Цифровой частотомер

 

О Il И С А Н И Е ()941906

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соеэ Соввтсиик

Социалистичвсиин

Рвсиублии (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 23. 09. 80 (2l) 2983507/18-21 с прнсоеаинеииеМ заявки М (23 ) П ри о рн тет

Опубликовано 07.07.82. Бюллетень 1те 25

Дата опубликования описания 10.07.82 (51)M. Кл.

601 1с 23/00

Ваударстеенный каинтет

СССР по делам нзебретеннй и открытий (53) УДК 621. 317.

° 7(088.8) Г

S.Ï. 6ордыков и О.А. Тулинов

Специальное проектно-конструкторское бюро редств автоматизации нефтедобычи и нефтехимии "НефтСхий1тромавтоматиквн. (72) Авторы изобретения (Vl) Заявитель (4 ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР

Изобретение относится к вычислительной и электро-измерительной технике и может быть использовано в системах обработки информации и управления °

Известно устройство для измерения частоты следования импульсов, содержащее блок формирования эталонного интервала времени, генератор тактовых импульсов, блок формирования дополнительного интервала времени, счетчик целой части измеряемой

„ частоты, счетчик дробной части измеряемой частоть $1 ).

Недостатком устройства является необходимость увеличения цикла измерения за счет формирования дополнительного временного интервала.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению, является цифровой частотомер, содержащий временной селектор, счетчик целой части измеряемой частоты, временной селектор, блок формирования временного интервала, счетчик импульсов, управляемый делитель частоты, счет" чик дробной части измеряемой частсты P2).

Недостатком устройства является низкое быстродействие и низкий диапазон измеряемых частот, так как оно позволяет измерять только низкие и инфранизкие частоты.

Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение диапазона измеряемых частот.

Поставленная цель достигается тем, что в частотомер, содержащий блок формирования временного интервала, счетчик целой части измеряемой частоты, счетчик дробной части измеряемой частоты, счетчик, счет" чик периода измеряемой частоты, управляемый делитель частоты, первый вход которого подключен к первому выходу счетчика периода измеряемой

3 "941906 ф частоты, а выход " к входу счетчика, ние, импульсов В, синхронизированны введены элемент И, блок вычйтания, тактовых импульсов (ТИ) на первый группа элементов И, элемент ИЛИ, вход счетчика 4 целой части измеблок управления, .первый,,второй ряемой частоты и на установочные и третий входы которого подключены входы счетчика 5 и управляемого к "первой, второй и третьей входным делителя 6 частоты. Одновременно шинам, а четвертый вход. - к первому по сигналу "Пуск" начинают постувыходу блока формирования времен- пать ТИ на вход блока 2 формироного интервала и к первому входу, вания временного интервала. При отэлемента И, первый выход блока управ- 1о сутствии импульсов F блок 2 формиления соединен с первым входом счет- рования временного интервала через чика целой Части частоты и устано- эталонный интервал времени выдает вочными входами счетчика дробной сигнал на блок 1 управления, заканчичасти частоты, управляемого делите" вая процесс измерения. Результат ля частоты и счетчика, второй выход 15 измерения будет нулевым. блока управления соединен с входом Первый импульс 1-у производит блока вычитания, третий выход - с новый запуск блока 2 формирования входом счетчика периода измеряе- временного интервала, синхронизируя мой частоты, а четвертый выход- тем самым начало измерения входным с входом блока формирования времен. 20 импульсом . ного интервала, разрядные выходы 8 течение первого периода счетчика периода измеряемой частоты происходит заполнение счетчика 9 подключены соответственно к первым периода измеряемой частоты ТИ, входам элементов И группы элементов поступающими с третьего выхода блоИ, вторые входы которых подключены zg ка 1 управления. к соответствующим разрядным выходам Далее. происходит операция десчетчика, а выходы элементов И- пения величины предполагаемого к соответствующим входам элемента промежутка между последним импульсом

ИЛИ, выход которого соединен с вы- измеряемой частоты и концом изчитающим входом блока вычитания, 30 мерительного интервала на величину выход которого соединен со вторым" периода измеряемой частоты входом управляемого делителя часто- записанной в счетчике 9. ты, выход которого подключен к вхо-. Тактовые импульсы со второго дам счетчика и счетчика дробной час- выхода блока 1 управления поступают ти измеряемой частоты, выход которо- на вход блока 8 вычитания обознаго соединен со вторым входом элемен- чено количество импульсов, постута И, выход которого подключен пивших на данный. вход, через Х . ко второму входу счетчика целой Каждый импульс на вычитающем части частоты, входе блока 8 вычитания (обозначим

