Цифровой частотомер

 

O Il И С А Н И Е (иоо,твоа

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 10.07.80 {21) 2954896/18-21 (5I)M. Кл.

Q 01 Р 23/00 с присоединением заявки М

Гееуааретнапвй квинтет

СССР йе ленни нзейретнннй и етнрьпий (23) A риоритет

Опубликовано 15.03.83. Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 15.03.83 (53) УД К621.317..7 (088.8) Ъ. Х

Московский ордена Ленина н ордена Октябрьской Ревойслтии-....,. энергетический институт (? I ) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР

Изобретение относится к автоматике и информационно- измерительной технике и предназначается для автоматического измерения частоты с выдачей результатов измерения в цифровом коде, пригодном для ввода в электронную пифро5 .,вую вычислительную машину.

Известен цифровой частотомер, содержаший генератор эталонной частоты, счетчик импульсов эталонной частотьг, формирователь импульсов измеряемой частотй, а также различные вспомогательные схемы (1 ) .

Недостатком известного частотомера является его низкое быстродействие. 15

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее генератор эталонной частоты, первый и второй делители частоты, управляемые от разрядного регистра, после- 2î довательно соединенные первый и второй блоки задержки, счетчик импульсов и умеряемой частоты, линейку вентилей, закольцованный сдвиговый регистр, по

2 следовательно соединенные блок анти совпадений, блок задержки и элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, пер вому входу схемы антисовпадений и суммирующему входу реверсивного счетчика, вычитаюшнй вход которого соединен с выходом цифрового интегратора, вход -koroporo соединен с выходом второго делителя частоты. Постедовательно соединенные блоки- антисо впадений, блок задержки и элемент ИЛИ, служат для исключения потери импуль са измеряемой частоты при установке счетчика измеряемой частот ы в ноль и представляют собой одну из возможных реализаций блока исключения поте ,ри импульсов измеряемой частоты (.2,) .

Недостатки известного устройствабольшой объем оборудования при бопьшой частоте снятия результата и высокой точности йзмерения частоты, а также небольшой диапазон измеряемых час

0.4005 4

3 10 тот при заданной точности и частоте снятия результата.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой частотомер, содержащий формирователь импульсов, реверсивный

i. летчик, счетчик импульсов измеряемой частоты, регистр, преобразователь код-частота, первый и второй делители частоты, разрядный регистр, генератор эталонной частоты, выход которого подключен к первым входам первого

N второго делителей частоты, вторые входы которых подключены соответст-. венно к первому и второму выходам разрядного per èñòðà, выход второго делителя частоты соедИнен с первым входом преобразователя код- частота, второй вход которого подключен к выходу регис1-,ра, вход формирователя импульсов цодключеи к входной шине устройства, а выход формирователя имнульсов, - к суммирующему входу реверсивного счетчика, введены блок исключения потери импульса, запоминающее устройство, блок управления, триггер, элемент И, счетчик адреса запоминающего устройства (ЗУ), первый вход которого соединен с входом блока управлении и с выходом первого делите я частоты, установочные входы счетчика адреса запоминающего yes ройства соединены с первым входом триггера, с установочными входами реверсивного счетчика и с шиной установки начального состояния устройства, первый выход счетчика адреса зало мннающего устройства подключен к второму входу триггера, а-второй выход счетчика адреса запоминающего устройства подключен к первому вхо ду запоминающего устройства, второй вход которго соединен с первым выходом блока управления, третий вход запоминающего устройства соединен с выходом счетчика импульсов измеряемой частоты, а выход запоминающего устройства соединен с первым входом регистра, второй вход которого подключен к второму выходу блока управления, третий выход которого соединен с первым входом счетчика импульсов изме» ряемой частоты, а четвертый выход блока .управления соединен с первым входом блока исключения потери импульса, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов,а выход блока исключения потери импульса соединен с вторым входом счетчика импульсов теля код-частота подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, а выход элемента И соединен с вычитающим вхо» дом реверсивного счетчика, причем второй вход счетчика адреса запоминающего устройства подключен к шине установки коэффициента пересчета уст» ройства.

