Измеритель частоты

 

Изобретение относится к электрорадиоизмерениям и может использоваться для автоматической обработки сигналов частотных датчиков, а также определения частоты электрических сигналов на примыкающих временных интервалах. Целью изобретения является повышение надежности работы измерителя частоты. Измеритель частоты содержит формирователь 1 импульсов, элемент И 2, триггер 4, генератор 5 эталонных частот, счетчик 8 импульсов измеряемой частоты, основной счетчик 9 импульсов, регистр 11 и делитель 14. Введение триггера 3, коммутатора 6, блока 7 памяти, дополнительного счетчика 10, регистра 12, блока 13 элементов совпадения, элементов 15, 16 задержки и блока 17 памяти позволило повысить надежность за счет исключения случайной потери части импульсов при переходных процессах и упрощения операций преобразования кодов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ!УБЛИК. (лю G 01 R 23/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4712373/21 (22) 29.06.89 (46) 30.08.91. Бюл. М 32 (72) В.Г.Леонов, В.М.Ноянов и С.Г.Чернышев (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1509753, кл. G.01 R 23/10, 1Ý89. (54) ИЗМЕРИТЕЛЪ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к электроради оизмерениям и может использоваться для автоматической обработки сигналов частотных датчиков, а также определения частоты электрических сигналов на примыкающих временных интервалах. Целью изобретения. Ы „, 1674007 А1 является повышение надежности работы измерителя частоты, Измеритель частоты содержит формирователь 1 импульсов, элемент И 2, триггер 4, генератор 5 эталонных частот, счетчик 8 импульсов измеряемой частоты, основной счетчик 9 импульсов, регистр 11 и делитель 14. Введение триггера

3, коммутатора 6, блок 7 памяти, дополнительного счетчика 10, регистра 12, блока 13 элементов совпадения, элементов 15,16 задержки и блока 17 памяти позволило повысить надежность за счет исключения случайной потери части импульсов при переходных процессах и упрощения операций преобразования кодов. 2 ил.

1674007

Изобретение относится: электрорадиоизмерениям и может использоваться для автоматической обработки сигналов частотных датчиков, а также определения частоты электрических сигналов на примыкающих временных интервалах, Целью изобретения является повышение надежности работы измерителя.

На фиг.1 представлена структурная схема измерителя, на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Измеритель частоты содержит формирователь 1 импульсов, элемент И 2, выход которого подключен к входу установки триггера 3, а первый вход соединен с выходом триггера 4, генератор 5 эталонных частот, выход которого подключен к входу коммутатора 6, блок 7 памя ги, счетчик 8 импульсов измеряемой частоты, основной счетчик 9 импульсов, дополнительный счетчик 10 импульсов, регистры 11 и 12, блок 13 элементов совпадения, делитель 14, элементы задержки 15 и 16, блок 17 памяти. Выход формирователя 1 подключен к второму входу элемента И 2 и через последовательно соединенные счетчик 8 и регистр 11 подключен к первому входу делителя 14, выход которого является выходом измерителя, В ыход элемента И 2 через элемент 15 задержки подключен к входам переписи регистров 11,12 и входу элемента 16 задержки, выход которого объединен с входом установки основного счетчика 9, управляющим входом делителя 14 и входами сброса счетчика 8 и триггера 4, Первый выход коммутатора 6 через последовательно включенные основной счетчик 9 и регистр 12 соединен с вторым входом делителя 14, первый и второй информационные входы блока 13 элементов совпадения подключены соот: ветственно к информационным выходам блока 17 памяти и дополнительного счетчика 10.

Информационный выход блока 7 памяти объединен с информационными входами основного счетчика 9 и дополнительного счетчика 10, вычитающий вход которого соединен с вторым выходом коммутатора 6, выход замка объединен с входом установки дополнительного счетчика 10 и входом сброса триггера 3.

Измеритель частоты равботает следующим образом.

В исходном состоянии элемент И 2 закрыт, выходы триггеров 3 и 4 обнулены. С одного из выходов генератора 5 на вход коммутатора 6 поступают импульсы эталонной частоты f> t. след .-эщие далее на суммирующий вход основного счетчика 9. В блоке

7 памяти записан код N . считывание которого импульсами частоты 41 производится за время, несколько большее суммарного времени настройки элементов задержки

15, 16 и переключения счетчика 9 в началь5 .ное состояние. В блок 17 памяти считан код No, соответствующий основному времени ко измерительного участка и равный

No = о э . (3)

В элементы памяти делителя 14 запи"0 сан код, соответствующий частоте f .

Работа измерителя рассматривается, начиная с некоторого произвольного момента времени t> (фиг.2). Счетчик 8 заполяется импульсами измерительной частоты fy, 15 а счетчик 9- импульсами эталонной частоты

f <, При считывании в последнем Йо-ro импульса на выходе блока 13 элементов совпадения формируется электрический сигнал, соответствующий логической единице, который устанавливает триггер 4 в единичное состояние и открывает элемент

И 2 (момент времени тг), Вследствие этого очередной импульсный сигнал, возбуждаемый на выходе формирователя 1 в момент времени тз, не только увеличивается на 1 содержимое счетчика 8, но проходя через открытый элемент И 2, изменяет состояние подключенных к его выходу блоков 3, 6, 9 ... 12, А именно: триггер 3 устанавливается в единичное состояние и посредством коммутатора 6 подсоединяет выход генератора 5 к вычитающему входу дополнительного счетчика 10; последний начинает работать в режиме вычитания, а счетчик

9 останавливается; через интервал времени, равный уставке элемента 15 задержки и достаточный для прохождения переходного процесса в счетчике 8, связанного с записью в него последнего измерительного импульса, его содержимое mx, а также содержимое счетчика 9 переписываются в регистры 11 и 12.

