Частотно-цифровое измерительное устройство

 

408456

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социал истицеских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 06.Х.1971 (¹ 1703519/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 10.Xll.1973. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 23.IV.1974

М, Кл. Н 03k 13/02

С Olr 23/02

Гасударственный камитет

СоВВТ1 Министрав СССР па делам изабретений и аткрытий

УДК 681.325:621.317..?61(088.8) Авторы изобретения

Заявители

В. С. Гутников, А. И. Недашковский, В. С. Палкин и Ю. В. Блинов

Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина и Омский завод «Электроточприбор»

ЧАСТОТНО-ЦИФРОВОЕ

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматике и электроизмерительной технике и может использоваться при измерении электрических и неэлектрических величин, принимающих как положительные, так и отрицательные значения.

Известно частотно-цифровое измерительное устройство, содержащее частотный датчик, выход которого подключен к первому входу схемы «И», другим входом связанной с выходом блока управления, другие выходы блока управления связаны с управляющими входами счетчика и регистра, триггер знака и блок переписи на схемах «И», «ИЛИ».

Однако, если кроме индикации результатов измерения на цифровом табло необходима регистрация их при помощи цифропечатающей машины, то цифропечать отрицательного значения измеряемой величины производится в обратном коде. Кроме того, устройство обладает малым быстродействием, так как в течение времени измерения индикация информации на цифровом табло отсутствует, что проявляется в большей степени при увеличении измерительного интервала.

Отсутствие информации на табло нежелательно особенно для щитовых приборов, так как вносит неудобства считывания информации с нескольких приборов одновременно.

Целью изобретения является увеличение быстродействия и расширение функциональных возможностей устройства.

Для этого в блоке перезаписи инверсный

5 выход первого разряда счетчика через схему

«И», другим входом:подключенную к инверсному выходу триггера знака, связан со входом схемы «ИЛИ», другой вход которой соединен с выходом второй схемы «И», связанной с

10 прямыми выходами первого разряда счетчика и триггера знака, а выход — со входом первого разряда регистра, вход второго разряда регистра соединен с прямым выходом второго разряда счетчика, третий вход регистра через

15 схему «ИЛИ» связан с выхода ми трех схем

«И», входы первой и третьей из которых связаны с .прямым выходом третьего разряда счетчика, а их другие входы — с инверсным выходом второго разряда счетчика и прямым

20 выходом триггера знака соответственно, входы второй схемы «И» связаны с инверсными выходами третьего разряда счетчика и триггера знака и прямым выходом второго разряда счетчика, а вход четвертого разряда реги25 стра через схему «ИЛИ» связан со входами двух схем «И», входы первой из которых соединены с инверсными выходами второго и чет вертого разрядов счетчика и триггера знака и с .прямым выходом второго разряда счетчика, 30 выходы второй схемы «И» подключены к пря408456

10 мым выходам четвертого разряда счетчика и триггера знака.

Изобретение пояснено чертежами.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — функциональная схема цепей ineрезаписи для одного двоично-десятичного разряда.

Устройство содержит частотный датчик 1, выход которого через схему «И» 2, другим входом связанную с выходом блока управления 3, соединен со входом счетчика 4, выходы счетчика 4 через блок перезаписи 5 связаны со входами регистра 6. Выход счетчика связан со входом триггера знака 7, выходы которого подключены ко входам блока перезаписи. Выходы блока управления 3 подключены ко входам счетчика 4, регистра 6 и триггера знака 7, Блок перезаписи 5 содержит (см. фиг. 2) схемы «ИЛИ» 8, 9, 10, входы которых связаны с выходами схем «И» 11, 12, 13, 14, 15 и

16, 17 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

В начале каждого измерения блок управления 3 формирует импульс, осуществляющий начальную установку счетчика 4 и триггера знака 7. Счетчик импульсов 4 устанавливается в состояние, соответствующее дополнительному коду числового эквивалента начальной частоты датчика 1, а триггер знака 7 — в состояние, соответствующее отрицательному значению измеряемой величины.

Импульсы с выхода частотного датчика 1 в течение определенного времени измерения подаются на вход счетчика 4 через схему «И»

2, связанную с блоком управления 3. Если измеряемая величина положительна, а следовательно, входная частота превышает начальную частоту датчика 1, то в процессе измерения произойдет переполнение счетчика 4, который импульсом переполнения опрокидывает триггер знака 7 в состояние, соответствующее положительному значению измеряемой величины. В этом случае на.шины блока перезаписи 5 с выходов триггера знака 7 подается такая совокупность потенциалов, при которой состояние декад счетчика 4 переписывается в регистр;памяти в прямом коде. Перезапись осуществляется подачей импульса перезаписи с одного из выходов блока управления 3 на управляющий вход регистра 6.

В случае, если измеряемая величина отрицательна — входная частота меньше начальной частоты датчика 1, а поэтому переполнения счетчика 4 не происходит. Триггер знака 7 остается в состоянии, соответствующем отрицательному значению измеряемой величины.

Информация в счетчике 4 в этом случае соответствует измеряемой величине, выраженной в дополнительном коде. Перевод дополнительного кода числа в прямой код, выраженный в комбинациях принятого двоично-десятичного кода 8 — 4 — 2 — 1, осуществляется при помощи блока перезаписи.

