Цифровой измеритель низких частот

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«ii657366

Сеюз Советских

Социалистичжии к

Расиубиии (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 1?.0476(2!) 2347127/18-21 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет—

Опубликовано 1504.79. Бюллетень РЙ14

Дата опубликования описания 150479 (о1) М. Кл.

G 01 R 23/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317. .361.029 (088.8) (72) Автор изобретения

}0. К . Майоров (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ НИЗКИХ ЧАСТОТ

Изобретение относится к области измерительной техники и автоматики и может. быть использовано для быстродействующего измерения частот датчиков, в частности в системах измерения и регулирования оборотов и расходов.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является цифровой измеритель низких частот, 10 содержащий опорный генератор, формирователь импульсов, клапан, делитель частоты, группы схем переноса кодов, регистр и счетчики импульсов (1).

Известный цифровой измеритель низ- 15 ких частот имеет низкую точность при измерении повышенных частот, а при достаточной точности диапазон измеряемых частот сверху ограничен.

С целью повышения точности и рас- лц ширение диапазона измеряемых частот в цифровой измеритель низких частот, содержащий генератор эталонной частоты и формирователь импульсов, выходы которых через элемент и соединены с И входом делителя частоты и с одним из входов первого счетчика импульсов, выход этого счетчика соединен с входом первого блока переноса кодов и с одним из входов второго счетчика 30 импульсов, выход последнего соедин ен с входом второго блока переноса кодов, а выход делителя частоты подключен к входу регистра, выходы которого через первый блок переписи кодов соединены с остальными входами первого счетчика импульсов и соответственно через второй блок переноса кодов — с остальными входами второго счетчика импульсов и третий счетчик импульсов, дополнительно введены два элемента Й, элемент НЕ, триггер, формирователь импульсов, блок переноса кодов и счетчик импульсов, один из входов которого соединен с входом третьего счетчика импульсов и с выходом первого дополнительного элемента И, один вход которого подключен к выходу второго счетчика импульсов и к входу дополнительного элемента НЕ, а другой вход первого дополнительного элемента И соединен с выходом дополнительного триггера и с входом дополнительного формирователя импульсов, выход которого подключен к входу дополнительного блока переписи кодов, а вход дополнительного триггера соединен с выходами второго дополнительного элемента И, один вход этого элемента соединен с

657366

)О

l5

30

40

65 выходом дополнительного элемента НЕ, а другой вход второго дополнительного элемента И подключен к выходу дополнительного счетчика импульсов, входы которого через дополнительный блок переноса кодов соединены с выходами регистра.

На чертеже представлена структурная блок-схема предлагаемого цифрового измерителя низких частот.

Цифровой измеритель низких частот содержит генератор 1 эталонной частоты, делитель 2 частоты, элементы И

3-5, формирователи б и 7 импульсов (интервалов времени), счетчики 8-10 импульсов, счетчик 11, триггер 12, элемент НЕ 13, блоки 14-16 переноса кодов и регистр 17 °

В каждом цикле измерения перед формированием выходного кода в счетчик 11 записывается код, соответствующий максимальной измеряемой частоте, а в счетчики 8-10 и регистр 17 — код, пропорциональный периоду максимальной измеряемой частоты. Формирователь 7 по сигналам частотного датчика формирует интервалы времени, равные разности между периодом измеряемой частоты и периодом, соответствующим максимальной измеряемой частоте. Формирователь 7 открывает элемент 3 по истечении времени, равного периоду максимальной измеряемой частоты, после начала периода измеряемой частоты и закрывает элемент 3 в момент окончания периода измеряемой частоты. По окончании открывания элемента 3 импульсы генератора 1 подаются на вход счетчика 8, который работает в режиме вычитания. При каждом его обнулении на выходе появляется импульс, поступающий .на вход счетчика 9,работающего в режиме вычитания,и на управляющий вход блока 16, при этом в счетчик 8 снова заносится код регистра 17. Аналогично работает счетчик 9 с блоком 15.

