Цифровой низкочастотный частотомер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсннх

Сецнапнстнчесина

Распубнни

««636553 (6t) Дополнительное к авт. свид-ву (22} Заявлено 240275 (21) 2107922/18-21 с присоединением заявки И(23) Приоритет— (43) Опубликовано 051278.Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания 101278 (51) М. Кл. 01 23!10

Государственный комитет

Совет а Мин ис тров С С С Р оо делам изобретений и открытий (5Ç) УДК 621, 317.

1761(088.8) (72) Автори изобретения

Н.И,Грибок, С.С.Обозовский и P.-A.Â.oáóõàíè÷ (54) ЦИФРОВОЙ НИЗКОЧАСТОТНЫЙ ЧАСТОТОМЕР

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при создании низкочастотных частотомеров.

Известны цифровые приборы для измерения низкой частоты, использующие принцип измерения периода низкой частоты, по обратной величине которого вычисляют значение исследуемой частоты, содержание генератор опорной частоты, блок измерения периода входной частоты, блок сравнения, счетчик 1

Однако это устройство очень сложно и имеет низкое быстродействие.

Известно устройство, которое со- держит измеритель периода неизвестной частоты, управляемый генератор образцовой частоты, счетчики, блок сравнения 2

Однако известное устройство обладает недостаточным быстродействием при преобразовании кода периода входной частоты в значение частоты.

Цель предлагаемого изобретенияповышение быстродействия устройства за счет снижения времени преобразования периода частоты в значение частоты.

Она достигается тем, что в цифровой низкочастотный частотомер, содержаший генератор образцовой частоты, первый вход которого соединен с первым входом блока измерения периода входной частоты, а выход генератора образцовой частоты, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, а входы блока сравнения подклю10 чены соответственно к выходам блока измерения периода входной частоты и счетчика импульсов образцовой частоты, счетчик результата дополнительно введены последовательно соединенные

1о делитель частоты, счетчик остатка„ первый вентиль, счетчик порядка, а также второй вентиль, триггер, распределитель импульсов и блок перезаписи, вход которого подключен к выходу счетчика остатка, выход которого подключен ко второму входу генератора опорной частоты, к второму входу блока перезаписи и первому входу второго вентиля, причем вторые входы первого и второго вентилей соединены с противофаэными выходами триггера, выход второго вентиля соединен с первым входом распределителя импульсов, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения и входу установки в

636553

Цифровой низкочастотный частотомер работает следующим образом. 60

В исходном состоянии триггер 5 измеритель 1 периода, приемный счетчик 4, счетчик 2 результата сброшены в состояние нуля, Счетчик 11 остатка установлен в состояние 2 — 2, где единицу триггера, информационные выходы paoïðeäåëèòåëÿ импульсов подключены ко входам счетчика результата соответственно, а третий выход распределителя импульсов соединен с третьим входом генератора частоты, при этом вход делителя частоты подключен к выходу генератора опорной частоты.

На чертеже дана блок-схема цифрового низкочастотного частотомера.

Он состоит из измерителя 1 периода, счетчика 2 результата, блока 3 1О сравнения кодов, приемного счетчика 4, триггера 5 управления, распределителя б, блока 7 перезаписи, блока 8 совпадения, генератора 9 образцовой частоты, делителя 10 на девять, 15 счетчика 11 остатка, блока 12 совпадения и счетчика 13 порядка.

К измерителю 1 периода подключены вход Запуск устройства и вход поДачи неизвестной частоты j Х. ВыхоД 20 измерителя 1 периода подключен к первому входу управления генератора 9 образцовой частоты, выход которого связан со входом приемного счетчика 4 и через делитель 10 на девять с входом счетчика 11 остатка.

Информационные выходы измерителя 1 периода связаны с входами блока 3 сравнения кодов, друг4е входы которого подключены к информационным выходам приемного счетчика 4, вход сброса в нуль которого связан с вто-, рым входом распределителя б импульсов, с выходом блока 3 сравнения кодов и с входом установки в единичное состояние триггера 5.

