Цифровой измеритель средней частоты

 

О П И С А и - Я Р

ИЗОБРЕТЕНИЯ

СОюз Советских

Социалистических

Республик (и1765742 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.1278 (21) 2692051/18-2? с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

0 О1 В 23/00

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 230980. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 230980 (53) УДК 621. 317.. 76 (088.8, (72) Авторы изобретения

С.В. Мищенко, B.F.. Нестерцов и Ю.М. Месонжник

Специальное конструкторское бюро диагностической аппàpà.туры Киевского производственного объединения

"Медаппаратура" (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к ядерному приборостроению и может найти применение при измерении средней :астоты (скорости счета) случайно распре5 деленных во времени импульсов, в частности, в медицинских приборах радиоизотопной диагностики.

Йзвестны цифровые измерители средней частоты, построенные по принци- 10 пу нормирующих счетчиков, измеряющих число импульсов эа определенный интервал времени Т, называемый интервалом усреднения, в течение которого определяется средняя частота сле- 15 дования импульсов (1) .

Погрешностью устройства является то, что в пределах одного интервала усреднения средняя частота принимается постоянной и теряется информа- 20 ция об изменении частоты за время одного измерения, которое для достижения заданной точности при малых частотах может составлять десятки и даже сотни секунд. Несколько после-25 довательных измерений позволяют измерить максимальную скорость счета, однако, кратковременные изменения частоты входных сигналов будут измерены неверно или пропущены вообще. 30

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее соединенные последовательно генератор стандартной частоты и распределительное устройство, счетный узел, к выходу которого подключен цифровой индика"op, ключевые устройства, связывающие выход распределителя иы ульсов с входом вычи — àíèÿ счетного узла, формирователь импульсов, вход которого подключен к генератору стандартной частоты, а выход через схему реверса связан с установочными входами триггеров счетного узла, входные нормализующий и ключевой каскадь, соединенные последовательно, управляющий вход ключевого каскада соединен с выходом формирователя имттульсов, а выход с входом суммирования счетного узла (2 .

Низкая точность этого устройства связана с потерей информации из-за блокировки счетного узла на время вычитания. Кроме того, блокировка входа счетного узла на время вычитания приводит к значительному увеличению общего времени измерения средней частоты, случайно распределенных во времени импульсов.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия цифрового измерителя средней частоты.

Достигается это тем, что в цифровой измеритель средней частоты, содержащий основной реверсивный счетчик, выход которого подключен к ин5 дикаторному устройству, соединенные последовательно генератор стандартной частоты и распределитель импульсов, K ---элементов И, первые входы которых подключены к соответствующим выходам распределителя импульсов,дополнительно введены K -реверсивных счетчиков, K -элементов И основной и !(--дополнительных элементов ИЛИ,причем входы сложения дополнительных 15 реверсивных счетчиков соединены с выходами соответствующих элементов И, вторые входы которых подключены к входу сложения основного реверсивного счетчика, вход вычитания которого через основной элемент ИЛИ соединен с входами вычитания дополнительных реверсивных счетчиков и выходами соответствующих дополнительных элементов И, выходы дополнительных реверсивных счетчиков через соответствующие дополнительные элементы ИЛИ подключены к первым входагл дополнительных элементов И, вторые и третьи входы которых соединены соответственно с выходами распределителя импульсов и выходом генератора стандартной частоты.

На чертеже представлена блок-схема цифрового измерителя средней частоты.

Он содержит генератор стандартной частоты 1, распределитель импульсов

2, ocHGBHoA реверсивный счетчик 3 с числом разрядов и > m, где и и пг целые положительные числа, цифровой 40 индикатор 4, дополнительные реверсивные счетчики 5 с числом разрядов ггг, двухвходовые элементы И 6, трехвходовые дополнительные элементы И 7, дополнительные элементы ИЛИ Я, основной элемент ИЛИ 9.

