Частотомер

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Соцмалнстическнн

Реслублнк

< 894591 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 04.01,80 (21) 2864075/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30. 12.81 Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 30.12.81 (51)М. Кл.

601 и 23/10 Ьеударстинный квинтет

СССР ао делан нзобретеннй н открытий (5З) а/ДК 621.317, (088. 8) (72) Автор нзобретення

В. М. Калита (7! ) Заявнтель

ЧАСТОТОМЕР

Изобретение относится к электроизме-" рительной технике и может -быть использовано в автоматизированных системах контроля и управления для измерения величин преобразованных в длительность или частоту следования электрических сигналов.

Известны частотомеры, содержа щие сдвиговый регистр на последовательно со. единенных ячейках с двумя устойчивыми состояниями, индикатор, блок стабилиза1О ции масштаба преобразования частоты на базе конденсаторного преобразователя частоты, генератор тактовых импульсов, цифроаналоговый преобразователь (1)

Схема известных частотомеров достаток но сложна, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является частотомер, содержащий сдвиговый регистр совмещен —, f

20 ный с индикатором отсчета, на последовательнр соединенных оптронных ячейках с двумя устойчивыми состояниями, одна из шин питания ячеек которого соединена с выходом электронного ключа, а выход с последней ячейки связан с управляющим входом блока выбора масштаба преобразо-, вания частоты измеряемого сигнала. Выход блока выбора масштаба преобразования частоты связан с управляющим входом укаэанного ключа (21.

Недостатком известного частотомера является необходимость в обеспечении коммутации посредством электронного ключа мощных сигналов, что затрудняет реализацию ключа в микроэлементом исполнении и ограничивает его совместимость е остальными компонентами схемы по конструктивно-технологическим и элект- рическим параметрам, а также ограничивает быстродействие ключа и диапазон измеряемых частиц.

1(ель изобретения - расширение диапазона измерения частотомера в сторону верхних частот, а также обеспечение условий для повышения степени интеграции при его изготовлении методами и средствами микроэлектроники.

894591

Частотомер содержит сдвиговый регистр 1, содержащий светодиод 2=0 и и ячеек с двумя устойчивыми состояниями на основе оптронных пар типа светодиодфоторезистор 2=1 — 3=1, 2=2 — 3=2,..., 2= Й вЂ” 3= Й, общую шину 4 питания . ячеек и отсчетное устройство 5, блок 6 выбора масштаба преобразования частоты измеряемого сигнала, ключ 7, триггер 8, второй Т-триггер 9, управляемый генератор 10 тактовых импульсов, входную клемму 11.

Устройство работает следующим образомм.

Входной сигнал частоты подается через входную клемму 11 на вход блока 6 выбора масштаба преобразования частоты, выполненного на базе триггерного декадного делителя частоты, например, с коэффициентами деления К=1, 10, 100. В исходном положении величина

Поставленная цель достигается тем, что в частотомер, содержащий сдвиговый регистр с индикатором отсчета на оптронных ячейках с двумя устойчивыми состояниями, одна из шин питания ячеек 5 которого соединена с выходом электронного ключа, а выход с последней ячейки связан с управляющим входом блока выбора масштаба преобразования частоты измеряемого сигнала, выход которого свя10 зан с управляющим входом указанного ключа, введены первый и второй триггеры, управляемый генератор тактовых импульсов, при этом вход возбуждения генератора тактовых импульсов связан с выходом блока выбора масштаба преобразования частоты и с нулевыми входами первого .и второго триггеров, выход первого триггера связан с нулевой ячейкой сдвигового регистра, а единичный вход 20 первого триггера связан с выходом генератора тактовых импульсов и со счетным входом второго триггера, к нулевому выходу которого подключены все четные ячейки сдвигового регистра, а к единичному вы- 25 ходу подключены все нечетные ячейки сдвигового регистра.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого частотомера, на фиг, 2 — временные диаграммы, его работы (в — форма сигнала на выходе блока 6, б — последовательность импульсов с выхода генератора 10; в, г — очередность возбуждения выходов триггера 9, д, ж, з, и — изменение светового потока Фо, Ф1, Ф ... Ф1, излучаемого светодиодами 2=0,..., 2= Й соответственно) .,коэффициента деления К блока 6 автоматически устанавливается равной максимальной, в частности 100, В этом положении на выходе блока 6 начинает действовать прямоугольный импульс напряжения длительностью 100 T)<, где Т вЂ” период следования исследуемого сигнала (фиг. 2а), По переднему фронту указанного импульса производятся установка в исходное состояние через установочный вход

Щ триггера 9, при котором снимается возбуждение с нечетных ячеек регистра

1 и возбуждаются четные ячейки, установка в исходное состояние через установочный вход Д, триггера 8, при котором возбуждается его выход, связанный со светодиодом 2=0. При этом светодиод 2=0 начинает излучать световой по ток ФО и засветкой фоторезистора 3-1 производит подготовку к включению первой оптронной ячейки 2=1 — 3 1.

