, а прямой и инверсный выходы третьего (О триггера подключены к, входам разрешения первого и второго селекторовмультиплексоров соответственно, причем выход первого селектора-мультиплексора соединен с первым информационным входом первого коммутатора, выход которого подключен к входу второго триггера, а выход второго селектора-мультиплексора подключен 4 к входу дополнительного десятичного счетчика импульсов, выходы -всех разСО рядов которого соединены с соответсо ствукнцими входами блока вывода и соответствующими управляющими входами первого и второго селекторовмультиплексоров , второй информационный вход первого коммутатора соединен с выходом одного из разрядов декадного делителя частоты, вход которого соединен с выходом второго коммутатора , информационные входы которого соединены с.шинами сигнала час-; тоты делителя отношения и сигнала времени индикации.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COL ÈÀËÈÑÒÈ×ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (3 I j

a

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3565838/24-21 (22) 21.03.83 (46) 30.03.85. Бюл. В 12 (72) В.Ю.Беляев (53) 621.317(088.8) (56) 1. Частотомер электронно-счетный 43-54 ЕЯ 2.721039. Т.о., с. 13-16.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 474760, кл. G 01 R 23/10, 1975. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗБ .РЕНИЯ

ОТНОШЕНИЯ ЧАСТОТ, содержащее последовательно включенные формирователь импульсов, временной селектор, десятичный счетчик импульсов и первый триггер, декадный делитель частоты, второй и третий триггеры, дешифратор, блок вывода, причем выход второго .триггера соединен с вторым входом временного селектора, входы дешифратора подключены к старшим .разрядам десятичного счетчика импульсов, а выход дешифратора соединен с входом третьего триггера, при этом сигнал частоты делимого отношения по..дается на вход формирователя импульсов, выходы всех разрядов десятично-. го счетчика импульсов и выход первого триггера подключены к соответствующим входам блока вывода, а обнуляющие входы десятичного счетчи-. ка импульсов и первого триггера объединены, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функцйональных воэможностей, в него введенй два селектора-мультиплексора, два коммутатора, дополнительный десятичный счетчик импульсов и формирователь импульсов обнуления, при этом соответствующие информацион-. ные входы селекторов-мультиплексоров объединены и подключены к выходам соответствующих разрядов декадного делителя частоты, обнуляющие входы которого подключены к первому .выходу формирователя импульсов обнуления, обнуляющие входы основного и дополнительного десятичных счетчиков импульсов и третьего триггера соединены с вторым выходом формирователя импульсов обнуления, прямой и инверсный выходы второго триггера подключены к соответствующим входам формирователя импульсов обнуления и управляющим входам коммутатора, а прямой и инверсный выходы третьего триггера подключены к,входам разрешения первого и второго селекторовмуль-иплексоров соответственно, причем выход первого селектора-мульти: плексора соединен с первым информационным входом первого коммутатора, выход которого подключен к входу второго триггера, а выход второго селектора-мультиплексора подключен к входу дополнительного десятичного счетчика импульсов, выходы всех разрядов которого соединены с соответствующими входами блока вывода и соответствующими управляющими входами первого и второго селекторовмультиплексоров, второй информационный вход первого коммутатора соединен с выходом одного из разрядов декадного делителя частоты, вход которого соединен с выходом второго ком" мутатора, информационные входы которого соединены с шинами сигнала час-. тоты делителя отношения и сигнала времени индикации.

1147997

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в аппаратуре, предназначенной для автоматического измерения отношения средних частот следования импульсов.

Известно устройство для измерения отношения частот, содержащее блок декад, формирователь меток времени блок ибдикации и блок автоматики оО. tO

Недостатком этого устройства является необходимость ручного изменения пределов измерения для получения заданной погрешности в широком диапазоне измеряемых отношений частот. При отсутствии грубых знаний о величине измеряемого отношения частот, процесс измерения необходимо повторять несколько. раз для получе. ния заданной погрешности, в реэуль- 2р тате чего увеличивается общее время измерения и работа с прибором становится неудобной.

