Электронно-счетный измеритель частоты следования импульсов
ОПИСАНИЕ 7
Союз Советскик
Социалистических
Республик
ИЗОЬРЯТЯНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 21.05.73 (21) 1919688/18-10 (51) М. Кл. G 01r 23/00 с присоединением заявки № Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (32) Приоритет Опубликовано 30.07.75. Бюллетень № 28 Дата опубликования описания 30.09.75 (53) УДК 621.317.761 (088.8) (72) Автор изобретения P. В. Коровин (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОННО-СЧЕТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к области электрон радиоизмерительной техники и может найти применение в измерительно-информационных системах с преобразованием контролируемых параметров в частоту. Известны электронно-счетные измерители частоты следования импульсов, которые могут работать как в режиме измерения частоты, так и в режиме измерения периода, и состоят из генератора тактовых импульсов, триггеров, временных селекторов, счетно-индикаторных декад, делителей частоты и элемента задержки. Однако такие измерители частоты имеют неравномерное распределение величины погрешности по диапазону измеряемых частот. Если в начале диапазона (при использовании режима измерения периода) и в конце диапазонов (при использовании режима измерения частоты) удается получить достаточно малую величину погрешности, то в середине диапазона погрешность резко возрастает и превышает минимальную величину погрешности на несколько порядков. Цель изобретения — обеспечение более высокого постоянства величины погрешности по всему диапазону измеряемых частот с одновременным получением результата измерения в единицах частоты. Это достигается тем, что первый временной селектор через формирователь импульсов и второй временной селектор, второй вход которого подключен к единичному выходу первого триггера, соединен с нулевым входом второго 5 триггера, единичный вход которого подключен к входу формирователя импульсов, а единичный выход соединен с входом третьего временного селектора, через который генератор тактовых импульсов подключен к управляю10 щему входу первого делителя частоты, выход которого через первый дешифратор соединен с единичным входом первого триггера и через вентильную группу — с одним из входов первого счетчика, второй вход которого 15 через второй делитель частот и четвертый временной селектор подключен к выходу генератора тактовых импульсов. Выход первого счетчика через второй дешифратор соединен с вторым входом вентильной группы, с первым 20 входом устройства управления и с одним из нулевых входов третьего триггера, единичный выход которого подключен к второму входу четвертого временного селектора, выход последнего соединен с счетным входом первого 25 делителя частоты, выход которого через остальные временные селекторы, вторые входы которых подключены к выходам устройства управления, соединен с счетно-индиакторными декадами. Выходы последней декады через 30 третий дешифратор подключены к второму 479047 3 входу устройства управления, а выход второго дешифратора через первый и второй элементы задержки соединены с единичным входом третьего триггера и с входом сброса первого делителя частоты. На чертеже показана блок-схема электронно-счетного измерителя частоты следования импульсов. Вход 1 измерителя служит для подачи импульсов измеряемой частоты, вход 2 является входом запуска. Вход 1 соединен с временным селектором 3, управляющий вход которого подключен к единичному выходу триггера 4. Единичный вход триггера вместе с нулевым входом триггера 5 подсоединен к входу 2. Выход временного селектора 3 подключен к единичному входу триггера 6 и к входу формирователя 7 импульсов, формирующего импульсы с временным интервалом, изменяющимся по закону геометрической прогрессии. Формирователь импульсов формирует на выходе импульсы после поступления на его вход 10 + импульсов (где и=1, 2, 3, ..., k). Выход формирователя 7 подключен к импульсному входу временного селектора 8, управляющий вход которого связан с единичным выходом триггера 5, а выход — с нулевыми входами триггеров 4 и 6 и с единичным входом триггера 9. Единичные входы триггеров 6 и 9 подключены к входам управления временных селекторов 10 и 11, импульсные входы которых подключены к выходу генератора 12 высокостабильных тактовых импульсов. Выход селектора 