Единичный выход триггера 5 coeöèнен с вторым входом блока 8 совпадения, выход которого подключен к первому входу распределителя 6, нулевой выход триггера 5 соединен с вторым входом блока 12 совпадения, первый вход которого соединен с вторым выходом генератора 9 образцовой частоты, с выходом счетчика 11 остатка с входом блока 7 перезаписи и первым вхо- 45 дом блока 8 совпадения. Потенциальные входы блока перезаписи соединены с информационными выходами приемного счетчика 4, а выходы подключены к соответствующим входам записи счетчика 11 50 остатка, выход блока 12 совпадения подключен к входу счетчика 13 порядка. Импульсные выходы распределителя б соединены с соответствующими декадами счетчика 2 результата. Выход переполнения распределителя 6 подключен к третьему входу генератора 9 образцовой частоты.

tl — разрядность счетчика 11. Делитель

i0 на девять установлен н состояние Восемь . Блок 8 совпадения закрыт по второму входу, а блок 12 совпадения открыт ло второму входу. Распределитель б подготовлен к подаче импульсов с выхода блока 3 сравнения кодов в старшую декаду счетчика 2 результата.

Измеряемая низкая частота посХ тупает на вход измерителя 1 периода низкой частоты. По команде . Запуск производится измерение периода этой частоты. По окончании измерения периода цифровой измеритель 1 запоминает результат измерения N и запускает генератор 9 образцовой частоты по первому входу. Первый импульс с выхода генератора 9 поступает »а вход счетчика 4, а также на вход делителя 10 на девять. При этом последний переполняется и íà его выходе возникает перепад, который приводит к записи первого импульса в счетчик 11 остатка. В нем будет зафиксирован код числа 2 — l, а в счетчике 4 — число 1, С приходом последующих девяти импульсов на выходе делителя 10 снова возникает перепад, который записывает в счетчик 11 остатка второй импульс, что приводит к его переполнению.

За это время на вход приемного счетчика 4 поступило десять импульсов.

При этом, в каждый текущий момент времени коды приемного счетчика 4 код . результата измерения периода КТ сравниваются блоком 3 сравнения кодов, «оторый при равенстве кодов вырабатывает сигнал, который сбрасывает в нуль приемный счетчик 4, прокидывает триггер 5 и поступает на вход распределителя 6. После этого приемный счетчик 4 снова заполняется импульсами до момента равенства кодов N и Я, после чего все повторяется.

Если переполнение счетчика 11 остатка происходит раньше, чем появится выходной импульс устройства 3 сравнения кодов, т.е. g Т 10, то выходной импульс счетчика остатка проходит через открытый блок 12 совпадения на вход счетчика 13 порядка и заносит в него единицу. Этот же импульс поступает на вход записи блока 7 перезаписи и записывает иэ приемного счетчика 4 в счетчик 11 остатка двоичный код числа 2Я 10 Начинается процесс умножения числа 10 на 9, т,е. до момента появления сигнала на выходе счетчика ll остатка на вход приемного счетчика 4 поступит еще 90 импульсов, т.е. его код будет равен 10+90 100, а в счетчик 13 порядка заносится вторая единица и т.д.

Так продолжается до тех пор, пока на выходе бтока 3 сравнения кодов не появится первый импульс, который сбросНТ в нуль приемный счетчик 4, через

6ЗЬ..ВЗ ра . Предел»тель б пос»1 упит в старшую лекаду с.четчика 2 ре:1ультата, опрокинет триггер 5, благодаря чему блок 8 совпаления откроется, а блок

12 сов»адения закроется. C этого момента начинается заполнение декад счетчика 2 результата и прекращается поступление импульса на счетчик 13 порядка.

Заполнение декад счетчика 2 результата, т,е. формирование результата, происходит следующим образом.

Выходной счетчик измерителя 1 периода, блок 3 сравнения кодов и приемный счетчик 4 представляет собой делитель

М

1= 7 где К вЂ” 1 1 О, 100, 1000... и т.л., в зависимости от порядка значения М, формирование значения я описано ранее. ср0

В процессе деления Y = 11,1Nт — числоимпульсный код целочисленной части отношения Y1--en<(N (N т) поступает в старшую декаду счетчика 2 резульT-aòa.

В момент окончания формирования ч»с..— лоимпульсного кода эначен»я g в при— емном счетчике 4 остается Остаток

Н

Л1= - ent, —, Импульс с выход т

Зн да счетчика 11 остатка, свидетельствующий об окончании формирования число — импульсного кода Я, проходит через блок 8 совпадения На управляющий вход распределителя 6. Благодаря этому распределитель устанавливается в состояние, обеспечиван1щее прохождение информации во вторун декаду счетчика 2 результата. Этот же импульс поступает на вход записи блока перезаписи и записывает н счетчик 11 остатка код 2 " — 1, начинается процесс умножения 11 1х9.9 Ъ I импульсов суммируется с остатком 111 в приемном счетчике, в результате 1 + 1! 1.9

1.0 11 1. В делителе производится делс— ние 1О 1!f1N>, а число — импульсный код целочисленной части Отношения

10 11

Y, tent

2. поступает во Вторую

Ц декаду счетчика результата. В момент окончания формирования 9 1 импульсов в приемном счетчике остается оста101(! ) ток 2= — -ent.