Обозначив символом и состояние триггера знака (т=1, если измеряемая величина положительна, и т=О, если она отрицательна), можно найти формулы перехода от кода любого двоичного разряда декады к коду соответствующего разряда регистра памяти. Формулы эти имеют следующий вид: а =a m+a b.ñ т, b =b с.+b с.m+b m, с =с, d> — d m+d .т.

На фиг. 2 приведена функциональная схема цепей перезаписи для одного десятичного разряда, обеспечивающих в соответствии с приведенными формулами либо перезапись прямого значения кода, если измеряемая величина положительна, либо перевод дополнительного кода в прямой, если измеряемая величина отрицательна.

Состояние триггеров 4-1, 4-2, 4-3 и 4-4 декады счетчика 4 переписывается при помощи блока перезаписи 5 в триггеры 6-1, 6-2, 6-3, 6-4 регистра 6 или в прямом или в обратном (дополняющем до девяти) коде в зависимости от состояния триггера знака 7. Перезапись производится подачей импульса перезаписи с выхода блока управления 3 на соответствующие входы триггеров регистра 6.

В случае измерения отрицательного значения исследуемой величины результат измерения отличается от действительного значения на единицу, так как при этом число в счетчике оказывается записанным в дополнительном коде, а перезапись этого числа в регистр .памяти производится в обратном (дополняющем до девяти) коде.

Эту погрешность можно уменьшить в два раза соответствующей настройкой частотного датчика. Кроме того, ее можно полностью устранить, если начальную установку счетчика импульсов производить не в дополнительный, а в обратный код числового эквивалента начальной частоты датчика 1. При этом, если измеряемая величина положительна, на вход счетчика по окончании измерения следует добавить один импульс.

Блок перезаписи выполнен следующим образом. Цепь, перезаписи состояния первого (младшего) триггера 4-1 представляет собой схему равнозначности, состоящую из двух схем «И» 11 и 12 одной схемы «ИЛИ» 8. Одни из входов схем И» 11, 12 соединены с инверсным и прямым выходами первого триггера 4-1 декады счетчика 4. Вторые входы схемы «И»

11 и 12 соединены с инверсным и прямым выходом триггера знака 7. Выход схемы «ИЛИ»

8 соединен со входом триггера регистра 6-1.

Для перезаписи состояния второго триггера

4-2 счетчика 4 его прямой выход соединен со входом триггера 6-2 регистра.

Цепь перезаписи состояния третьего триггера 4-3 счетчика 4 выполнена из трех схем «И»

408456

13 — 15 и одной схемы «ИЛИ» 9, выход которой соединен со входом триггера 6-3 регистра 6. Один вход схемы «И» 13 соединен с инверсным выходом триггера 4-2. Второй вход схемы «И» 13 соединен с первым входом схемы «И» 15 и прямым выходом триггера 4-3.

Первый вход схемы «И» 14 соединен с прямым выходом триггера 4-2, второй — с инверсным выходом триггера 4-3, а третий — с инверсным выходом триггера знака 7. Прямой выход триггера знака 7 подсоединен ко второму входу схемы «И» 15.

Состояние триггера 4-4 счетчика 4 .переписывается в триггер 6-4 регистра 6 при помощи цепи перезаписи, состоящей из двух схем

«И» 16 и 17 и схемы «ИЛИ» 10, выход которой соединен со входом триггера 6-4. Три входа схемы «И» 16 соединены с инверсными выходами триггеров 4-2, 4-3, 4-4, четвертый — с инверсным выходом триггера знака 7. Один из входов схемы «И» 17 соединен с прямым выходом триггера 4-4, а. второй — с прямьгм выходом триггера знака 7.

Предмет изобретения

Частотно-цифровое измерительное устройство, содержащее частотный датчик, выход которого подключен к первому входу схемы «И», другим входом связанной с выходом блока управления, а выходом — с входом счетчика, причем другие выходы блока управления связаны с управляющими входами счетчика, 5

30 регистра и триггера знака, блок перезаписи на схемах «И», «ИЛИ», отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и расширения функциональных возможностей устройства, в блоке перезаписи инверсный выход первого разряда счетчика через схему

«И», другим входом подключенную к инверсному выходу триггера знака, связан со входом схемы «ИЛИ», другой вход которой соединен с выходом второй схемы «И», связанной с прямыми выходами первого разряда счетчика и триггера знака, а выход — со входом первого разряда регистра,,вход второго разряда регистра соединен с прямым выходом второго разряда счетчика, третий вход регистра через схему ИЛИ» связан с выходами трех схем «И», входы первой и третьей пз которых связаны с прямым выходом третьего разряда счетчика, а их другие входы — с инверсным выходом второго разряда счетчика и прямым выходом триггера знака соответственно, входы второй схемы «И» связаны с инверсными выходами третьего разряда счетчика и триггера знака и .прямым выходом второго разряда счетчика, а вход четвертого разряда регистра через схему «ИЛИ» связан со входами двух схем «И», входы первой из которых соединены с инверсными выходами второго и четвертого разрядов счетчика и триггера знака и с прямым, выходом второго разряда счетчика, входы второй схемы «И» подключены к прямым выходам четвертого разряда счетчика и триггера знака.

408456

c„

Составитель В. Белкин

Корректор Т. Хворова

Техред Т. Ус,ова

Редактор A. Зиньковский

Заказ 865717 Изд. № 279 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2