Цифровой измеритель частоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ i ц 659976

Союз Советсви

Социвлистнческик

Рееву."лик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.12.75 (21) 2303471/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.79, Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (51) М. Кл.2

G 01Щ 23l02

Гоеудврственный комитет

Совета Министров СССР на делом изобретений н открытий (53) УДК 621.317.761 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Д. Пысин, Л. М. Кении и Б. Т. Медведев (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области электроизмерений, в частности к измерениям частоты непрерывных или импульсных колебаний. Оно может быть использовано для контроля параметров, настройки связных радиолокационных и других станций. Особенно целесообразно его применение для точного измерения низкой чистоты.

Известен цифровой измеритель отношения временных интервалов, содержащий 10 измеритель временных интервалов со счетчиком на выходе, счетчик результата, схему сравнения кодов, запоминающий регистр и собирательный элемент.

Однако, это устройство имеет низкую точность измерения и невысокое быстродействие (11.

Известно также устройство для измерения частоты следования событий, содер- 20 жащее блок для измерения интервала времени и запоминание первого отсчета, Счетчик времени вырабатывает сигнал с заранее определенной длительностью. Запоминающий блок и счетчик связаны со сравнивающим блоком (2).

Это устройство также имеет низкое быстродействие и точность измерения.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности измерения. 30

Это достигается тем, что цифровой измеритель частоты, содержащий (m+n)-декадный счетчик, блок формирования и управления, первый выход которого подключен к входу m-декадного счетчика, и второй к входу счетчика результата, причем второй вход т-декадного счетчика подключен к выходу генератора тактовых импульсов, дополнительно снабжен управляемым делителем частоты, выходом подключенным к входу блока формирования и управления, и последовательно соединенными элементом И, элементом задержки с отводами, делителем частоты и блоком управляемых ключей, выходы которого соединены свходами m+ и-декадного счетчика, а входы с выходами элемента задержки и с соответствующими входами m-декадного счетчика, выходы которого подключены соответственно к остальным входам блока управляемых ключей. Выход (m+n)-декадного счетчика соединен с вторым входом блока формирования и управления, третьим входом подключенного к входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход делителя частоты подключен к второму входу счетчика результата.

Принципиальная схема цифрового измерителя чистоты показана на чертеже.

659976

r

00 ь»

Схема содержит управляемый делитель частоты 1, блок 2 формирования и управления, m-декадный счетчик 3, генератор 4 тактовых импульсов, дополнительпьп". элемент И 5, элемент задержки б с опалами, блок 7 управляемых ключей, д )IITcль частоты 8, ьход и"ì.åðèòåëÿ,i, счетчик результата 10, (m+-n)-декадный счетчик 11, элементы И 12, элементы ИЛИ 13, декады

14, триггеры управления 15 и логические элементы И 1б.

Измеритель работает следующим образом.

При поступлении на вход устройства сигнала неизвестной частоты (например, синусоидального колебания или последовательности импульсов с неизвестной частотой) блок 2 формирования и управления формирует старт-стопный импульс, длительность которого равна периоду входного сигнала или больше периода входного сигнала в

10, 100, 1000 и т. д. раз (в зависимости от значения коэффициента деления дел ителя

1). Коэффициент деления можно регулировать в пределах 1: 1, 1: 10, 1: 100 и т. д.

Старт-стопный импульс с выхода блока 2 одновременно поступает на первые входы всех элементов И 12, открывая (соединяя) междекадные связи счетчика 3. В результате счетчик 3 в течение длительности старт-стопного импульса заполняется импульсами тактового генератора 4, имеющими период Т .

По окончании старт-стопного импульса элементы И 12 по первому входу закрываются, разъединяя связи между декадами.

