Цифровой частотомер

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения частоты. Частотомер содержит формирователь 1 импульсов , блок 2 управления, счетчик 3, блок 4 выбора диапазонов измерения , блок 5 согласования, микроЭВМ . 6, генератор опорной частоты 7, делитель 8 частоты, группы элементов И 9, состоящие из элементов И 9.1-9.П, где п - число диапазонов измерения, элемент ИЛИ 10, элемент И 11, вход устройства Пуск 12. Введение в устройство блоков 4 и 5, микроэвм 6 и новых связей между блоками позволило повысить быстродействие устройства за счет того, что измерение периода на любом диапазоне происходит за время, которое практически равно одному периоду измеряемого сигнала. 1 ил. i (Л со 00 о ел ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (511 4 G 01 R 23/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4040602/24-21 (22) 18.03.86 (46) 15.08,87. Бюл. 1(- 30 (72) В.А.Волков, О.С.Гаджиев, Ю.М.Гусенко, Л.В.Лебедев, A.Ô.Ïðîкунцев, В.А.Февралев и P.М.Юмаев (53) 62 1.317 (088.8) (56) Ермолов Р.С. Цифровые частотомеры. Л.: Энергия, 1973.

Авторское свидетельство СССР

1(- 928245, кл, G 0 1 R 23/ 10, 1982. (54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения частоты. Частотомер содержит формирователь 1 импульсов, блок 2 управления, счетчик

3, блок 4 выбора диапазонов измерения, блок 5 согласования, микроЭВМ .

6, генератор опорной частоты 7, делитель 8 частоты, группы элементов И

9, состоящие из элементов И 9.1-9.п где и — число диапазонов измерения, элемент ИЛИ 10, элемент И 11, вход устройства "Пуск" 12, Введение в устройство блоков 4 и 5, микроЭВМ 6 и новых связей между блоками позволило повысить быстродействие устройства эа счет того, что измерение периода на любом диапазоне происходит за время, которое практически равно одному периоду измеряемого сигнала. 1 ил.

1 13

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения частоты.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого цифрового частотомера.

Цифровой частотомер состоит из формирователя 1 импульсов, блока 2 управления, счетчика 3, блока 4 выбора диапазона измерения, блока 5 согласования, микроЭВМ 6, генератора

7 опорной частоты, делителя 8 частоты, группы элементов И 9, состоящей из элементов И 9.1-9.п (n — число диапазонов измерения), элемента ИЛИ

10, элемента И 11 и входа "Пуск" 12.

Формирователь 1, вход которого является входом цифрового частотомера, выходом подключен к первому входу блока 2 управления. Генератор 7 опорной частоты подключен к входу делителя 8 частоты, выходы которого подключены соответственно к первым входам группы элементов И 9, по выходу объединенных элементом ИЛИ 10, выход которого подключен к первому входу элемента И 11, выходом подключенного к первому входу счетчика 3, а вторым входом — к первому выходу блока ? управления, второй вход которого соединен с входом "Пуск" 12, Второй выход блока 2 управления подключен к первому входу блока 4 выбора диапазона измерения и второму входу счетчика 3, а третий выход — к второму. входу блока 5 согласования. К третьему входу счетчика 3 подключен первый выход блока 4 выбора диапазона измерения, к второму входу которого подключен первый выход счетчика 3, информационные выходы которого соединены шиной с блоком 5 согласования, соединенным шинами ввода и управления с микроЭВМ 6, Выходы блока 4 выбора диапазона измерения подключены соответственно к вторым входам группы элементов И 9, Информационные выходы блока 4 выбора диапазона измерения шиной соединены с блоком 5 согласования.

Цифровой частотомер работает следующим образом.