Наиболее близким к предложенному по техническим характеристикам явля- 25 естя цифровой частотомер с автоматическим выбором пределов измерения, который содержит последовательно соединенные формирователь импульсов, . временной селектор, десятичный счет- ЗО чик импульсов и первый триггер, сдвй."оной .регистр, дешифратор, линейку декадных делителей частоты, блок импульсно-потенциальных ключей, генератор образцового интервала измерения, блок вывода, элемент И, второй, 35 третий и четвертый элементы ИЛИ.

Дешифратор, регистр сдвига, блок импульсно-потенциальных. ключей, элемент И и два элемента ИЛИ образуют систему автоматического выбора времени измерения по заданной величине погрешности измеренйя-.(2 .

Недостатком такого устройства являются ограниченные функциональные 5 возможности, обусловленные большим объемом импульсно-потенциальных ключей и большой разрядностью регистра сдвига при необходимости измерения малых отношений частот или измере.ния отношения частот с малой погрешностью. цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем 55

:сокращения аппаратурного объема устройства .и автоматизации процесса измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения отношения частот, содержащее последовательно включенные формирователь импульсов, временной селектор, десятичный счетчик импульсов и первый триггер, декадный делитель частоты, второй и третий триггеры, дешифратор и блок вывода, причем выход второго триггера соединен с вторым входом временного селектора, входы девифратора подключены к старшим разрядам десятичного счетчика импульсов, а выход дешифратора соединен с вхо- дом третьего триггера, йри этом сигнал частоты делимого отношения подается.на вход формирователя импульсов, выходы всех разрядов деся тичного счетчика импульсов и вы- " ход первого триггера подключены к соответствующим входам блока вывода, а обнуляющие входы десятичного счетчика импульсов и первого триггера объеДцнены, введены два селектора-мультиплексора, два коммутатора, дополнительный десятичный счетчик импульсов и формирователь импульсов обнуления, при этом соответствующие информационные входы селекторовмультиплексоров объединены и подключены к выходам соответствующих разрядов декадного делителя частоты, обнуляющие входы которого подключены к первому выходу формирователя импульсов обнуления, обнуляющие входы основного и дополнительного десятичных счетчиков импульсов и третьего триггера соединены с вторым выходом формирователя импульсов обнуления, прямой и инверсный выходы второго триггера подключены к соответс1вующим входам формирователя импульсов обнуления и управляющим входам коммутаторов, прямой и инверсный выходы третьего триггера подключены к входам разрешения первого и второго селекторов-мультиплексоров соответственно, причем выход первого селектора-мультиплексора соединен с первым информационным входом первого коммутатора, выход которого подключен к входу второго триггера, а выход второго селектора-мультиплексора подключен к входу дополнительного десятичного счетчика импульсов, выходы всех разрядов которого соединены с соответствующими входаши блока вывода и соответствующими управляющими входами первого и второго

1147997 селекторов-мультиплексоров, второй информационный вход первого коммутатора соединен с выходом одного из разрядов декадного делителя частоты, вход которого соедийен с выходом 5 второго коммутатора, информационные входы которого соединеюа. с шинами сигнала частоты делителя отношения и сигнала времени индикации.

На чертеже приведена блок-схема 10 .устройства для измерения отношения частот.

Устройства содержит последовательно включенные формирователь 1 импульсов, временной селектор 2, 15 десятичный счетчик 3 импульсов и .первый триггер 4, дешифратор 5, второй 6 и третий 7 триггеры, селекторы-мультиплексоры 8 и 9, декадный делитель 10 частоты, дополнительный 20 десятичный счетчик 11 импульсов, формирователь 12 импульсов обнуления, коммутаторы 13 и 14 и блок 15 вывода.

Входы дешифратора 5 подключены25 к двум старшим разрядам счетчика 3, а выход дешифратора 5 соединен с входом триггера 6, прямой выход которого подключен к входу разрешения селектора-мультиплексора 8, а инверс-ЗО ный — te входу разрешения селекторамультиплексора 9. Выходы всех разрядов декадного делителя 10 частоты соединены с соответствующими информационньии входами селекторов-муль- 35 типлексоров 8 и 9, и выход одного нэ разрядов подключен к одному йнформационному входу коммутатора.t3, выход которого соединен с входом триггера 7. К второму информацион- 4о ному входу коммутатора 13 подключен выход селектора-мультиплексора 8, управляющие входы которого соединены с управляющими входами селекторамультиплексора 9 и выходами всех разрядов счетчика 11, вход которого .