Кроме того, на время действия .указанного импульса длительностью 1000 Ту производится отпирание ключа 7 и подключение обшей шины 4 питания оптронов 2=1 — 3=1, ..., 2= Й - 3= М к корпусу частотомера, возбуждение генератора

10, при котором на его выходе начина ет действовать периодическая последовательность коротких импульсов с периодом следования С0 (фиг. 2 б). Момент появления этой последовательности импульсов синхронизирован с начало.4 появления импульса длительностью 100 Ту.

Под воздействием первого импульса с выхода генератора 10, поступающего одновременно на вход <; триггера 8 и счетный вход Т триггера 9, производится переключение триггера 8, при котором снимается возбуждение с его выхода, связанного со светодиодом 2=0, и светодиод 2=0 гаснет (в дальнейшем состояния триггера

8 и светодиода 2=0 не меняются до момента окончания импульса длительностью

100 Т (с выхода блока 6); переключение триггера 9, при этом светодиод 2=1 начинает излучать световой поток Ф . За счет положительчой обратной оптической связи между светодиодом 2=1 и включенным последовательно с ним фоторезистором 3=1 это состояние сохраняется в течение всего интервала времени Ч до м15о мента поступления на счетный вход Т триггера 9 следующего импульса с выхода генератора 10.

Под воздействием второго импульса и всех последующих импульсов с выхода генератора 10 производится переклюS94591 чение только триггера 9. При этом производится последовательное включение в течение времени светодиодов 2=2, 2=3 и т. д. Этот процесс заканчивается по окончании:.импульса длительностью 100 Ту 5 с выхода блока 3 и после запирания ключа 7. C появлением следующего импульса указанной длительности с выхода блока 6 описанный выше процесс циклически повторяется. е

Значение измеряемой частоты „или периода Твходного сигнала определяеч ся количеством включенных светодиодов

2=1 — 2= М .

Если длительность импульса 100 Т с выхода блока 6 такова, что за воемя . его действия происходит переключение всех Я оптронных ячеек, то при этом с выхода последней оптронной ячейки 2= М вЂ” 3= N на управляющий вход блока 6 20 поступает импульс, который обеспечивает автоматический переход на следующий поддиапазон, при работе на котором на-выходе указанного блока действуют импульсы длительностью 10 Т ;Выбор последую25 щего поддиапазона производится аналогично.

В конструкции предлагаемого частотомера в качестве генератора тактовых импульсов могут быть использованы более сложные схемы вычитания или/и сложения частот, что позволяет производить измерение отклонения частоты g oò заданной либо производить автоматическую коррекцию результатов измерения, либо произв 55 дить линеариэацию шкапы измерения параметров, связанных нелинейной функцис нальной зависимостью со значением чаототы или периода Т измеряемого сигнала. ео

По сравнению с известным устройством в предлагаемом частотомере обеопечивается подключение в любой момент в течение измерительного интервала КТ не более одной оптронной ячейки, что позволяет снизить уровень мощности сигнала, коммутируемого ключом, и повысить его быстродействие. Это расширяет диапазон измерения частотомера в сторону верхних частот без увеличения количества поддиапазонов измерения.

Формула изобретен ия

Частотомер, содержащий сдвиговый регистр с индикатором отсчета на оптронных ячейках с двумя устойчивыми состояниями, одна из шин питания ячеек которого соединена с выходом электронного ключа, а выход с последней ячейкисвязан с управляющим входом блока выбора масштаба преобразования частоты измеряемого сигнала, выход которого связан с управляющим входом указанного ключа, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в него введены первый и второй триггеры, . управляемый генератор тактовых импульсов, при этом вход возбуждения генератора тактовых импульсов соединен с выходоМ блока выбора масштаба преобразования частоты и с нулевыми входами первого и второго триггеров, выход первого триггера связан с нулевой ячейкой сдвигового регистра, а единичный вход первого триггера связан с выходом генератора тактовых импульсов и со счетным входом второго триггера, к нулевому выходу которого подключены все четные ячейки сдвигового регистра, а к единичному выходу второго триггера подключены все нечетные ячейки сдвигового регистра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

No. 374549, кл 501 К 23/10, 2. Авторское свидетельство СССР

No. 705366, кл. 601 R 23/10, 1979.