Цифровой частотомер-периодомер

 

1 ц 828105

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ воаз Сбветсиил

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.05.78 (21) 2620022/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) М. Кл.

G 01R 23/02

Государственный комитет

СССР (53) УДК 621.317 (088.8) по делам изобретений н открытий (54) ЦИФРОВОИ ЧАСТОТОМЕР-ПЕРИОДОМЕР

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения частотно-временных параметров электрических сигнало в.

Известен цифровой периодометр с автоматическим выбором пределов измерения, с здержащий генератор образцовой частоты, формирователь меток времении, счетчик результата, регистр пределов и устройство автоматического управления (1).

Недостатком известного периодомера является ограничение диапазона частот входных сигналов.

Известен цифровой частотомер-периодомер, содержащий счетчик результата и счетчик пределов, подключенные выходами к цифровому отсчетному устройству, а также первый и второй триггеры, первый и второй ключи и формирователь меток времени, один выход которого подключен к синхровходу второго триггера и входу второго ключа, а другой — к единичному входу первого триггера, синхровходом связанного с выходом счетчика результата, а инверсным — с D-входом второго трииггера, выход. которого соединен с управляющими входами обоих ключей, причем вход первого ключа подсоединен с счетному входу счетчика результата, а выход второго ключа — к входу счетчика пределов (2).

Предел измерения автоматически переключается до тех пор, пока в счетчике результата не будет зафиксировано число, составляющее 9% от его полной емкости.

Недостаток известного частотомера-периодомера — ограничение снизу диапазона измеряемых частот, поскольку при измерении периода отсутствует возможность изменять частоту квантования, а изменяется только количество усредняемых периодов, и ограничение диапазона изменений частоты во время измерений.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение диапазона входных частот.

Эта цель достигается тем, что в цифровой частотомер-пер иодо мер, содержащий счетчик результата и счетчик пределов, подключенные выходами к цифровому отсчетному устройству, а также первый и второй триггеры, первый и второй ключи и формирователь меток времени, один выход которого подключен к синхровходу второго триггера и входу второго ключа, а другой — к единичному входу первого триггера, синхровходом связанного с выходом счетчика результата, а инверсным выхо82810555

65 дом — с D-входом второго триггера, выход которого соединен с управляющими входами обоих ключей, введен управляемый делитель частоты, сигнальный вход которого соединен с выходом первого ключа, а выход — со счетным входом счетчика результата, выход переполнения которого связан со своим установочным входом, а также с импульсным управляющим входом управляемого делителя частоты и вычитающим входом счетчика пределов, суммирующим входом подключенным к выходу второго ключа.

Структурная схема предложенного цифрового частотомера-периодомера показана на чертеже.

Цифровой частотомер-периодомер содержит цифровое отсчетное устройство 1, счетчик 2 пределов, счетчик 3 результата, делитель 4 частоты в составе делителя 4-1 частоты, дополнительного счетчика 4-2 импульсов, дешифратора 4-3 и элемента

И вЂ” ИЛИ 4-4, ключи 5 и 6, триггеры 7 и 8, формирователь 9 меток времени, а также входные шины 10, 11.

При измерении частоты сигнал неизвестной частоты f подается на входную шину

10, а образцовой fo — на входную шину 11.

Каждый первый цикл измерения начинается с приходом сигнала R, который вырабатывается блоком управления (на чертеже условно не показан) для приведения в исходное состояние всех узлов прибора. Формирователь 9 меток:времени после окончания импульса сброса на одном своем выходе образует метки, расставленные во времени после опорной по закону 10 То, где и — номер метки, То в период образцовой частоты.

Опорная метка включает триггер 8, который открывает оба ключа 5 и 6. Вследствие этого импульсы с частотой следования f начинает поступать на вход делителя 4-1 управляемого делителя 4 частоты, а метки времени — на суммирующий вход счетчика 2 пределов. Поскольку дополнительный счетчик 4-2 находится в нулевом положении, с управляемого делителя 4частоты на вход счетчика 3 результата поступают импульсы с частотой следования f .