Одновременно блок 2 формирует импульс, который с его второго выхода поступает на второй вход элемента И 5, к первому входу которой подключен генератор тактовых импульсов 4. С выхода элемента И 5 импульсы следуют на элемент задержки б и через него с соответствующих отводов поступают на вход элемента ИЛИ 13, на входы блока 7 (входы схемы логического элемента И 1б) и вход делителя 8 с коэффициентом деления десять. Момент поступления импульса с выхода блока 2 на вход элемента И 5 является началом переписи в счетчик 11 числа, записанного в счетчике

3. Период одного цикла переписи равен десяти периодам тактовой частоты. За время равное десяти То из счетчика 3 в счетчик 11 переписывается в цифровом коде значение временного интервала Т,. При этом в счетчике 3 информация после переписи Т, сохраняется. Перепись производится из всех m декад 14 счетчика 3 в первые т декады счетчика 11 одновременно, так как выход первой декады счетчика 3 =оединен через соответствующий ключ блока 7 с входом первой декады счетчика 11, выход 2-й декады через соответствующий ключ и элемент ИЛИ 13 — с входом 2-й декады, выход 3-й декады — с входом треть5

30 з

50 ей декады счетчика 11 и т. д, Каждый из ключей блока 7 открывается ровно на такое время, которое обеспечивает прохождение стольких импульсов тактового генератора 4. сколько их было записано в соответствующей декаде с гетчика 3. Например, в первой декаде счетчика 3 было записано число «4» (четыре) . Перепись (запись) этого же числа в первую декаду счетчика

11 происходит следующим образом, По команде с блока 2 формирования и управления импульсы тактового генератора поступают через соответствующий (в данном случае первый) элемент задержки на элемент ИЛИ 13 и на вход первой декады счетчика 3. Так как в декаде записано число четыре, то после прохождения пяти импульсов декада (элементарный счетчик) заполнится и следующий шестой импульс будет являться импульсом переполнения, который появится на выходе декады и откроет первый ключ блока 7. В связи с тем, что па второй вход этого ключа поступают импульсы тактового генератора 4 (первь:й отвод элемента задержки б) и они имек т нормированную длительность, то только

7-ой импульс пройдет через ключ и пост",пит на вход первой декады счетчика 11, делитель 8 и счетчик 10. Затем все ключи блока 7 закроются импульсом, поступившим с выхода делителя 8 с коэффициентом деления десять, на вход которого также поступают импульсы тактового генератора 4 с выхода элемента задерхкки б. Таким образом все ключи блока 7 закрываются одновременно, и открываются каждый в свое время. Это зависит от того, какое число хранится в ссответствующей декаде счетчика 3. Процесс переписи значения цифрового кода из с- етчика 3 в счетчик )1 будет происходить до тех пор, пока счетчик

11 пе переполнится. Импульс переполнения поступает на блок 2 формирования и у:Iравления, который вырабатывает сигнал, запрещающий прохождение импульсов тактового генератора 4 через элемент И о. Количество циклов переписи кода счетчика 3 фиксируется в счетчике 10 результата измерения в герцах. На этом процессе измерения заканчивается.

Формула изобретения

Цифровой измеритель частоты, содержащий (я+и)-декадный счетчик, блок формирования и управления, первый выход которого подключен к входу т-декадного счетчика, а второй к входу счетчика результатов, причем второй вход m-декадного счетчика подключен к выходу генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения, он снабжен управляемым делителем частоты, выходом подключенным к входу блока формирова659976

Редактор А. Шмелькин

Корректоры: Л. Орлова и Т. Добровольская

Составитель В. Степанов

Заказ 570/10 Изд. ¹ 283 Тираж 1089 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 71(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ния и управления, и последовательно соединенными элементом И, элементом задержки с отводами, делителем частоты и блоком управляемых ключей, выходы которого соединены с входами (m+n)-декадного счетчика, а входы с выходами элемента задержки и с соответствующими входами

m-декадного счетчика, выходы которого подключены соответственно к остальным входам блока управляемых ключей, выход (m+n)-декадного счетчика соединен свторым входом блока формирования и управления, третий вход последнего подключен к входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход делителя частоты под5 ключен к второму входу счетчика результата.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

10 № 391728, кл. Н ОЗК 13/20, 1972.

2. Патент США № 3842347, кл. 324 — 7

SD, 1974.