На фнг. 1 изображена блок- схема цифрового частотомера; на фиг. 2 - диаг» рамма, поясняющая принцип действия. устройства.

Цифровой частотомер содержит первый и второй делители 1 и 2 частоты, разрядный регистр 3, формирователь 4 им! пульсов, блок 5 исключения потери нмпульса измеряемой частоты, счетчик 6

3Е импульсов измеряемой частоты, запоминающее.устройство 7, блок 8 управле»ния, счетчик 9 адреса запоминающего устройства, регистр 10, элемент ll И, преобразователи 1 2 код - частота, 23 реверсивный счетчик 13, генератор 14 эталонной частоты и триггер 15.

- Устройство работает следующим . образом.

Принцип действия частотомера поясК

30 няется фиг. 2; на которой через То обозначен образцовый интервал времени Тр при к- ом измерении частоты Юх, через Т - последовательность следуюк щих друг за другом равных интервалов

3$ времени, причем тТх=.тогде III - число 11 - разрядных чисел, записанных . в запоминающем устройстве 7. На фнг. 2 N = Э, Й - сумма импульсов частоты К на интервале времени Т О, т.е., K

Ю

IIpH K OM ESMep9RHE Чтобы IIQJI Tb первый результат измерения, необходимо Iroäñ÷èòàòü сумму ийпульсов частоы х на интервале времени То т.е.

Я.1 ° Зля того, чтобы получить результат второго измеренйя, нужно иэ суммь

4S импульсов И„вычесть число импульсов пришедших за интервал времени Т, н

1 прибавить число импульсов частоты fx . пришедших за интервал времени Т II .

Для получения К+ 1 -ro измерения

50 нужно нз суммы импульсов Я вычесть число мипульсов, пришедших эа интервал времени Т и прибавить

К

К+ m число импульсов, прйшедших на Тх, < интервале, т.е на интервале времени Т который следует после интервала Т х через время То.

Перед, началом работы частотомера триггер 16, счетчики 6 и 9 и ревер905 4

5 1004 сивный счетчик 13 устанавливаются в ноль, В разрядный регистр 3 записы вается число, определяющее длительность интервала времейи Т<, также при необcI ходимости устанавливается нужный коэффициент пересчета счетчика адреса 9.

Во время работы устройства счетчик

6 считает сумму импульсов частоты

Я„на каждом интервале Т<, а в моменты окончания этих интервалов по сигналу с выхода первого делителя 1 частоты содержимое счетчика 6 переписывается в запоминающее устройство 7, причем блок B. управления сначала выдает сигнал на считывание информа- 15 ции из ячеек запоминающего устройся° ва 7 в регистр 10, а затем на запись информации из счетчика 6 в эти же ячейки. Блок 5 исключения потери импульса измеряемой частоты управляет щ ся от блока 8 управления и служит для исключения потери импульса измеряемой частоты на входе счетчика 6 при его совпадении с импульсом сброса счет чика 6 в ноль, а также для синхро- 2s низации подсчета импульсов счетчиком 6 с записью информации в запоминаюtutee устройство 7. где p4 — число, записанное в реверсивном счетчике 13;

Яо- число, записанное в разрядном регистре 3; С » период следования импульсов генератора 14.

При необходимости изменять коэффициент пересчета счетчика адреса, уста новочные входы счетчика 9 адреса подкшочается к первой дополнительной входной шине установки начального . состояния устройства.

Запоминающее устройство при необходимости имен».большую частоту снятия результата и Высокую точность измере ння частоты, запоминает большой объем информации, поступающей со счетчика измеряемой частоты, что приводит к тому, что основная часть оборудования приходится на сдвиговой регистр. Поокольку степень интеграции запоминающих устройств гораздо выше степени интеграции микросхем, на которых стро ятся сдвиговые регистры, применение запоминающего устройства дает существенное уменьшение обьема оборудования, треббуемого для построения предлагаемого цифрового частотомера с помощью

Когда запоминающее устройство 7 .полностью заполнится, вместо суммы

1 импульсов на интервале Т,< записываеч т+1 ся сумма импульсов на интервале Т

К вместо суммы импульсов на Т записывается сумма импульсов наТ и т.д.