Первым импульсом, поступившим на старший значащий разряд счетчика 3, включается триггер 7, и ближайшая после этого момента времени метка с формирователя 9 переводит триггер 8 в нулевое состояние, прекращая процесс счета.

Если до окончания времени измерения счетчика 3 переполнится (что может произойти при увеличении входной частоты), импульс с его выхода запишет в старший значащий разряд «1», убавит на «1» число в счетчике 2 пределов и увеличит в 10 раз коэффициент деления входной частоты в управляемом делителе 4.

Последнее осуществляется следующим

Зо

50 образом. Импульсом переполнения счетчика 3 дополнительный счетчик 4-2 переводится из нулевого в первое положение. Счетчик 4-2 через дешифратор 4-3 управляет элементом И вЂ” ИЛИ 4-4 таким образом, что на его выход с делителя 4-1 проходят импульсы с частотой следования t/10. Вследствие этого после первого переполнения счетчик 3 будет заполняться частотой f„I10.

При повторном переполнении счетчика 3 все описанные процессы повторяются, и на его вход подается частота f /100.

После окончания процесса счета результат и номер предела индицируются цифро,вым отсчетным устройством 1. Если до момента формирования метки времени самого низкого предела на старший значащий разряд счетчика 3 не поступит ни одного импульса, измерение заканчивается на этом пределе благодаря включению триггера 7 сигналом с второго выхода формирователя 9.

При измерении периода исследуемый сигнал нужно подавать на шину 11, а образцовую частоту — на шину 10. Работа схемы происходит аналогично. Если длительность измеряемого периода значительна, .время счета будет равно одному периоду, а частота квантования будет изменяться по мере переполнения счетчика 3. При измерении периода высокой частоты будет изменяться количество усредняемых периодов неизвестного сигнала с помощью формирователя 9. При изменении входной частоты возможно сочетание обоих вариантов, которые реализуются без каких-либо вмешательств оператора.

Таким образом, введение в схему прибора управляемого делителя частоты 4 позволяет повысить надежность, поскольку исключаются возможные сбои из-за переполнения счетчика 3. Кроме того, прибор имеет широкий диапазон измерения периода за счет изменения квантующей частоты и количества усредняемых периодов. В данном приборе обеспечивается выбор оптимального предела измерения, т. е. предела, на котором результат будет содержать максимальное число значащих цифр.

Формула изобретения

Цифровой частотомер-периодомер, содержащий счетчик результата и счетчик пределов, выходы которых подключены к входам цифрового отсчетного устройства, а также первый и второй триггеры, первый и второй ключи и формирователь меток времени, один выход которого подключен к синхровходу второго триггера и входу второго ключа, а другой — к.единичному входу первого триггера, синхровход которого связан с выходом счетчика результата, а инверсный выход соединен с D-входом второго триггера, выход которого соединен с

828105

Составитель В. Новоселов

Редактор Б. Федотов

Корректор В. Нам

Техред И. Заболотнова

Заказ 746714 Изд. № 334 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 управляющими входами обоих ключей, отличающийся тем, что с целью повышения надежности и расширения диапазона входных частот, он снабжен управляемым делителем частоты, сигнальный вход которого соединен с выходом первого ключа, а выход соединен со счетным входом счетчика результата, выход переполнения которого связан со своим установочным входом, а также с импульсным управляющим входом управляемого делителя частоты и вычитающим входом счетчика пределов, суммирующий вход которого подключен к выходу второго ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Кирианаки Н. В. и Дубыкевич В. Б.

Методы и устройства цифрового измерения низких и инфранизких частот. «Вища шко ла», 1975, стр. 36, рис. 1 — 16.

2. Патент США № 3729677, кл. G 01 R

23/02, 1973 (прототип).