Благодаря подаче на вход регистра

17 импульсов с выхода делителя 2 в регистре содержится код, пропорциональный времени, отсчитываемому от начала периода измеряемой частоты, в результате частота на выходе счетчика 8 обратно пропорциональна времени, отсчитываемому от начала периода из меряемой частоты, а на выходе счетчика 9-обратно пропорциональна квадрату этого времени ° Частота с выхода счетчика 9 через элемент 4 поступает на вход счетчика 11. Одновременно с выхода элемента 4 импульсы поступают на вход счетчика 10 ° После поступления количества импульсов, равного коду в регистре 17, он обнуляется, а сигнал с его выхода открывает элемент 5. При исчезновении импульса на выходе счетчика 9 на вход триггера 12 поступает сигнал, за счет которого триггер 12 меняет свое состояние и закрывает элемент 4, поэтому последующий импульс с выхода счетчика 9 не попадает на вход счетчика 1).

После исчезновения этого импульса снова поступает сигнал на вход триггера 12, который возвращается в исходное состояние, при этом элемент 4 открывается, а при помощи импульса малой длительности, поступающего с выхода формирователя 6 на управляющий вход блока 14, в счетчик 10 записывается код регистра 17.

Таким образом, один кз определенного количества импульсов, определяемого кодом регистра 17, не попадает на вход счетчика 11, а так как код регистра 17 изменяется, то изменяется и количество импульсов, один из которых не пррпускается на вход счетчика 11. Анализ работы схемы показывает, что погрешность аппроксимации при ее работе в конце каждого интервала аппроксимации отсутствует, а максимальная погрешность внутри интервала определяется .выражением где m — отношение длительности интервала аппроксимации к периоду, . соответствующему максимальной преобразуемой частоте; номер интервала аппроксимации.

Наибольшее значение погрешности принимает внутри первого интервала и составляет

Таким образом, характерной особенностью данного цифрового измерителя низких частот является отсутствие накопления погрешности от интервала к интервалу.

Формула из обретени я

Цифровой измеритель низких частот, содержащий генератор эталонной частоты и формирователь импульсов, выходы которых через элемент И соединены с входом делителя частоты и с одним из входов первого счетчика импульсов, выход этого счетчика соединен с входом первого блока переноса кодов и с одним из входов второго счетчика импульсов, выход последнего соединен с входом второго блока переноса кодов, а выход делителя частоты подключен к входу регистра, выходы которого через первый блок переписи кодов соединены с остальными входами первого счетчика импульсов и соответственно через второй блок переноса кодов — с остальными входамн второго счетчика импульсов и третий счетчик импульсов, о т л и

657366

Составитель Г. Ильин

Техред О . Андрей ко Корректор О. Билак

Редактор Т. Янова

Заказ 1785/44 Тираж 1089 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ПЛП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ч а ю шийся тем, что, с целью повышени я точности и расширени я диапаэона измеряемых частот, в него дополнительно введены два элемента И, элемент HE,триггер, формирователь импульсов, блок переноса кодов и счетчик импульсов, один из входов которого со- 5 единен с входом третьего счетчика импульсов и с выходом первого дополнительного элемента И, один вход которого подключен к выходу второго счетчика импульсов и к входу дополнитель- 10 ного элемента НЕ, а другой вход первого дополнительного элемента И соединен с выходом дополнительного триггера и с входом дополнительного формирователя импульсов, выход которого подключен к входу дополнительного блока переписи кодов, а вход дополнительногого три ггер а соедин ен с выходом второго дополнительного элемента И, один вход этого элемента соединен с выходом дополнительного элемента RE, а другой вход второго дополнительного элемента И подключен к выходу дополнительного счетчика импульсов, входы которого через дополнительный блок переноса кодов соединены с выходами регистра.

Источники и формации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 391490, кл. G 01 R 23/02, 12.04.71.