Электронно-счетный частотомер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и11 488!!63

Сова Советских

Соииалистнческик

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 03.01.74 (21) 1988155/18-10 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл, 6 Olr 23/10

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.10.75. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 27.01.76 (53) УД1(621.317.761 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Науменко и Г. А. Черепашук

Харьковский авиационный институт (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОННО-СЧЕТНЫЙ ЧАСТОТОМEP

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техники и может быть использовано в качестве цифрового преобразователя в частотных измерительно-информационных системах.

Известен электронно-счетный частотомер, содержащий счетчик, умножитель измеряемой частоты, триггер управления счетом, селектор и генератор калиброванной частоты с делителями.

В известном устройстве в качестве умножителя частоты с постоянным коэффициентом умножения 2, включенного во входной тракт частотомера, использована запитываемая пилообразным напряжением цепочка последовательно соединенных туннельных диодов, нагруженных на активное сопротивление, или управляемый генератор квантов импульсов, синхронизируемый сигналом считывающего устройства.

Однако при измерении нижних частот диапазона известными частотомерами возникает большая статическая погрешность, так как счетчик измеряемой частоты заполняется только в младших разрядах.

Для автоматизации переключения пределов измерения и повышения точности измерения предлагаемый частотомер снабжен дешифратором выбора коэффициента умножения, а умножитель частоты выполнен с автоматическим переключением коэффициента умножения, причем входы дешифратора выбора коэффициента умножения соединены с выходами триггеров фиксации поддиапазона из5 мерений, а выходы — с входами переключения коэффициента умножения умножителя, выход которого через вентиль и схему «ИЛИ» подключен к входу счетчика.

Для исключения накопления погрешности

10 умножителя частоты счетчик импульсов снабжен вентилями управления счетчиком, первые входы двух из которых соединены с выходами дешифратора выбора коэффициента умножения, вторые входы — с входом умножителя

15 частоты, а выходы через схемы «ИЛИ» — с входами декад счетчика, а первые входы вторых двух вентилей через схемы «ИЛИ» подключены к выходам дешифратора выбора коэффициента умножения, а выходы декад счет20 чика через эти вентили и схемы «ИЛИ» соединены последовательно.

На чертеже изображена функциональная схема предложенного частотомера, содержащего входное формирующее устройство 1, "5 триггер 2 управления калиброванной частотой

f0, генератор 3 калиброванной частоты fo, вентиль 4 калиброванной частоты, делители 5—

7 калиброванной частоты, вентиль 8 входной частоты, триггер 9 управления счетом, второй

30 вентиль 10 входной частоты, схему «ИЛИ»

488161

Импульсы с

11, триггеры 12 и 13 выбора поддиапазон. . измерения, вентили 14 и 15 выдсленпя HT01HH0 импульса, триггер 16 выделения второго импульса, вентили 17 — 19 управления вторым импульсом, матричный кодовый дешифратор

20 выбора поддиапазспа измерения. в;oä,H!H вентили 21 и 22 умно>кителя, матричпьш ко:i0вый дешифратор 23 выбора коэффициента умножения, триггеры 23 — 25 фиксации пO:i:!HHпазона, умножитель частоты 26 с переключаемым коэффициентом умножения, вентиль 27 умноженной частоты, схему «ИЛИ» 28, вентили 29, 30 управления счетчиком, схемы

«ИЛИ» 31 — 34, декаду. 35 счетчика, схему

«ИЛИ» 36, вентиль 37 управления, декаду 38, схему «ИЛИ» 39, вентиль 40 управления счетчиком, декаду 41, индикаторное табло -12.

Импульсы пуска подготавливают устройство к измерению частоты, устанавливая в нулевое состояние триггеры 12, 13, 16, 24, а в единичное в триггер 9 и сбрасывая в нуль декады

35, 38 и 41 счетчика. рипер 9 открывает доступ импульсам измеряемой частоты f.„. через вентиль 8 на вентили 10, 14 и единичный вход триггера 2 и импульсам умноженной частоты чер,ез вентиль 27 на счетчик. В исходном состоянии триггер 2 находится в положении «О» и поддерживает закрытыми вентили 4 и 15.

