Цифровой частотомер

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскмх

С04малмстическттх

Республмн и 687407 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3asa eHo 06.07.77 (2l) 2505884/18 21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано25.09.79. Бюллетень № 35 (5!) М. Кл.

0 01 R 23/10

Государственный нотетет

СССР па делам нзобрвтеннй и открытий (53) УДК 621.317..761 (088.8 ) Дата опубликования описания 28,09.79 (72) Авторы изобретении

B. Л. Соловьев, P. Я. Скворцова, Л. М. Добрынин и В. Н. Морозов (71) Заявитель (54 ) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения частоты в цифровом коде, пригодном для ввода в электронную цифровую вычислительную машину. 5

Известен цифровой частотомер, содержаший двухканальную схему измерения, первый канал которой выполнен в виде последовательно соединенных генератора эталонной частоты, формирователя импульсов, ключа и счетчика, а второй каналв виде последовательно соединенных формирователей импульсов, ключа и счетчика, а также схему совпадения импульсов из- т5 меряемой и эталонной частоты, выход которой через триггер подключен к вторым входам ключей обоих каналов 11.

Недостатком такого частотомера является низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому является цифровой частотомер, содержаший двухканальную схему измерения, первый канал которой выполнен в виде последовательно соединенных генератора эталонной частоты, формирователя импульсов, ключа и счетчика, а второй канал в виде последовательно соединенных формирователя импульсов, ключа и счетчика, схему совпадения эталонной и измеряемой последовательностей импульсов, выход которой через триггер управления подключен к вторым входам ключей обоих каналов, а также дополнительный канал, включаюший дополнительный формирователь импульсов, две схемы совпадения, третий ключ, причем вход дополнительного формирователя импульсов соединен с входом формирователя импульсов второго канала, а выход через вторую схему совпадения связан с входом счетчика второго канала, выходы же счетчика первого канала через третью схему совпадения подключены к второму входу третьего ключа, первый вход которого соединен с входом счетчика первого канала, а выход - одновременно с вторым входом

6874

3 второй схемы совпадения и вторым входом триггера управления (2 $.

Существенным недостатком этого уст-: ройства является зависимость времени из-. мерения, определяемого интервалом измерения и временем между интервалами измерений от величины разности измеряемой и эталонной частоты. Чем меньше эта разность, тем больше время между измерениями и при мыпах значениях разности l0 время может быть достаточно большим.

Цель изобретения - уменьшение времени измерения.

Это достигается эа счет того, что в устройство, содержащее генератор импуль- 5 сов эталонной частоты, выход которого подключен к входу формирователя импульсов эталонной частоты, формирователь импульсов измеряемой частоты, выход которого через первый ключ подключен к первому входу счетчика импульсов измеряемой частоты и непосредственно к первому входу блока совпадения, выход которо-. го через управляющий триггер подключен к управляющим входам первого и второго 5 ключей; выход второго ключа соединен с первым входом третьего ключа и с вхо.дом счетчика импульсов эталонной часто° ты, выходы которого через многовходс-вый элемент И подключены к второму вхоЗо ду третьего ключа, выход третьего ключа соединен с первыми входами управляющего триггера и элемента И, формирователь меандра, выход которого через элемент

Й соединен с вторым входом счетчика им- З5 пульсов измеряемой частоты, введены блок задержки импульсов эталонной частоты и блок выбора последовательности импульсов эталонной частоты, причем выход

Щ0 формироватепя импульсов эталонной частоты подключен к входу блока задержки импульсов эталонной частоты, выходы которого поразрядно соединены с информаци онными входами блока совпадения и пер45 выми информационными входами блока вы бора последовательностей импульсов эталонной частоты, вторые информационные входы которого подключены поразрядно к информационным выходам блока совпаде50 ния, второй вход блока совпадения подключен к первому выходу блока выбора последовательности импульсов эталонной частоты, второй выход которого соединен с вторым входом второго ключа, выход третьего ключа подключен к второму входу блока выбора последовательности импульсов эталонной частоты, а также эа счет того, что блок совпадения содержит эпе07 4 менты И и мпоговходовый элемент ИЛИ, вь ход которого является вторым выходом блока совпадения, к первому входу блока совпадения подключены первые входы элементов И, вторые входы которых соединены с вторым входом блока совпадения, информационные выходы которого соединены с третьими входами элементов И, выходы всех элементов И соединены с входами многовходового элемента ИЛИ и являются инфсрмационными выходами блока совпадения, а кроме того, блок выбора после« довательности импульсов эталонной частоты содержит триггеры, элементы И„два элемента ИЛИ и элемент задержки, причем цервые информационные входы блока выбора последовательности импульсов эталонной частоты соединены с первь|ми входа= ми элементов И, вторые входы которых подключены к выходам триггеров и к соответствующим входам первого;-:цемента

ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ через элемент задержки соединен с первым выходом блока выбора последовательности импульсов эталонной частоть, вторые информационные входы которого соединены с первыми входами триггеров, вторые входы триггеров объединены и являются вторым входом блока выбора последовательности импульсов эталонной частоты, вторым выходом которого является выход второго элемента ИЛИ, выходы всех эле:ментов И подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ.

На фиг. 1 представлена блок-ехема цифрового частотомера; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Частотомер содержит блок 1 совпаде.ния, формирователь 2 импульсов измеряемой частоты, блок 3 задержки импуль= сов эталонной частоты, формирователь 4 импульсов эталонной частоты, генератор

5 импульсов эталонной частоты, элемент

И 6, формирователь 7 меандра, элементы H 81-8,„и многовходовый элемент

ИЛИ 9, входящие в блок 1 совпадения, триггер 10 управления, блок 11 выбора последовательностей импульсов эталонной частоты, включающий тригг ры 12 -12п., элементы Й 13 -13, элементы ИЛИ 14, 15 и элемент 16 задержки, импульснопотенциальные ключи 17-19, счетчик 20 импульсов эталонной частоты, счетчик 21 импульсов измеряемой частоты, многовходовый элемент И 22.

Частотомер работает следующим образом.

5 687407 6

1- а блок 1 совпадения подаются после= ходит совпадение, то на первый после за1-( довательности импульсов с формирователя пятой разряд счетчика 21 импульсов из2. который преобрв.зует входное напряже- меряемой частоты поступает импульс, приние частоты » в импульсы с периодом бавляюший к результату измерения (кото1 повторения T„ = — и И последователь- s рый равен подсчитанному числу импульсов

Фк костей импульсов с блока 3 задержки и е плюс записанному в счетчик до измеформирователя 4, которые преобразуют рения числу 0,25) число 0,5. Таким обнапряжение частоты з эталонного ге- разом, при совпадении в элементе И 6 нератора 5 в и задержанных относитель- код равен (М+0,75), а при несовпадениино друг друга последовательностей им- о (+0,25). пульсов с периодом повторения T =—

Для исключения ошибки из-за задерж ь с обшеи задержкой равной T ° ки выходного импульса счетчика 20 имЛлительность Ъ формируемых после- пульсов эталонной частоты относительно довательностей Т» )) . Тэ, а число д импульса эталонной частоты 1з единичб задержанных последовательностей часто- ные выходы всех триггеров счетчика 20, ты f "- ф ° находяшихся в единичном состоянии при его заполнении, подключены к входам мноНа элемент И 6 с формирователя 7 говходового элемента И 22, выход котопоступают импульсы с периодом следова- рого соединен с входом ключа 19. Таким нияз»= у но с длительностью г = — > ооббррааззоомм, ключ 19 будет открыт при фик20

Х 2, причем задний фронт этих импульсов со- сации р -го импульса и К + 1-ый имответствует переднему фронту импульсов пульс, поступаюший на счетчик 20, пракс формирователя 2. тически одновременно поступит и на элеПри первом совпадении импульсов из- мент И 6.

25 меряемой частоты с одной из 0 последо- Формирование следуюшего интервала вательностей эталонной частоты на выхо- измерения начнется в момент прихода перде одного из элементов И Bj-8 появля- вого же после окончания прейыдушего инется импульс, который через многовходо- тервала измерения импульса измеряемой вый элемент ИЛИ 9 перебрасывает триг- „частоты „, таккаконобязательносовпагер 10 управления, а также поступает дет с одной чз д. задержанных относина блок 11 выбора последовательности тельно друг друга последовательностей импульсов эталонной частоты, перебрасы импульсов эталонной частоты 1з которая вает адин из триггеров 1 2 -12„, кото- и пройдет через блок 11 выбора последорый разрешает прохождение через один вательности и ключ 17 на вход счетчика

35 из элементов И 13 -13 и через элемент 20 эталонной частоты.