Последовательность входных статистически распределенных импульсов М ,непрерывно регистрируется основныг1 счетчиком 3. Одновременно по мере поступления сигналов на входы элементов И б от распределителя импульсов

2 входные импульсы в равные интервалы времени т., задаваемые генератором стандартной частоты 1, регистрируются дополнительными счетчиками 5 последовательно от 1 до (к-1) включительно, где К -число дополнительных реверсивных счетчиков.

По истечении интервала времени

Т-(К -l)t импульс распределительного устройства поступит одновременно на входы элементов И 6, 7, связанных соответственно с последним и перэьм дополнительными счетчиками 5. Если в одном из разрядов первого счетчика

5 будет записана "1", то через первый элемент ИЛИ 8 на вход первого элемента H 7 поступит разрешение и импульсы генератора 1 появятся одновременно на входах вычитания счетчика 3 и первого счетчика 5.

Процесс вычитания закончится тогда, когда во всех разрядах счетчика

5 установятся нули, при этом из числа импульсов, сосчитанных счетчиков

3, в интервал времени Т будет вычтено число импульсов, сосчитанное первым счетчиком в начальный интервал времени to . В следующий интервал времени t3 первый счетчик 5 перейдет в режим суммирования, а второй — в режим вычитания и так далее. Процесс повторится после того, как в (к-1)-м счетчике 5 произойдет суммирование входных импульсов, а в у, -— м счетчике вычитание.

Таким образом, по истечении интервала времени Т происходит одновременное суммирование входных импульсов в счетчике 3 и последовательное вычитание числа импульсов, сосчитанных каждым счетчиком 5 в интервал времени t < <, предшествующий текущему интервалу времени йк. Так как в каждом цикле, определяемом интервалом времени Т, в суммировании входных импульсов принимают участие к -1 счетчиков, то последний реверсивный счетчик является буферным.

В настоящем цифровом измерителе средней частоты за счет совмещения операций суммирования и вычитания сокращается общее время измерений и повышается их точность. Показания измерителя соответствуют средней частоте следования входных импульсов в данный момент вреглени, так как из числа импульсов, сосчитанных в текущий момент времени t<, вычитается число их, сосчитанное в предыдущий интервал, т.е. измеритель средней частотй реагирует на приращения частоты входных импульсов, которые возникают в интервал времени t c< T.

Запаздывание выходных показаний измерителя средней частоты будет определяться не интервалом усреднения Т, а периодом квантования t, на который смещается интервал усреднения Т, оставаясь неизменным.

Это дает возможность уменьшить статистическую погрешность, так как выбор величины интервала усреднения не влияет на запаздывание выходных показаний измерителя.

При измерении меняющейся но времени средней части статистически распределенных во времени входных импульсов будут зафиксированы все кратковременные изменения частоты в интервале t без искажения истинного значения их.

765742

Формула изобретения

Составитель E. Мосояков

Редактор Е. Гончар Техред А. Ач Корректор О. Билак

Заказ 6501/42 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Цпфровой измеритель средней частоты, содержащий основной реверсивный счетчик, выход которого подключен к цифровому индикатору, соединенные последовательно генератор стандартной частоты и распределитель импульсов, К- элементов И, первые входы которых подключены к соответствующим выходам распределителя импульсов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него дополнительно введены к-реверсивных счетчиков, к -элементов И, основной и К -дополнительных элементов

ИЛИ, причем входы сложения дополнительных реверсивных счетчиков, соединены с выходами соответствующих элементов И, вторые входы которых подключены к входу сложения основного реверсивного счетчика, вход вычитания которого через основной элемент

ИЛИ соединен с входами вычитания дополнительных реверсивных счетчиков и выходами соответствующих дополнительных элементов И, выходы дополни5 тельных реверсивных счетчиков через соответствующие дополнительные элементы ИЛИ подключены к первым входам дополнительных элементов И, вторые и третьи входы которых соединены соответственно с выходами распределителя импульсов и выходом генератора стандартной частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 46S176, кл. G 01 R 23/00, 1974.

2. Матвеев В.B. Казанов Ю.И. Приборы для измерения ионизирующих излучений. M., Атомиэдат, 1972, 20 с. 641-643 °