Импульс т NT

) с выхода счетчика 11 остатка сЛвигает распределитель б информа»и» в состояние, Обеспе 1ивающее г рохождение информации в третью декаду счетчика 2 результата, и записывает в счетчик 11 остатка код 2 1 — g 2. Начинается про- " цесс ум» >жения 2х9. Далее процесс получения результата продолжaeTOH бб аналогично. Если любой остаток 1 = О, то процесс прекращается, так как генератор 9 образцовой частоты запирается по второму управляющему входу, Если ни один иэ остатков 11 1 4 О, то при переполнении распреде; 6 сигнал с его выхода окончания процесса запирает генератор 9 образцовой частоты по третьему управляющему входу, и процесс прекращается.

Результат процесса измерения низкой частоты будет представлен в счетчике результата в виде

) 1 - !Ой

en ) 10 еп1 !О т и !

О 1!и-!

10 10 и

П1 . J:e 1 i — ч".стота заполнен»я периода Т В иэмер»тепе пер»ода, ч»сло импульсов, посту»»вш»х на вход c åT÷èêà 13 порядка.

Время вычисления П десятичных разрядов лробно11:1асти \ = !/Н равно т

1 аьр

1=!

А общее время вы 1»слен»я результата 0: р(.Деля(тcн выражением

in O — Л |.1

1 1,1=1 формула изобретения

11»ф1:Оной н»экочастотный :IacT«TOмер, с.одержа1411Й генератор Образцово» частоты, перв::;й вход которого с Оедиiie1l (-. »ервым Входом блока »амер(ния

IIeð»(JJJa входной частоты, и выхол ге11ератора обраэ11овой частоты под1(люнен ко вход" счет 1ика имп jльсов ОбРс1э1\Овли частоты, второ» вход которого <оедиНЕН С.. ВЫ.(ОДОМ блока Срав»Е»ия, а входы блока срав11ен»я подключены соответственно к выходам блока измерения пеРИОДа ВХОДНОЙ in(l ОТЫ И СЧЕТ сl»ка ИМ

11 y JI b C 0 B O Q P a Ç H O JJ O È сl а С Т О Т Ы, С Ч С Т Ч И К результата, отличающийся тем, что, с цельк повышения быс.троле»OTB»R B He»o дополнительно ны последователь11о соединенные делитель частоты, счетчик остатка, первый

Вентиль, счетч»к пОрядка, а также ВтОрой вентиль, триггер, распределитель

»мпульсов и блок перезаписи, вход которого подключен к выходу счетчика импульсОВ Опор»ОЙ частоты и выхОд блока перезаписи подключен ко входу счетчика Остатка, ВыхОд кОтОрОгО пОдК ЛЮЧЕ Il !(О ВТОРОН!у ВХОДУ Гс. НЕраTOpa

Опорной частоть:, ко второму входу блока переэапис» и первому Входу ьторого вентиля, I-.ричем вторые входы первого и В :Olioi IJeHT»Jle» coeäèHe»û с прОти

Вофа3ню1и ВыхОдлм11 триггера выхОД

Втopoz О Вентиля сОед»нен с первым входе;.1 распределителя имп льсов,. зто7 636553 рой вход которого соединен с выходом блока сравнения и входу установки в единицу триггера, информационные выходы распределителя импульсов подключены ко входам счетчика результата соответственно, а третий выход распределителя импульсов соединен с третьим. входом генератора опорной

5 частоты, при этом вход делителя частоты подключен к выходу генератора опорной частоты, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Авторское

9 329479, кл. С

2. Авторское

Р 256866 кл. С свидетельство СССР .

01 Р 23/10, 20.04.70. свидетельство СССР

01 Р 23/10, 20,11.67, Составитель A.Ôèëèïïîâ

Б П влов

Тираж 1070 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113033 Ыоаква Ж-33 Ра3яаакая ваа.аа. 4 5

Филиал ППП Патент, r.Óærîðîä, ул.Проектная, 4