Низкочастотный цифровой частотомер

 

ОЛ ИСАНИ1

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-(11)52 942 7

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.05.75 (21) 21 38188/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано25.09,76,Бюллетень № 35 (45) Дата опубликования описания10.01.77 (51) М. Кл.

Q 0l 3 23/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317. .761(088.8) (72) Авторы изобретения

Т, Г, Галамаи, B. Б. Дудыкевич (71) Заявитель (54) НИЗКОЧАСТОТНЫЙ ЦИФРОВОЙ

ЧАСТОТОМЕР

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения низких частот.

Известны устройства цифровых частотомеров, содержащие формирователь, ключ, элементы совпадения, вычитающий счетчик, генератор опорной частоты, элемент задержки, суммирующий счетчик, делитель частоты, счетчик результата, регистр памяти и генератор тактовых импульсов 11), Однако у этих устройств низкое быстродействие.

Известен низкочастотный цифровой частотомер, содержащий входной формирователь, генератор опорной частоты, выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом блока управления, выход ключа соединен со входом первого счетчика, второй вход которого соединен с выходом блока управления через датчик калиброванных интервалов, и с его входом непосредственно, второй счетчик, вход которого соединен с выходом формирователя и входом блока управления, двухвходовые элементы совпадения, входы которых подключены к выходам обоих счетчиков, и триггер (23.

Однако и у этого устройства низкое быстродействие.

Цель изобретения — повысить быстродействие устройства.

Поставленная цель достигается тем, .что цифровой частотомер снабжен двумя дополнительными ключами, элементом ИЛИ и элементом задержки, входы первого дополнительного ключа соединены с генератором опорных частот и датчиком калиброванных интервалов, входы второго дополнительного ключа — с выходом триггера и с одним из его входов, с выходом элемента

ИЛИ и с вторым входом второго счетчика, выход первого дополнительного ключа соединен с первым входом элемента .ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, выход второго дополнительного ключа соединен с входом элемента задержки, а первый вход триггера — с выходом двухвходовых элементов совпадения. !

529427

На чертеже изображена структурная схема частотомера, Он состоит из формирователя 1, блока

2 управления, кгпсчей 3, 4 и 5, триггера

6, элемента 7 задержки, элемента ИЛИ 8, датчика 9 калиброванных интервалов времени, счетчиков 10 и 11, гоуппы схем 12 совпадения и генератора 1 3 опорной частоты, 10

Частотомер работаег следующим образом.

На вход формирователя 1 поступает входг нэй сигнал с частотой f = . Выходные х импульсы форм; рователя 1 сбраг ывают показания счетчика 1 1.

В исходном состоянии счетчики 1 0 и 1 1 находятся в нулевом ссс,.: и ии, кжсчи 3 и

5 закрыты, ключ 4 открыт. С приходом на блэк 2 первого импульса с выхода формирователя 1 сигналом с выхода блэка 2 открь вается кчюч 3, .через который импульсы генератора 13 с частотой f поступают на вход счетчика 10. При поступлении второго импульса с выхода формирователя 1 сбрасываются показания счетчика 11, сигналами с выходов блока 2 закрывается кшсч

3, запускается датчик 9 калиброванных интервалов и сигналом с выхода пэс.чеднего на время преобразования Тпр стк;. ывается ключ 5, 30

За время между двумя псследснатегп-ными импульсами, рагя ое период-у Тх язв меряемой частоты 3х, в счетчике 10 будет зафиксирова..:о число

N,=T,.f, (1)

Через откры-.ый на время Т11р ключ 5 импульсы генератора 13 поступают на вход элемента ИЛИ R и далее на вход ключа 4 н вход:.четчика 1 1, ha второй вход элемента ИЛИ 8 посту- 4р пают через элемент задержки 7 импульсы с частотой 14 с выхода ключа 4. Частота импульсов на выходе элемента ИЛИ 8 равна

1, =1. 1 4 (2)

Импульсы с частотой f с выхода схем

12. совпадения 12 поступают на единичный вход триггера 6.

Схемы 12 совпадения являются двухвходовыми. Входы каждой из схем подклю- д чены к прямому выходу одного из триггеров счетчика 11 и к инверсному выходу одного из триггеров счетчика 10, причем если один из входов подключен к триггеру старшего разряда счетчика 10, то второй 5 вход подключен к триггеру младшего разряда счетчика 11 и наоборот. Импульс псявляется на выходе той из схем совпадения, которая подключена к находящемуся в единичном состоянии триггеру счетчика 10 6О и переходящему из нулевэго состояния в единичное триггеру счетчика 11.