Первый в цикле измерения импульс частоты

1 „, пройдя через вентиль 8, поступает только на единичный вход триггера 2, так как вентили 10 и 15 закрьггы. Перебросив триггер 2 в единичное состояние, 011, тем самым, открывает доступ импульсам от генератора 3 калиброванной частоты fo через вентиль 4 па делители 5, 6 и 7 и открывает вентиль 15.

Второй импульс частоты f„, не пройдя через вентиль 10, не изменяет состояния триггера 2 и через открытые вентили 14 и 15 перебрасывает в единичное состояние триггер 16.

В результате открывается вентиль 10 и закрывается вентиль 14, Начиная с третьего, импульсы частоты f,„могут проходить через вентиль 10 па счет.

Второй импульс „через вентили 14 и 15 поступает также на вентили 17, 18 и 19. При этом возможны три случая в соответствии с выбранными тремя поддиапазонами. а) Если измеряемая частота лежит в первом (высокочастотном) поддиапазопе, для которого 1000 f„. „,,) f„) 100f „, где f,... нижняя граница всего диапазона измерения, то к моменту прихода второго импульса f„на делитель 5 поступит менее

100 ft Г„ импульсов калиброванной частоты. При коэффициенте деления делителя 5, равном импульс на выходе делителя 5

100 f. не успевает появиться, триггеры 12 и 13 сохраняют свое исходное состояние, и кодовый дешифратор 20 выдает разрешающее напр»жение на шине «а». Второй импульс f,, пройдя вентиль 17, перебрасывает трипер 24 в

65 единичное состояние,:ем самым открывая

2i и .-,ч,рьшая вептч.>ь 22 1!мп . ll>сы частоты f», начиная с третьего, через вентиль 21 и схему «ИЛИ» 28 поступают на вход младшей декалы 41 счетчика. Кодовый дешифратор 23 посредсгвом разрешающего напряжения па шиве «х » засвечивает на индикаторном табло 42 запятую после младшего разряда и открывает вентиль 37 и 40, а посредством запрещающего напряжения на шинах «х10» и «х100» закрывает вентили 29 и

30. В результате декады в счетчике оказыва ются соединенными последовательно, и счетчик, Ha«иная с младшей декады 41, заполняется импульсами входной неумно>кенной частоты f,б) Если измеряемая частота лежит во втором (срсднечастотном) поддиапазоне, для которого 100)., „„„,)1,)101,„„„, то к моменту прихода второго импульса f, на делитель 5поступит импульсов больше, чем

Л

100 fx„,, но меньше, чем

f, 10,. „,.„ выхода делителя 5 воздействуют на вход триггера 12 и перебрасывают его в единичное состояние. Поскольку для этого поддиапазоп" импульс на выходе декадного делителя 6 не успевает появиться, то триггер 18 сохраняет свое состояние, и кодовый дешифратор 20 выдает разрешающее напряжение на шине

«б». Тем самым он пропускает второй импульс частоты (через вентиль 18, устанавливая трипер 25 в единичное состояние, в то время как триггер 24 сохраняет исходное состояние, при котором вентиль 21 закрыт, а вентиль 22 открыт, Через вентиль 22 последующие импульсы частоты f,. поступ" þò на вход умножителя 26 и на вентили 29 и 30, Кодовый дешифратор 23 посредством разрешающего напряжения на шине «х10» засвечивает на индикаторном табло 42 запятую перед младшим разрядом и обеспечивает коэффициент умножения умно>кителя равный 10. Вентили 30 и 37 управления счетчиком открываются под действием разрешающего напря>кения на шине «х10» кодового дешифратора 23, и вентили 29 и 40 закрываются запрещающим напряжением на шинах «х1» и «х100».

Таким образом, в счетчике декады 35 и 38 оказываются соединенными последовательно и, начиная с 38, заполняются импульсами частоты f„. Предыдущая декада 41 заполняется импульсами умноженной частоты 10 f, однако импульсы ее переполнения на последующую декаду 38 не поступают, так как вентиль

40 закрыт, а каждый очередной импульс частоты 1,- сбрасывает ее в нулевое состояние.