И.ЛИ 14 на выход блока 11 выбора после- Таким образом, предлагаемая схема довательности импульсов именно той из цифрового частотомера позволяет уменьпоследовательностей эталонной частоты шить время измерения. блока 3 задержки, которая совпадает с 4О импульсами измеряемой частоты в одном из элементов И 8 -8д. Одновременно сра- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я батываюший триггер (12 - 12 ) через элемент ИЛИ 15 и элемент задержки 16 l. Цифровой частотомер, содержаший звпрешает дальнейшее нрохожпение импуль-45 генератор импульсов эталонной частоты, сов эталонной частоты на выходы элемен- выход которого подключен к входу формитов И 8 -8п. При перебрасывании тригге- рователя импульсов эталонной частоты, ра 10 управления открываются ключи 18, формирователь импульсов измеряемой час17 и счетчики начинают подсчет соответ- тоты, выход которого через первый ключ ственно импульсов эталонной и измеряе- 50 подключен к первому входу счетчика иммой частот. При соответствующем выборе пульсов измеряемой частоты и непосредемкос и К счетчика 20 через единичный ственно к первому входу блока совпадения, интервал времени -Ь, (например, одну се- выход которого через управляюший тригкунду) на его выходе появится импульс гер подключен к управляюшим входам пери перебросит тр птер 10 управления, за- 55 вого и второго ключей, выход второго клюкрываюший ключи 17, 18 и триггеры 12 - ча соединен с первым входом третьего

12п, открываюшие элементы И 8 8„ключа и с входом счетчика импульсов этаОдновременно этот импульс поступает и лонной частоты, выходы которого через на элемент И 6. Если в последнем проис многовходовый элемент И подключены к

7 6874 второму входу третьего ключа, выход третьего ключа соединен с первыми входами управляюшего триггера и элемента И,формирователь меандра, выход которого через элемент И соединен с вторым входом счетчика импульсов измеряемой частоты, отличаюшийся тем,что,сцеI лью уменьшения времени измерения, в него введены блок задержки импульсов эталонной частоты и блок выбора последова- 10 тельности импульсов эталонной частоты, причем выход формирователя импульсов эталонной частоты подключен к входу блока задержки импульсов эталонной частоты выходы которого поразрядно соединены с информационными входами блока совпадения и первыми информационны ти входами блока выбора последовательностей импульсов эталонной частоты, вторые информационные входы которого подключены поразрядно к информационным выходам блока совпадения, второй вход блока совпадения подключен к первому выходу блока выбора последовательности импульсов эталонной частоты, второй выход которого сое 25 динен с вторым входом второго ключа, выход третьего ключа подключен к второму входу блока выбора последовательности импульсов эталонной частоты.

2. Частотомер по и. 1, о т л и ч а30 ю ш и и с я тем, что блок совпадения содержит элементът И и многовходовый элемент. ИЛИ, выход которого является вторым выходом блока совпадения, к первому входу блока совпадения подключены первые входы элементов И, вторые входы которых соединены с вторым входом бло07 8 ка совпадения, информационные входы которого соединены с третьими входами элементов И, выходы всех элементов И соединены с входами многовходового элемента ИЛИ и являются информационными выходами блока совпадения.

3. Частотомер по и. 1, о т л и ч аю ш и и с я тем, что блок выбора последовательности импульсов эталонной частоты содержит триггеры элементы И, два элемента ИЛИ и элемент задержки, причем первые информационные входы блока выбора последовательности импульсов эталонной частоты соединены с первыми входами элементов И, вторые входы которых подключены к выходам триггеров и к соответствующим входам первого элемента

ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ через элемент задержки соединен с первым выходом блока выбора последовательносттт импульсов эталонной частоты, вторые информационные входы которого соединены с первыми входами тпиггеров, вторые входы триггеров объединены и являются вторым входом блока выбора последовательности импульсов эталонной частоты, вторым выходом которого является выход второго элемента ИЛИ, выходы всех элементов И подключены к соответствуюшим входам второго элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 409149, кп G Ql R 23/10.

2. Авторское свидетельство СССР

gg 490041, кл. С. 01 К 25/01, 1974 (прототип).

687407

Составитель Л. Плетнева

Редактор Н. Хлудова Техред М. Келемеш Корректор М. Шароши

Заказ 5571/42 Тираж 1090 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул., Проектная, 4