10 подключен к установочному входу управляемого делителя 13 частоты, счетный вход которого вместе с входом делителя 14 частоты импульсов на 10 подключен к выходу селектора 11. Выходы установочных разрядов делителя 13 частоты через дешифратор 15 числа импульсов 10" — подключены к единичному входу триггера 5. Выходы счетных разрядов делителя непосредственно через вентильную группу 16 подключены к входам соответствующих разрядов реверсивного счетчика 17, вычитающий вход которого подключен к выходу делителя 14 частоты, а выходы разрядов через дешифратор 18 нуля подключены к управляющему входу вентильной группы 16, к одному из входов устройства 19 управления, к одному из нулевых входов триггера 9, через элемент 20 задержки к одному из его единичных входов, через элемент 21 задержки к входу сброса счетчиковой части делителя 13. Счетный выход управляемого делителя 13 частоты через временные селекторы 22, 23, ..., 24, управляемые устройством 19 управления, подключены к счетным входам счетно-индикаторным декадам 25, 26, ..., 27, причем последняя счетная декада 27 через дешифратор 28 связана с вторым входом устройства управления. Один из выходов устройства управления подключен к нулевому входу триггера 9. Вход 2 соединен с реверсивным счетчиком 17 таким образом, что сигнал на входе 2 устанавливает счетчик 17 в положение 10 — . Выход форми5 4 рователя 7 импульсов через счетчик 29 импульсов и дешифратор 30 состояний подключен к индикатору положения децимальной точки. Электронно-счетный измеритель частоты следования импульсов работает следующим образом. В исходном положении триггеры 4, 5, 6 и 9, счетно-индикаторные декады 25 — 27 находятся в нулевом состоянии, все временные селекторы измерителя, кроме временного селектора 22, закрыты. Реверсивный счетчик 17, делитель 14 и управляемый делитель 13 находятся в исходном нулевом состоянии, На вход 1 и на импульсные входы временных селекторов 10 и 11 поступают импульсные сигналы соответственно измеряемой частоты и частоты генератора 12 тактовых импульсов. При измерениях на вход 2 схемы поступает импульс запуска, который переводит триггеры 4 и 5 в единичное состояние (при котором открываются селекторы 3 и 8) и вводит в реверсивный счетчик число 10" — параллельным кодом. Первый же после этого импульс измеряемой последовательности, пройдя через селектор 3, поступает на вход формирователя 7 импульсов и на триггер 6, переводя его в единичное состояние и открывая селектор 10, через который импульсы с генератора 12 тактовой частоты поступают на установочный вход управляемого делителя 13 частоты. В делителе частоты начинается установка коэффициента деления. Как только на делитель 13 поступает 10" — импульсов с генератора 12 на выходе дешифратора 15 появляется сигнал, перебрасывающий триггер 5 в единичное состояние и открывающий селектор 8. Ближайший после этого импульс с выхода формирователя 7, проходя через селектор 8, возвращает в нулевое состояние триггеры 4 и 6 и переводит в единичное состояние триггер 9, При переводе в нулевое состояние триггера 4 прекращается поступление в схему импульсов исследуемого сигнала, перевод в нулевое состояние триггера 6 приводит к прекращению изменения коэффициента деления управляемого делителя 13 частоты. Таким образом, на вход схемы поступает 10 периодов входного исследуемого сигнала (i лежит в интервале от 1 до k в зависимости от величины измеряемой частоты), а на установочный вход делителя 13 за это время— М импульсов с периодом следования То с генератора 12 тактовых импульсов. Частота входного сигнала f„.,- может быть определена как результат деления 1вх— Обычно Т выбирают равным 10 — сек. (где р — соответствующее целое число). Следовательно, для получения значения частоты непосредственно в герцах необходимо делить на N число 10 в соответствующей степени. 