При включении питания счетчик 3 обнуляется, блок 4 выбора диапазона устанавливается в состояние, соответствующее первому (высшему) диа2

30575 пазону измерения, когда на одном из его выходов формируется потенциал, поступающий на «торой вход элемен5 та И 9 первого диапазона, например элемент 9.1, а на информационных выходах, шиной соединенных с блоком 5 согласования, формируется код первого диапазона:измерения. Одновре менно генератор 7 вырабатывает сигналы опорной частоты с периодом следования Тщ, поступающие на делитель

8, который подает на первые входы элементов И 9 импульсы кратных частот с коэффициентами деления К;=m (периоды их следования на каждом i-м диапазоне Т; =т Т,„, где m — це-. (%-1) лое положительное число: 2,3, 4,.. ° )

Таким образом, на первый вход эле20 мента И 11 через элемент И 9.1 первого диапазона и элемент ИЛИ 10 пода-. ются импульсы с периодом следования . о

T =m Т,, что соответствует первому диапазону измерения.

25 Одновременно при включении питания блок 2 управления осуществляет синхронизацию поступающих íà его вход измеряемых импульсов с сигналами встроенного в него управляемого генератора, задающего время измерения, которое в общем случае равно :

I изм иэм.л оер А где Т и, м время измер

35 Т вЂ” .время измерения периода и3м. н входного сигнала, Т вЂ” время, необходимое для ввода результата измерения T в микроЭВМ и вычисление величины F

Т „,„— время индикации полученного результата.

Появление измеряемых импульсов на первом выходе блока 2 управЛения

45 п «П « при этом первый импульс измеряемой частоты с первого выхода блока 2 управления поступает на второй вход элемента И 11. Сформированные таким образом "временные ворота", равные длительности периода измеряемого сигнала, заполняются импульсами с периодом следования Т, =m Tù . Счетчиком 3 подсчитывается число этих

55 импульсов, которое за время периода измеряемого сигнала будет равно:

Т»

П вЂ” 0

m Т,„

3 133

При определенной разрядности (Р) счетчика возможны два случая: измеряемая частота лежит в пределах первого (высшего) диапазона, период Т„ достаточно мал и переполнения счетчика 3 не происходит. Тогда сприходом заднего фронта измеряемого импульса блок 2 управления формирует ю одновременно на втором выходе короткий импульс, а на третьем — потенциал высокого уровня. Этот потенциал является разрешающим для ввода блоком 5 согласования результата измерения Т„ со счетчика 3 и блока выбора диапазона (формирующего в этом случае код первого диапазона) в микроЭВМ 6. По заднему фронту короткого импульса, поступающего с второго выхода блока 2 управления одновременно на второй вход счетчика 3 и первый вход блока 4 выбора диапазона, счетчик 3 обнуляется, а блок 4 выбора диапазона устанавливается в состояние, соответствующее первому диапазону измерения (в данном случае никаких изменений состояния блока 4 выбора диапазона не происходит).

МикроЭВМ 6 производит вычисления величины:

Тх

m Т „

1 1

Т„Т„, n m

СК

55 Ввиду того, что нижний предел каждого i-го диапазона Т„ =Т„, ш <, то: ((-<( (<-() (.Т„< m Тк Тн< .<

Во в тором случае, когда из мер яемая частота оказывается ниже первого диапазона, за время периода T„ счетчик 3 переполняется. Сигнал переполнения с первого выхода счетчика

3 поступает на второй вход блока 4 выбора диапазона. Блок 4 выбора диапазона снимает разрешающий потенциал . с второго входа элемента И 9.1 первого диапазона и подает его на второй вход элемента И 9.2 второго диапазона, вследствие чего .на первый вход элемента И 11 через элемент И 9.2 второго диапазона и элемент ИЛИ 10 поступают импульсы с периодом следования Т = m .Т к ° Одновременно с

2. переключением разрешающего потенциала блок 4 выбора диапазона формирует ,код второго диапазона и подает сигнал с первого выхода на третий вход счетчика. Этот сигнал в.виде единицы записывается в соответствующий раз-, ряд счетчика, наличие этой единицы

° ° 0 учитывает результат счета: T„m T где Т, — верхний предел первого диа0575 пазона на предыдущем (первом) диапазоне измерения. Оставшаяся часть

"временных ворот" заполняется импульсами с периодом следования Т

= m ° Т,„, число которых (если измерение закончилось во втором диапазоне) равно:

Т„

10 m Т сч ( где Т„ — часть длительности сигнала

T измеряемая непосредственно во втором диапазоне.