;соединен с выходом селектора-мультиплексора 9. Прямой и инверсный выхо- ды триггера 7 соединены с соответст,вующими управляющими входами коммутаторов t3 и 14 и входами формирователя 12 импульсов обнуления, первый выход которого соедйнен с обнуляющи- ми входами делителя 10, а второй выход подключен к обнуляющим входам Я счетчиков 3 и 11 и триггеров 4 и 6.

Кроме того, прямой выход триггера 7 соединен с вторым входом временного селектора 2. Выходы всех разрядов счетчиков 3 и.11 и выход триггера 4 подключены к входам блока 15 вывода, на вход 16 (шину сигнала времени индикации) поступает сигнал индикации, а на входы 17 и 18 (шины сигнала частоты делителя отношения) — сигналы, отношение частот которых измеряется. В качестве селекторов-мультиплексоров 8 и 9 могут быть использованы микросхемы серий 133, 155 530 и т.д., например 133КП5, 155КП1, 530КП2 и т.д. В качестве блока t5 вывода может использоваться цифропечатающее устройство, устройство индикации с цифровым табло, магнитофон, дисплей и т.д.

Сигналы, отношение частот которых измеряется, подаются на входы 17 и 18. На вход 17 подается сигнал с меньшей частотой. При установке

;триггера 7 в положение "Счет" времен ной селектор 2 пропускает импульсы, формируемые формирователем 1, на вход десятичного счетчика 3 импульсов. Частота следования импульсоч на выходе формирователя 1 импульсов равна частоте сигнала, подаваемого на вход 17. В то же время коммутатор 14 пропускает импульсы с входа 18 на вход декадного делителя 10 частоты, а триггер 6 находится в таком положении, что селектор-мультиплексор д закрыт, а селектор-мультиплексор 9 открыт. В исходном положении счетчик 11 находится в нулевом положении и селектор-мультиплексор 9 подключает на вход счетчика 11 выход младшего разряда декадного делителя 10 частоты, т.е. выход коммутатора 14. После прихода одного юатульса на вход 18 на выходе счетчика 11 появляется импульс, который nepesetдит счетчик 11 в следующее состояние.

Так как счетчик 1 1 работает в режяке суммирования числа импульсов, то в него записывается число "1".

В этом случае селектор-мультиплексор 9 подключает вход счетчика 11 к выходу первой декады декадного делителя 10 частоты. Следующее переключение счетчика 11 происходит после прихода десяти импульсов на вход 18. При этом в счетчик 11 sa-. писывается число "2", т.е. селектор- мультиплексор 9 подключает к входу . счетчика 14 выход второй декады декадного делителя 10 частоты. По1147997 сле прихода ста импульсов на вход 18 в счетчик 11 записывается число "3",. и селектор-мультиплексор 9 вновь переключает вход счетчика 11 на выход следующей декады декадного 5 усилителя 10 частоты и т.д. Таким образом, в счетчик 11 записывается число, определяющее порядок числа импульсов, приходящих на вход 1.8.

Одновременно с этим процессом десятичный счетчик 3 импульсов произво/ дит счет ймпульсов, приходящих с выхода формирователя 1. Количество разрядов десятичного счетчика 3 опре деляется требуемой погрешностью из- 15 мерения, и число декад счетчика 3 равно числу математических разрядов мантиссы результата измерения отношения частот, выводимого через блок 15 вывода. Дешифратор 5 выраба- 20 тывает на своем выходе импульс при записи в десятичный счетчик 3 числа, при котором во всех декадах счетчика 3, кроме двух последних, записаны состояния "0", а в двух последних .2S декадах записано определенное число N. Выбор числа N при реализации устройства определяется регулярностью входных сигналов (0

Для регулярных сигналов N=9. Если gp сигнал, поступающий на вход 17, нерегулярный, то N<9. При нерегулярном сигнале на входе 1.8 N > 9. При приходе нерегулярных сигналов на оба входа N=9. При априорно неизвестной регулярности входных сигналов ¹9.