B результате в счетчике не накапливаются статическая и динамическая погрешности умно>кителя частоты, в) Если измеряемая частота лежит в третьем (низкочастотном) поддиапазоне, для которого 10 1 „„„) fx) fxla>iraqi то к моменту при488161

5 хода второго импульса / на делители калиброванной частоты fo поступит импульсов больше, чем . Импульсы на выходе

1Of,- „,„, делителя 5 перебрасывают триггер 12 в единичное состояние, а импульсы на выходе делителя 6 — триггер 13. В результате разрешающее напряжение появляется на шине «в» кодового дешифратора 20, и второй импульс

/, через открытый вентиль 19 устанавливает триггер 25 в нулевое состояние. Триггер 24, остающийся в исходном нулевом состоянии, обеспечивает, как и в случае «б», прохождение импульсов f, через открытый вентиль 22.

Разрешающее напряжение, выдаваемое кодовым дешифратором 23 на шине «х100», засвечивает на индикаторном табло 42 занятую перед вторым разрядом и переключает коэффициент умножителя на 100. Одновременно открываются вентили 29 и 40 и закрываются 30 и 37. В результате в счетчике декада 38 соединяется последовательно с декадой 41. Декады 38 и 41, начиная с декады 41, заполняются импульсами умноженной частоты 100 1,, а декада 35 — импульсами входной частоты.

При этом импульсы переполнения декады

38 на декаду не поступает, а обе декады

38 и 41 каждым импульсом f.„ñáðàñûâàþòñÿ в нуль. Этим достигается тот же результат, что и в предыдущем случае. При частоте, меньшей f+ мин, раоота схемы аналогична сл) чаю «в».

Момент окончания измерения определяется им пульсом конца счета, выдаваемым делителем 7, Этот импульс перебрасывает триггер

9 в нулевое состояние, тем самым закрывая вентили 8 и 27 и прекращая доступ импульсов входной и умноженной частоты на счетчик, а также, установив триггер 2 и сбросив делители 5, 6 и 7 на нуль, подготавливает устройство к следующему циклу измерения.

Для компенсации погрешности, вызванной потерей второго импульса /„, импульс конца счета через схему «ИЛИ» 11 допись:вается в декаду младшего разряда целой части показания счетчика.

Таким образом, устройство приспосабливается своим коэффициентом умножения частоты к измеряемой частоте. Во всех трех рассмотренных случаях за счет автоматической адаптации коэффициента умножения эквивалентная частота заполнения счетчика лежит

50 в пределах 1000 fx AlilIl) f;1;0) 100 /,.„„,. Поэтому в результате измерения при постоянной

10 временной базе 4= в счетчик

fx um писывается код частоты с участием всех разрядов счетчика. Следовательно, за счет автоматического изменения коэффициента умножения статическая и динамическая погрешности остаются в заранее выбранных пределах.

Формула изобретения

1. Электронно-счетный частотомер, содержащий последовательно соединенные входное формирующее устройство, вентили и схемы

«ИЛИ», умножитель частоты, счетчик импульсов и индикатор, триггер управления счетом, соединенный с последовательно включенным генератором, триггером управления и делителями калиброванной частоты и с вентилем входной частоты, а также триггер выделения, вентили, триггеры фиксации поддиапазона измерения, матричный кодовый дешифратор схемы выбора поддиапазона измерения, отличающийся тем, что, с целью автоматизации переключения пределов измерения и повышения точности измерения, он снабжен дешифратором выбора коэффициента умножения, а умножитель частоты выполнен с автоматическим переключением коэффициента умножения, причем входы дешифратора выбора коэффициента умножения соединены с выходами триггеров фиксации поддиапазона измерения, а выходы — с входами переключения коэффициента умножения умножителя, выход которого через вентиль и схему «ИЛИ» подключен к входу счетчика.

2. Частотомер по и. 1, отличающийся тем, что, с целью исключения накопления погрешности умножителя частоты, счетчик импульсов снабжен вентилями управления счетчиком, первые входы двух из которы.: соединены с выходами дешифратора выбора коэффициента умножения, вторые входы — с входом умножителя частоты, а выходы через схемы «ИЛИ» — с входами декад счетчика, первые входы вторых двух вентилей через схемы

«ИЛИ» подключены к выходам дешифратора выбора коэффициента умножения, а выходbl декад счетчика через эти вентили и схемы

«ИЛИ» соединены последовательно.

488161

Составитель Т. Иноземцева

Техред 3. Тараненко

Корректор О. Тюрина

Редактор С. Хейфиц

Типография. пр. Сапунова, 2

Заказ 3333/10 Изд. М 1878 Тираж 902 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4j5