На чертеже приведена структурная о их количество через X ), вызовет . схема частотомера. поглощение одного входного импульса, Частотомер содержит блок 1 управ- поэтому количество импульсов на выления, блок 2 формирования времен- ходе блока 8 равно ного интервала, элемент 3 И,, счет- х.р х„-X И) чик ч целой части измеряемой частоты,„ управляемый делитель о частоты счетчик 5 дробной части измеряемой производит деление входных импульсов частоты, управляемый делитель 6 на коэффициент Уо, задаваемый по частоты, счетчик 7, блок 8 вычитаего управляющему входу со счетчика 9. ния, счетчик 9 периода измеряемой

1О И

На входе счетчика 7 количество частоты, группа элементов О И зо импульсов равно и элемент 11 ИЛИ.

Частотомер работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики

4,5,7 и 9 блок 2, управляемый делитель 6 частоты обнулены.

По сигналу "Пуск" блок 1 управления дает разрешение на прохожде 4 ) 4, 1 4

4 8 и твида

Хф= " "1 jYo (2> где (1 °

Количество импульсов на выходах счетчика 7 соответственно равно

941906

15

Количество импульсов на входах влвмвнтв 11 ИЛИ равно

4< а4 ЧаХ 4

Чъ>Х4, — у — йа т.д. - где 0 („. 1 - значение разрядов выходного .кода.

На выходе элемента 11 ИЛИ количество импульсов равно

Ч<Х4 Ы 4 ЧьХ4

2. 4 8

+ +... в. и

-= 4 ЕЧ„1 ()

11

Решая совместно уравнение 1 2 ) и (3) получим о . 1:1

Импульсы Хл поступают на вход счетчика 5 дробной части измеряемой частоты..Появление каждого импульса

F!! говорит о -том, что предыдущий импульс 1! не был последний и поэтому производится обнуление счетчиков 5,4 и 7 и управляемого делителя частоты и процесс деления повторяется.

В случае, когда величина последнего промежутка окажется больше, чем значение периода F произойдет пе реполнение счетчика 5 дробной части измеряемой частоты F< которое дает разрешение на запись импульса конца измерительного интервала через элемент 3 И на второй вход счет- 35 чика 4 целой части измеряемой частоты.

Предлагаемое устройство позволяет измерять частоту входных импульсов, но обладает большим быстродействием, так как операция деления происходит внутри измерительного интервала. Диапазон измеряемых частот в данном устройстве значительно выше, так как оно позволяет 45 измерить не только низкие, но и средние и высокие частоты. Поэтому оно в большей степени отвечает требованиям, предъявляемым к аналогичным устройствам. 50

Использование предлагаемого устройства в системах сбора и об. работки информации позволит повысить скорость обработки информации, точность и достоверность. SS

Формула изобретения

Цифровой частотомер, содержащий блок формирования временного интервала, счетчик целой части измеряемой частоты, счетчик дробной части измеряемой частоты, счетчик, счетчик периода измеряемой частоты, управляемый делитель частоты, первый вход которого подключен к первому выходу счетчика периода измеряемой частоты, а выход — к входу счетчика, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и расширения диапазона измеряемых частот, в него введены элемент И, блок вычитания, группа элементов И ; элемент ИЛИ, блок управления, первый, второй, и третий входы ко" торого подключены к первой, второй и третьей входным шинам, а четвертый вход - к первому выходу блока формирования временного интервала и к первому входу элемента И, первый выход блока управления соединен с первым входом счетчика целой части частоты и установочными входа ми счетчика дробной части частоты, управляемого делителя частоты и счетчика, второй выход блока управления соединен с входом блока вычитания, третий выход - с входом счетчика периода измеряемой частоты, а четвертый выход, - с входом блока формирования временного интервала, при этом разрядные выходы счетчика периода измеряемой частоты подключены соответственно к первым входам элементов И группы элементов И, вторые входы которых подключены к соответствующим разрядным выходам счетчика, а выходы элементов Ик соответствующим входам элемента

ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом блока вычитания, выход которого соединен со вторым входом управляемого делителя частоты, выход которого подключен к входам счетчика и счетчика дробной час" ти измеряемой частоты, выход которого соединен со вторым входом элемента И, выход которого подключен ко второму входу счетчика целсй части частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 351173, кл, 501 R 23j10, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР и 427289„ кл. G 01 R 23/00. р!974.

941906

Составитель H. Каплин.Редактор Н. Рогулич Техред Т. Иаточка Корректор 8. Синицкая, аказ 0 ираж 7 7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 илиал ПП атент, г. Ужгород, ул. Проектная,