Х

Сигнал переполнения счетчика 9 адреса, ЗЗ свидетельствующий о заполнении запоминающего устройства 7 нужной информа цией, устанавливает-триггер 15 в единицу, что разрешает прохождение через элемент 11 И последовательности им- Ю пульсов с преобразователя 12 на реверсивный счетчик 13. Преобразователь 12 преобразует подаваемый на него код в последовательность равномерно расставленных на интервале времени Тх импуль-4З сов, расноложение которых при небольших интервалах времени или медленно меняющейся частоте fg подобно расположению импульсов измеряемой частоты на cour

- ° ветствующем интервале времени. Поэ- д тому с реверсивного счетчйка 13 можно снимать результат не только через моменты времени Тк, но и непрерывно. В обоих режимах измеряемая частота будет пропорциональна числу, записанному в реверсивном счетчике 13, т.е

Й М х=Т м -„ изменения коэффициента пересчета счет чика адреса можно менять щ, т.е. число запоминаемых чисел. Это дает возможность измерить частоты в широком диапазоне при сохранении точнооти и частоты снятия результата.

Формула изобретения

Цифровой частотомер, содержаший формирователь импульсов, реверсивный счетчик, счетчик импульсов, измеряемой частоты, регистр, преобразователь код- частота, первый и второй делители частоты, разрядный регистр, генера тор эталонной частоты, выход которого подкцючен к первым входам первого и второго делителей частоты, вторые входы которых подключены соответсь» венно к первому и второму выходам, разрядного регистра, выход второго делителя частоты соединен с первым входом преобразователя код-частота, второй вход которого подключен к выходу регистра, вход формирователи импульсов подключен к входной шине устройства, а выход формирователя импульсов - к суммирующему входу реверсивного счетчика, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше7 100 .ния надежности, в него введены блок исключения потери импульса, запоминаю щее устройство, блок управления, трит . rep, элемент И, счетчйк адреса заноминающего устройства, первый вход которо го соединен с входом блока управлення и с выходом первого делителя частоты, установочные входы счетчика адреса запоминающего, устройства соединены, с первыми входом триггера, с установочнымн входами реверсивного счетчика и с шиной установки начального состояния устройства, первый выход счетчнка адреса запоминающего . устройства подключен к второму входу триггера, а второй выход счетчика адреса запоминающего устройства подключеУ к первому входу запоминающего устройства, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, третий вход запоминающего . устройства соединен с выходом счеч чика импульсов измеряемой частоты, а выход запоминающего устройства . соединен с первым входом регистра, второй вход которого подключен к второму выходу блока управления, третий

4S0S 8 выход которого соединен с первым . входом счетчика импульсов измеряемой частоты, а четвертый выход блока управления соединен с первым входом

s блока исключения потери нмпульса, вто- рой вход которого соединен с выходом формнрователя импульсов, а выход бло»ка исключения потери импульса соединен

„с вторым входом счетчика импульсов

11 измеряемой частоты, выход преобразо» вателя код-частота подключен к перво му входу элемента И, второй вход которого соединен с.выходом триггера, а выход элемента И соедннен с вычитающим

1 входом реверсивного счетчика.

2. Частотомер но п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что второй вход счетчика адреса запоминающего устрой ства подключен к шине установки коэф20 фипиента пересчета устройства.

Источникн информации, принятые во вниманые при экспертизе

1. Ермолов P. С цифровые частотомеоы, Л., Энергия, 1973 с. 8.

И 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ж 2819291/18-21, кл. С, 01 Я 23/00,4.03.80

Составитель H. Каплин

Редактор l.l. Воловик Техред Е.баритончик Корректор И. Шулла

Заказ 1876/57 Тираж 708 Подписное

ВНИИ ПИ Государствеыного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушскаы наб, д. 4/5

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