После этого триггер 6 меняет свое состояние и включает селектор-мультиплексор 8, а селектор-мультиплексор 9 выключается. 40

Так как селекторы-мультиплексоры 8 и 9 включены управляющими и и информационными входами параллельно,, то выход одной из декад д лителя 10 буI дет подключен через открытый коммутатор 13 к входу триггера 7. После прихода на вход 18 10" импульсов, где n — математический порядок результата измерения отношения частоты, триггер 7 переключается в состояние

"Индикация". Таким образом, эа время, равное длительности 10" импульсов, приходящих на вход 18, счетчик 3 насчитывает 1, импульсов.

При переключении триггера 7 в по—

5 ложение "Индикация" выключается временной селектор 2, переключаются коммутаторы 13 и 14 и формирова" тель 12 обнуления обнуляет делитель 10. Через коммутатор 14 на вход делителя 10 поступают импульсы с входа 16, куда приходит сигнал индикации. После прихода на вход 16

10 импульсов, где m — номер декады делителя 10, выход которой подключен к входу коммутатора 13, триггер 7 вновь переключается в состояние

"Счет", формирователь 12 вырабатывает импульс обнуления счетчиков 3 и 11, делителя 10 и триггеров 4 и 6 и процесс изменения повторяется.

Число m определяется требуемым временем индикации и частотой следования импульсов, приходящих на вход 16.

Если в процессе измерения счетчик 3 переполняется, то триггер 4 изменяет свое состояние, и в блок 15 вйвода подается информация о переполйении.

Результат измерения в виде мантиссы и порядка выводится через блок 15 вывода.

Работу блока 15 вывода можно пояснить на примере выполнения его в виде устройства индикации с цифровым табло. В этом случае блок 15 вывода состоит из набора дешифраторов и набора цифровых индикаторов, кото- рые могут быть. светодиодными или жидкокристалльными матрицами или газонаполненными лампами. Каждый из выходов декад счетчиков 3 и 11 подключен к входам соответствующего дешифратора, выход которого подключен к цифровому индикатору ° При этом каждый из выходов счетчиков З.и 1-1 представляет собой один из разрядов параллельного двоичного кода значения числа, записанного в соответствующем разряде счетчиков 3 и 11.

В этом случае цифровые индикаторы блока 15 вывода высвечивают информацию о числах, записанных в соответствующих разрядах счетчиков 3 и 11.

Результат измерения отсчитывается после переключения триггера 7 в положение "Индикация" и представляется

-Ь в виде а. 10, где а — число, записанное в счетчик 3(Е), Ь вЂ” число, записанное в счетчик 11(n).

Разрядность индицируемчх чисел"а"

11 I t и b равна или меньше количества декад счетчиков 3 и 11 соответственно. При переполнении счетчика 3

-в блоке t5 вывода включается индикатор "Переполнение". Надлежащим выбс ром количества декад в счетчике 3

Составитель В.Новоселов

Редактор Л.Веселовская Техред Л.Микеш Корректор .В. Гирняк

Заказ 1571/38 Тирам 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

7 114799 и делителе 10 можно добиться снятия ограничения подачи на вход 17 сигнала с меньшей частотой.

По сравнению с прототипом в предложенном устройстве выбор автоматического определения времени измерения производится с помощью десятич-, ного счетчика и двух селекторов-мультиплексоров вместо регистра сдвига, блока импульсно-потенциальных клю- 10 чей, и двух блоков ИЛИ. С учетом объема остальной части устройства для измерения отношения частот выигрьпп в аппаратурном объеме составляет 5-20Х в зависимости от количества декад делителя частоты, раврядности счетчика 3 и степени интеграции злементной базы.

Кроме того, в прототипе для начала измерения необходимо подать внешнюю команду "Пуск". В лредломениЬм устройстве процесс измерения автоматизирован, что повышает удобство пользования им.