Частотомер мгновенных значений

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2612,77 (21) 2559330/18 — 21 е

G 01 )3 23/10 с присоединением заявки ¹ (?3) Приоритет

Г 0 с у я а р с т в е 1! н ь) и к 0) и т в т

Г(:СР

00 «вл ам li 303)peTeнии

К 0713P31333H

Опубликовано 150980, Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования Описания 150980 (3) УДК 621. 317. 7 (088.8) (72) Авторь! изобретения

В. В. Грей э, E. К. Р.т)ексеев, т3.11. 11еховтт и В. И. Тимофеев

1(в !1тра л т- и Ое !т Онст рук торскОе бюро Гидроме тPopoëo ÃF! Iso!IÎÃÎ приборостроения (71) Заявитель

-5 4 ) !1.3(ТОГО. !Ет) 11ПН Д13 " Н 1) -.13, ч11-3))-,. 1 1 =, Изобретение Относится к измери тельной техникс.. и преднаэна"еHo для измерения в цифровой форме ча тоты следования электрических импульсов.

Известен цифровой частотомер с функциональным кодированием вре менного интервалатсодержащий вычи тающий счетчик, аппроксиматор, осуществляющий деление образцовой частоты. В частотомере преобразов ния М -ьй происходят параллельно процессу квантования периода 1 3.

Недостатком известного частотомера является необходимость в высо— кой опорной частоте для получения требуемой I î÷íîoòè измерения, так как в аппроксиматоре применен дели— тель частоты с большим коэффициентом деления.

Известен частотомер, в котором преобразование осуществляется после процесса квантования периода Г21.

Недостатком известного устройства является невысокое быстродействие устройства, так как результат измерения мгновенного значения частоты получают л и L! i ь !! с и с т е ч е н и и т с к о т О р О Г О и р О межу "ка времени т)осле Окончания пери Ода измеря е. 1ой част 0TH .

Цель и э Обре ен1 . ; — i ÎÐысит ь бы стродействие oTL o с: ва.

Поставленная цель достигается тем, ттo в частотомере,. содержащем блок I< в анто вант я ioр33ода состоящий иэ генератop; — i опорной частоты и зходногo формирователя, выходы кото— рых подключены через элемент совпа— дения к блоку автоматического выбора диапазона, второй вход которого подключен к выходу счетчика числа периодов и через элемент задержки к установочно)3у входу счетчика числа периодов„ счетный вход которого соединен с выходом блока автоматического выбора диапазона, счетчик частоты, блок элементов совпадения„ первая и вторая группы входов которого подключены соответственно к выходам счетчиков частоты и числа периодОВ а выхОД пОдключен кО вхОдy счетчика постоянного числа, выход которого соединен с первым входом блока управления, счетчик частоты выпОлнен реверсивным,. сум13JIpy)ющий и Bb.чи акаций ВХОды котopoГo сО& днне ны соответственно с выходами блока

763806 управления, а второй нход блока управления соединен со входом счетчика постоянного числа.

На фиг. 1 представлена структурная схема частотомера мгновенных значений, на фиг. 2 — функциональная схема блока управления.

Частотомер содержит (фиг. 1) блок измерения периода 1 с входящими в него формирователем 2, генератором опорной частоты 3, элементом И 4, блоком выбора диапазона 5, счетчиком и б, элементом задержки 7, а также группу элементов И 8, блок управления 9, счетчик постоянного числа Nc 10, счетчик частоты 11.

В начале измерения в счетчике частоты 11 устанавливается начальное значение частоты N „,в счетчике

М б устанавливается обратный код числа N> ., блок выбора диапазона

ttljp >

5 включает первый диапазон. С этого же момента на выходе формирователя

2 появляется разрешающий сигнал, поступающий на первый вход элемента

И 4. Импульсы генератора опорной частоты 3 поступают на второй вход элемента И 4, проходят далее на вход блока выбора диапазона 5 и, так как включен первый диапазон, эти импульсы с частотой Fq поступают -на счетный вход счетчика б. По мере поступления импульсов в счетчик б на выходе группы элементов И 8 (выход двоичного умножителя) формируются импульсы, поступающие на вход блока управления 9.

Блок управления 9 (фиг.2) функционирует следующим образом. При поступлении на его вход импульса с выхода группы элементов И 8 с выхода блока управления 9 на вычитающий вход счетчика 11 поступает импульс. С минимальной задержкой относительно этого импульса с другого выхода блока управления поступает импульс на суммирующий вход счетчика 11.Одновременно на входе блока управления

9 контролируется наличие импульса на выходе группы элементов И B,формирующегося в ответ на поступакщий .сигнал с выхода счетчика 11. Если импульс на выходе этой группы элементов И 8 есть, то с выхода блока управления 9 на вычитающий вход счетчика б вновь поступает импульс, и значение числа (частоты g ) в счетчике б уменьшается тем самым на единицу. Если же импульса на выходе группы элементов И 8 нет, то с выхода блока управления 9 на вычитающий вход счетчика б поступают два.импульса, значение числа в счетчике 6 (частота F> ) уменьшается на дне единицы. После этого блок управления 9 находится в режиме ожидания — до поступления очередного импульса с выхода группы элементов И 8 (двоичного умножителя).