Средняя частота f12 следования импулг-сов на выходе схем совпадения 12 определяется частотой импульсов f8 поступаюших с выхода элемента ИЛИ 8 на вход счетчика 11, и числом М1, записанным в счетчике 1 0

N (Nm — коэффициент пересчета счетчиков).

В исходном сэстоянии ключ 4 открыт, и импульсы с выхода элемента ИЛИ 8 поступают через открытый ключ 4 на вход элемента задержки 7 и далее на второй вход элемента ИЛИ 8 дэ тех пор, пока импульс с выхода схем совпадения 12 не опрокинет триггер 6 в единичное состояние и сигналом с выхода последнего ключ 4 закроется. Перевод триггера 6 в исходное состояние осуществляется очередным импульсом, поступающим с выхода элемента ИЛИ 8, причем этот импульс не проходит через ключ 4 на вход элемента ИЛИ 8 и тем са4 8 12 (4)

С учетом выражений 2 и 3 получим.

4 о 4 (51 о тп (6)

8 N(С учетом выражения 1 о тп m (7) отх тх

Или число, записанное в счетчике 11, опреде ляется выражением

=т . =т -и . (®

Л. а пр т. е, в счетчике 11 зафиксировано число, пропорциональное измеряемой частоте. Время преобразования Тпр постоянно и равно (9) в где М тпснх =М f max = —.

8 тп х Т - тп111 (1 (- )

Пусть диапазон изменения измеряемой частоты равен хх тпах 1хп1ах

К= х "" т т тп (11)

Тх 1Yax =— где х о (1 2)

С учетом выражений 10, 11 и 12 время Тпр будет определяться выражением

N Т„тптп тх тпах М,„

T„= „=T„.тп1т1 = (q ) К К мым исключается из счета.

Частота импульсов 1, поступаюших на вход элемента задержки 7 с выхода ключа 4, равна

529427

ы (14)

О п7.— К 1 К

ЦЙИИПИ Заказ 5348/113 Тираж 1029 Подписное

Фипиап ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Число импульсов, которое могло бы пройти в счетчике 10 за время Тпр, равно

В момент окончания интервала времени

Тпр сигнал с выхода датчика 9 закроет ключ 5, а в счетчике 10 установит число

Nm

10 и поступит на блок управления 2, х сигналом с выхода которой откроется ключ

3, через который импульсы с частотой 1 с выхода генератора 13 будут поступать на вход счетчика 10. При поступлении третьего импульса с выхода формирователя 1 сбрасываются показания счетчика 11, сигналами с выхода блока управления 2 закрывается ключ 3, запускается датчик 9 и сигналом с выхода последнего на время преоб20 разования Тпр открывается ключ 5, До этого времени в счетчике 10 будет содержаться число

В момент окончания интервала времени

Тпр в счетчике 11 будет зафиксировано чис ло, пропорциональное измеряемой частоте, сигнал с выхода датчика 9 закроет ключ 5, в счетчике 10 установит число и поск тупит на блок управления 2, сигналом с выхода которой откроется ключ 3, При поступлении с выхода формирователя

1 каждого последующего импульса устройство будет работать как при поступлении второго импульса с выхода формирователя

1, и каждый раз в счетчике 11 будет фикси40 роваться число, пропорциональное измеряемой частоте.

Формула изобретения

Низкочастотный цифровой частотомер, содержащий входной формирователь, генератор опорной частоты, выход которого соединен с первым входом кгпоча, второй вход кэтэрэгэ соединен с выхэдэм блока управления, выход ключа сэединен с входом первогэ счетчика, второй вход которого соединен с выхэдэм блэка управления, через датчик калиброванных интервалов и с егэ вхэдэм непосредственно, второй счетчик, вход которого соединен с выходом фэрмирэвателя и вхэдэм блэка управления, двухвходовые элементы совпадения, входы которых подключены к выходам обоих счетчиков, и триггер, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен двумя дополнительными ключами, элементом ИЛИ и элементом задержки, входы первого дополнительного ключа соединены с генератором опорных частот и датчиком калиброванных интервалов, вхэды второго дополнительного ключа — с выходом триггера и с одним из его входов, с выходом элемента ИЛИ и с вторым входом второго счетчика, выход первого дополнительного ключа соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, выход второго дополнительного ключа соединен с входом элемента задержки, а первый вход триггера — с выходом двухвходэвых элементов совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 359604, М, кл. & 01 R 23/10, 1972 г, 2, Ермолов Р, С. "Цифровые частотомеры", Л., "Знергия", 1973 r., стр. 18 (прототип) .