Общее количество импульсов дли-! тельностью m Т,ц, зафиксированное в счетчике 3 к моменту окончания измерения периода Т„:

1 и=(—,(— + и —, +

ТВ(1 (T(

25 где Т„ — нижний предел второго диапазона (Т„ =Т, ).

С приходом заднего фронта измеряемого сигнала Т„ блок 2 управления вырабатывает управляющие сигналы, в

ЗО соответствии с которыми блок 5 согласования вводит результат измерения Т„ в микроЭВМ 6, счетчик 3 обнуляется, блок 4 выбора диапазона устанавливается в исходное состояние, 35 а микроЭВМ 6 вычисляет величину F

Я

Т„° nm

Второй случай может повториться при измерении Т„ на очередном диапазоне. При этом переполнение счетчика

3 свидетельствует о необходимости перехода на следующий, более низкий, диапазон измерения.

Поскольку пределы каждого диапазона кратны также m то количество импульсов, зафиксированное в счетчике

3 к моменту окончания измерения, происшедшее на д-м диапазоне:

1330575

Р log

m Tcg

Fan

n ° 1О» 1

Составитель Е,Ми

Техред В. Кадар

Редактор А,Лежнина

Корректор И.Муска

Если основание счисления выбрать равным m, то количество разрядов (P) счетчика 3 и единицу необходимо записывать (при каждом переходе на очередной диапазон измерения) в старший разряд счетчика 3.

По окончании текущего измерения

Т„ блок 2 управления вырабатывает сигналы, в соответствии с которыми блок 5 согласования вводит результат измерения величины Т в микроЭВМ 6 в виде кодов: со счетчика 3 — - в виде кода величины п а с блока 4 выбора диапазона - в. виде кода величины

m, после чего счетчик 3 обнуля(j-l1 ется, блок 4 выбора диапазона устанавливается в состояние, соответствующее первому диапазону измерения, а микроЭВМ 6 производит вычисление частоты измеряемого сигнала по формуле

on

1 1 F х с

1 где Р = — частота генератора 7.

Оп Т ч

При выборе величины m равной десяти, и счетчика 3 двоично-десятичным с представлением каждого разряда в коде 1-2-3-4-8, количество разрядов счетчика 3

Т

Р -18- -, Тсч а микроЭВМ 6 производит вычисление

; F„. по формуле

Наличие единицы на одном из информационных выходов блока 4 выбора диапазона свидетельствует о том, что измерение закончилось в соответствующем диапазоне, т.е. параллельный код, формируемый блоком 4 выбора диапазона, определяет порядок величины Fx °

Введение в устройство блока выбора диапазона, блока согласования, микроЭВМ и новых связей между блоками позволяет повысить быстродействие за счет того, что измерение периода на любом диапазоне происходит за время, практически равное одному периоду измеряемого сигнала °

10 Формула изобретения

Цифровой частотомер, содержащий формирователь, вход которого является входом устройства, а выход под15 ключен к первому входу блока управления, генератор опорной частоты,. поцключенный к входу делителя частоты, выходы которого подключены соответственно к первым входам груп20 пы элементов И. по выходу объединенных элементом ИЛИ, выход которого подключен к первому входу элемента И, выходом подключенного к первому входу счетчика, а второй вход элемента И подключен к первому выходу блока управления, второй вход которого является входом "Пуск", о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него вве30 дены блок выбора диапазона измерения, блок согласования и микроЭВМ, причем второй выход блока управления подключен к первому входу блока выбора диапазона измерения и второму входу счет35 чика, а третий выход блока управления — к входу блока согласования, к третьему входу счетчика подключен первый выход блока выбора диапазона измерения, к второму входу которого

40 подключен первый выход счетчика, информационные выходы которого соеди-, нены шиной с блоком согласования, соединенного шинами ввода и управления с микроЭВМ, выходы блока выбо45 ра диапазона измерения подключены соответственно к вторым входам группы элементов И„ а информационные выходы блока выбора диапазона измерения шиной соединены с блоком согла50 сования. нкин

Заказ 3579/48 Тираж ?30 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4