Работа блока управления 9 заключается в следующем. По команде

"Начальная установка" (шины этой команды на фиг.2 не показаны) обнуляются счетчик 10, триггеры 12, 13, 14. С выхода триггера 14 подается сигнал запрета на элемент И 19, с выхода триггера 12 подается разрешение на элемент И 16, с выхода триггера

13 подается разрешение на элемент

И 18. Емкость счетчика 10 равна числу С, причем С = const. С момента снятия команды "Начальная установка" на вход блока управления 9, т.е. на вход элемента И 19 начинают поступать импульсы с выхода группы элементов И 8 (т. е. с выхода двоичного умножителя). Через элемент И 19 эти импульсы не проходят, так как на втором входе элемента И 19 сигнал запрета с триггера 14. Импульсы с выхода группы элементов И 8 поступают также на вход счетчика 10, н котором они подсчитываются. Как только число этих импульсов станет ранно числу С, счетчик 10 переполнится, и импульс переполнения с выхода счетчика 10 установит триггер 14 в состояние "1 ". Отметим здесь, что при поступлении последующих импульсон с выхода группы элементов И 8 счетчик 10 может переполняться еще несколько раз, однако импульсы переполнения с выхода этого счетчика, поступающие на единичный вход триггера 14, состояние триггера 14 изменить не могут. Итак, триггер

14 находится в состоянии "1" после прихода импульсов с выхода группы элементов И 8 на вход блока управления 9. Тем самым с выхода триггера 14 на второй вход элемента И 19 подается разрешение, и (С+1)-й, (С+2)-й и т.д. импульсы с выхода группы элементов И 8 проходят через элемент И 19 на вход элемента И 16 и на вход элемента И 17. При поступлении (С+1)-ro импульса с выхода группы элементов И 8, последний проходит через элемент И 19 на вход элемента И 16, на выходе которого формируется сигнал, поступающий на вход триггера 12. Задним фронтом этого сигнала (импульса) триггер

12 устанавливается в "1", сигнал с выхода этого-триггера запрещает прохождение последующих импульсов через элемент И 16. С выхода элемента И 16 (С+1)-й импульс поступает также на первый вход элемента ИЛИ

15 и на вход элемента задержки 20.

С выхода элемента И 16 (С+1)-й импульс поступает также на первый вход элемента ИЛИ 15 и на вход элемента задержки 20. С выхода элемента

ИЛИ 15 импульс поступает на вычитающий вход счетчика 11. С выхода элемента задержки 20 импульс поступает на суммирующий вход счетчика 11, а

763806

В момент, когда на вход счетчика б поступит и „импульсов, на выходе счетчика б формируется импульс перЕполнения. По этому импульсу срабатывает элемент задержки 7, и в счетчик б устанавливается число

Одновременно импульс переполнения с выхода счетчика б поступает на блок выбора диапазона 5, и блок выбора диапазона 5 продолжает работать в первом диапазоне. С генератора опорной частоты 3 через элемент И 4 и блок выбора диапазона 5 на счетный вход счетчика б продолжают поступать импульсы с частотой F . После очередного импульса на входе счетчика б с выхода группы элементов И 8 поступит импульс на вход блока управления 9.

Следует отметить, что по команде

"Начальная установка" в счетчик 11 устанавливается число, соответствую35

50 также на элемент И 17 и на элемент задержки 21. Если в этот момент на второй вход элемента И 17 придет импульс с выхода элемента И 19 (т.е. с выхода группы элементов И 8), то на триггер 13 поступит сигнал, 5 устанавливающий триггер 13 в "1".

Если же в этот момент импульса на втором входе элемента И 17 нет, то триггер 13 останется в исходном "О" состоянии. С задержкой относительно импульса с выхода элемента задержки

20 начинается формирование импульса

»а выходе элемента задержки 21, этот импульс через элемент ИЛИ 15 поступает на вычитающий вход счетчика 6 и на вход элемента задержки 22, с !5 выхода которого импульс поступает на второй вход элемента И 18. В зависимости от состояния триггера 13 этот импульс проходит (если триггер 13 в "0") или не проходит 20 (триггер 13 в "1") на вход элемента

ИЛИ 15 и, соответственно, на вычитающий вход счетчика б. Этот же импульс поступает на обнуляющие входы триггеров 12 и 13,возвращая их в 25 исходное "0" состояние. Работа блока управления 9 при поступлении на его вход последующих импульсов с выхода группы элементов И 8 аналогична описанному выше функционированию блока при поступлении (С+1)-го импульса. щее максимальному значению частоты.

Если счетчик б переполнился за время измерения, то это означает, что частота на входе частотомера превышает максимально допустимое значение, измеряемое частотомером.

По окончании периода Т„ частоты

F„ на входе формирователя 2, с выхода формирователя 2 на вход элемента И 4 поступает сигнал запрета, И значение частоты F с точностью 1 младшего разряда снимается с разрядных выходов счетчика б.

Технико-экономический эффект предлагаемого изобретения заключается в повышении быстродействия при измерении частоты. Фактически предлагаемый частотомер мгновенных значений имеет максимальное быстродействие, так как позволяет получать значение частоты с требуемой точностью в момент окончания первого периода измеряемой частоты.

Формула изобретения

Частотомер мгновенных значений, содержащий блок квантования периода, состоящий из генератора опорной частоты и входного формирователя, выходы которых подключены через элемент совпадения к блоку автоматического выбора диапазона, второй вход которого подключен к выходу счетчика числа периодов и через элемент задержки к установочному входу счетчика числа периодов, счетный вход которого соединен с выходом блока автоматического выбора диапаэона, счетчик частоты, блок элементов совпадения, первая и вторая группы входов которого подключены соответственно к выходам счетчиков частоты и числа периодов, а выход подключен ко входу счетчика постоянного числа, выход которого соединен с первым входом блока управления, а т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, счетчик частоты выполнен реверсивным, суммирующий и вычитакиций входы которого соединены соответственно с выходами блока управления, а второй вход блока управления соединен со входом счетчика постоянного числа.

763806

8юу емелю д .г

Составитель В. Новоселов

Техред Е.Гаврилешко Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Каменская

Заказ 6274/39 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ 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