479047 10 Этап вычисления и индикации значащих цифр в значении частоты начинается с перевода в единичное состояние триггера 9. При этом через открытый селектор 11 на счетный вход управляемого делителя 13 непосредственно и на вычитающий вход реверсивного счетчика 17 через делитель 14 поступают импульсы с генератора 12. Поскольку в реверсивный счетчик импульсом запуска введено число 10" —, то через селектор 11 проходят 10 импульсов, пока реверсивный счетчик 17 не установится на нуль, о чем свидетельствует появление на выходе дешифратора 18 импульса, переводящего триггер 9 в нулевое состояние. Поскольку 10" — (N(10", то на выходе делителя 13 появляется последовательность из Ni импульсов, (10) N) ) 0), причем N(представляет собой первую значащую цифру величины измеряемой частоты. Эти N> импульсов через селектор 22 поступают на вход счетноиндикаторной декады 25 и на ее индикаторе высвечивается первая значащая цифра величины частоты. Импульс на выходе дешифратора 18, кроме воздействия непосредственно на триггер 9, поступает на устройство 19 управления, вызывая запирание селектора 22 и открывание селектора 23, и на управляющий вход вентильной группы 16. Благодаря этому осуществляется перезапись в реверсивный счетчик 17 остатка от деления из управляемого делителя 13, затем после задержки в элементе 21 сбрасывается на нуль счетчиковая часть делителя 13 (но его коэффициент деления попрежнему остается равным N, из-за отсутствия изменений в установочной части), а после задержки в элементе 20 вновь переводится в единичное состояние триггер 9, Цикл деления повторяется с той лишь разницей, что в реверсивном счетчике записан остаток от предыдущего деления. Целое число импульсов, получившееся в результате деления поступает на счетно-индикаторную декаду 26 и высвечивает вторую значащую цифру, вновь срабатывает дешифратор 18, и цикл повторяется. После того, как соответствующее число имупльсов в результате очередного цикла деления поступает на последню|о декаду 27, срабатывает дешифратор 28 и передает сигнал на устройство 19 управления. При этом очередной сигнал с дешифратора 18 задерживается в устройстве управления на время, большее времени задержки в элементе 20, остается высвеченным требуемое количество и поступает на нулевой вход триггера 9, прекращая работу устройства. На индикаторах значащих цифр величины измеряемой частоты. I5 Для индикации положения децимальной точки импульсы с выхода формирователя 7 поступают на счетчик 29, который связан с дешифратором 30. В зависимости от числа импульсов на выходе формирователя 7 появляется напряжение на различных выходах дешифратора 30, с каждым из которых связана своя лампочка индикации, соответствующего положения децимальной точки. Предмет изобретения Электронно-счетный измеритель частоты следования импульсов, содержащий генератор тактовых импульсов, триггеры, формирователь импульсов, счетчики, вентильные группы, временные селекторы счетно-индикаторные декады, делители частоты, дешифраторы, элементы задержки и устройство управления, отли чаю щи йс я тем, что, с целью повышения постоянства величины погрешности по диапазону измеряемых частот, первый временной селектор через формирователь импульсов и второй временной селектор, второй вход которого подключен к единичному выходу первого триггера, соединен с нулевым входом второго триггера, единичный вход которого подключен к входу формирователя импульсов, а единичный выход соединен с входом третьего временного селектора, через который генератор тактовых импульсов подключен к управляющему входу первого делителя частоты, выход которого через первый дешифратор соединен с единичным входом первого триггера и через вентильную группу — с одним из входов первого счетчика, второй вход которого через второй делитель частоты и четвертый временной селектор подключен к выходу генератора тактовых импульсов, при этом выход первого счетчика через второй дешифратор соединен с вторым входом вентильной группы, с первым входом устройства управления и с одним из нулевых входов третьего триггера, единичный выход которого подключен к второму входу четвертого временного селектора, выход последнего соединен с счетным входом первого делителя частоты, выход которого через остальные временные селекторы вторыми входами, подключенными к выходам устройства управления, соединен с счетно-индикаторными декадами, причем выходы последней декады через третий дешифратор подключены к второму входу устройства управления, а выход второго дешифратора через первый и второй элементы задержки соединены с единичным входом третьего триггера и с входом сброса первого делителя частоты. 479047 Составитель В. Степанов Редактор Т. Рыбалова Техред 3. Тараненко Корректор Е, Хмелева Типография, пр. Сапунова, 2 Зака- 2406/13 Изд, Хо 1647 Тираж 902 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