По истечении интервала времени, соответствующего настройке другого элемента

45 16 задержки и достаточногодля устойчивого переключения вышеуказанных регистров, на era выходе формируется импульсный сигнал, по которому производится обнуление счетчика 8 и запись в основной счетчик 9 кода N< начальной уставки. хранящегося в блоке 7 памяти.

При считывании содержимого счетчика

10 до нуля на его выходе возбуждается сигнал переноса в виде "1", который адресуется на вход сброса триггера 3 и на свой. вход установки.

По этой команде триггер 3 обнуляется, возвращая в исходное состояние коммута1674007 тор 6, а в счетчик 10 переписывается код начальной уставки йл, Далее вновь задействуется в работу счетчик 9, причем накопление им импульсов эталонной частоты f» производится не с нуля, а с учетом начальной уставки N< и измерительный цикл повторяется.

В каждом цикле по команде элемента

16 задержки запускается делиттель 14, который выполянет следующие вычислительные операции.

Сначала он считывает код гпх, установленный на выходе регистра 11 и равный числу импульсов входной частоты f>, поступивших за время г,, и умножает его на код, соответствующий частоте f»:

mxf»

Затем он делит полученный результат на код N> регистра 12, определяя тем самым искомую частоту fx: — (4)

Nx

Таким образом, измерительный цикл условно можно рассматривать как состоящий из двух временных участков. . На первом участке, совпадающем с началом измерительного цикла, в работу задействуется дополнительный счетчик 10.

В это время производится запись накопленной информации в регистры 11,12 и возврат основного счетчика 9 в начальное состояние, учитывающее число импульсов Nx эталонной частоты f», считываемое счетчиком 10, На втором участке работает основной счетчик 9. Совместно с блоком 13 элементов совпадения он задает расчетную длительность то интервала измерений, по истечении которого первый же поступающий в схему импульс входной частоты является сигналом окончания текущего измерительного цикла и началом следующего.

Точность измерения f, повышена за счет того, что переключение схемы с первого участка на второй осуществляется без искажения счета импульсов эталонной частоты F1, поскольку в каждом измерительном цикле импульс NH считывается в счетчик

10, а следующий N<+< импульс — уже в основной счетчик 9, который и определяет окончательный результат измерения гх.

В описанном измерителе частоты погрешность преобразования частоты в код в каждом измерительном цикле не превышает длительности одного периода эталонной частоты f3, причем использование генератора 5 с набором выходных эталонных частот позволяет осуществить предварительную настройку измерителя на заданный диапазон измере я частоты 4 с целью уменьшения погрешности ее преобразования в код.

Tàê!ì образом, измеритель частоты по сравнен!;о с известным устройством повы5 шает надежность измерений за счет исключения случайной потери части импульсов при переходных процессах !! упрощения операций преобра".ования кодов.

Формула изобретения

10 Измеритель частоты, содержащий последовательно соединенные формирователь импульсов, вход которого является входом устройства, счетчик импульсов измеряемой частоты и первый регистр, выход

15 которого соединен с первым входом делителя, а также элемент И, основной счетчик импульсов, генератор эталонных частот и первь.й триггер, выход которого подключен к первому входу элемента И, причем управ20 ляющий вход делителя, выход которого является выходом устройства, соединен с входом сброса счетчика импульсов измеряемой частоты, о ", л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, в него да25 полнительно введен коммутатор, дополнительный счетчик импульсов, второй триггер, второй регистр, блок элементов совпадений, первый и второй блоки памяти, первый и второй элементы, выход второго

30 элемента задержки объединен с входом установки основного счетчика импульсов, управляющим входом делителя и входом сброса первого триггера, причем вход коммутатора подключен к выходу генератора

35 эталонных частот, управляющий вход — к выходу второго триггера, первый выход через посл -.довательно соединенные ос новной счетчик импульсов и второй регистр подкл>очен к второму входу делителя, а

40 второй выход подключен к вычитающему входу дополнительного счетчика импульсов, информационные входы которого объединены с информационными входами основного счетчика импульсов и информа45 ционными выходами первого блока памяти, первый и второй информационные входы блока элементов совпадения соединены соответственно с информационными выходами второго блока памяти и информа50 ционными входами второго регистра, а выход подключен к входу установки первого триггера, вход сброса первого триггера . объединен с выходом заема и входом установки дополнительного счетчика импуль55 сов, второй вход элемента И соединен с выходом формирователя импульсов, а выход подключен к входу установки второго триггера и через первый элемент задержки соединен с входом переписи первого и второго регистров.

1674007

Составитель Н.Федоров

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Редактор Н.Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2917 Тираж 405 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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