Цифровой частотомер

 

Оll ИСАНИ Е ()849092

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсыих

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 08 10.79 (21) 2824561/18-21 с присоединением заявки J4 (23) Приоритет— (51)M. Кл.

G 01 В 23/10

Ьеудвраввнньй квинтет

СССР ае аелан взебретенка н еткрыткй

Опубликовано 23.07.81. Бюллетень Эй 27 (53) УДК 621.317..76 (088.8) Дата опубликования описания 23.07.81 (72) Автор изобретения

Г. Г. Деркач (71.) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР

Изобретение относится к измерительной тех» нике и может быть применено в измерительных системах с частотными датчиками.

Известны цифровые частотомеры, в которых измерение частоты осуществляется путем под.счета числа периодов измеряемой частоты за эталонный интервал времени (1).

Недостатком . этих частотомеров является малое быстродействие в области низких частот., 10

Наиболее близким по технической сущности является частотомер, содержащий последомj тельно соединенные генератор эталонной частоты, элемент И, счетчик импульсов, последовательно соединенные второй генератор, второй элемент И, управляемый делитель, другие входы которого подключены к выходам первого счетчика, а также второй счетчик импульсов, вход которого подключен ко входу управляемого делителя, а выход — ко входу блока 2о управления, первый и второй выход последнего связаны соответственно со вторыми входами первого и второго элемента И, и третий счетчик (2) .

Недостатком известного частотомера является то, что погрешность измерения увеличивается с увеличением измеряемой частоты, а это ограничивает диапазон измерения со стороны высоких частот.

Этот недостаток обусловлен тем, что степень заполнения пЕрвого счетчика уменьшается с увеличением Частоты, в то время как погрешность счета, равная одной единице, остается неизменной, так как погрешность резуль. тата изМерения, зафиксированная в этом счетчике, будет увеличиваться с увеличением частоты. Следовательно, также будет увеличиваться с ростом частоты погрешность окончательного результата измерения, который получается при инвертировании числа, зафиксированного в первом счетчике, Цель изобретения — расширение диапазона измерения.

Поста йенная цель достигается тем, что в цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные генератор эталонной частоты, первый элемент И и первый счетчик, последовательно соединенные генератор импуль9092 4

Тх — период измеряемого сигнала; fqT — час тога генератора 7; и — число из ряда 1,2,3.

Далее сигналы с выходас з блока 14 управ1 ленин открывают элемент И 10. Импульсы с генератора 8 начинают поступать на вход управляемого делителя 5 частоты и на вход счетчика 3. Коэффициент делении управляемого делителя 5 равен числу и, записанному в счетчике 1. После поступления на вход уп1п равляемого. делителя 5 И1 импульсов, иа его выходе появляется сигнал, который устанавливает триггер 13 в состояние "1". Трштер 13 открывает дополнительный элемент И 11 и импульсы с генератора 8 начинают также йоступатъ на вход управляемого делителя б и на вход счетчика 2. Коэффициент деления управляемого делителя 6 равен числу и. После поступления.на вход управляемого делителя 6 и импульсов, на его выходе появляется сиг2О нал, который устанавливает триггер 13 в исходное состояние, а элемент И 11 закрывается. Таким образом, сигналом с выхода управляемого делителя 5 триггер 13 устанавливается в состояние "1" а сигналом управляемого делителя 6 — в состояние "0". После поступления в счетчик 3 заданного: постоянного количества импульсов йо по сигналу с

его выхода блок управления закрывает элемент И 10. Далее сигналом с выхода делизо теля 6 триггер 13 устанавливается в состояние "О* и дополнительный элемент И 11 закрывается. На этом процесс преобразования заканчивается; Число импульсов, поступившее в счетчик 2 равно 1о — — тх

fm и Тх Кэт а величина

3 84 сов, второй элемент И и управляемый. делитель, кодовые входы которого подключены к выходим первого счетчика, второй счетчик, вход которого подключен ко входу управляемого делителя, а выход — к первому входу блока управления, первый и второй выходы которого соединены со вторыми входами соответственно первого и второго элементов, И, и третий счетчик, дополнительно введены управляемый делитель, счетчик, триггер и два элемента И, выходы которых подключены соответственно ко входу дополнительных управляемого делителя и счетчика, выходы которого подключены к кодовым входам дополнительного управляемого делителя, вход которого соединен со входом третьего счетчика, первый вход первого дополнительного элемента И подключен к, выходу триггера, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам основного и дополнительного управляемых делителей, выход первого счетчика подключен ко второму входу блока управления, первый выход которого соединен с первым входом второго дополнкгельного элемента И, второй вход которого подключен к третьему входу блока управления и входной шине, а второй вход первого дополнительного элемента И подключен к выходу генератора импульсов.

На чертеже приведена блок-схема устройства, Цифровой частотомер содержит счетчики 1-4 импульсов, основной управляемый делитель 5 частоты,. дополнительный управляемый делитель

6 частоты, генератор 7 эталонной частоты и генератор 8 импульсов, первый и второй элементы И 9 и 10, дополнительные элементы

И 11 и 12, триггер 13 и блок 14 управления.

В исходном состоянии элементы И 9-12 закрыты, на выходе триггера 13 — нулевой потенциал. В начале измерения синхронно с поступлением первого импульса частоты fz на выходе блока )4 управления появляется единичный потенциал, при этом открываются элементы И 9 и дополнительный элемент И 12, Счетчик 1 начинает подсчитывать импульсы эталонной частоты с генератора 7, а счетшк

4 — импульсы измеряемой частоты 1х. После того, как в счетчик 1 поступает число импульсов К (где K — постоянное число, меньшее емкости счетчика) на его выходе появляется сигнал, который поступает на вход блока 14 управления. В результате чего, блок 14 управления в момент появления очередного импульса частоты 1х закрывает: элементы И

9 и дополнительный элемент И 12. K этому ьюменгу в счетчик импульсов 1 поступает

Й1 п.Т„ f импульсов частоты f3, а в счетчик 4 — n импульсов частоты fx, где

Так как йо и f — постоянные величины, то число Nf пропорционалыю измеряемой час»

4Î готе f„. В предлагаемом устройстве в счетчике 1 фиксируется результат измерения длительности и периодов, где n — целое число, зависящее От частоты f ><.ц K К ! g +1 Е f,т.Е. n=- — У„ у т а Х1 Х

O TXa a— T = — =СрпМ

К К эт эт х Х

Следовательно, погрешность от дискретЮ, р ная б1- " ри m pmm

1 М1 .Е

55 величины и Т„, ие зависйт от fx. При инвертировании результата измерения величины и Тх возникает погрешность о максимальЮх Удт К ное значение которой уавноеа з — „ — -йг. о

8490 также не зависит от fx. Умножение на величину п не вызывает дополнительной погрешности. Таким образом, погрешность измерения а предлагаемом устройстве практически не зависит от fx, что позволяет расширить диапазон измерения частоты.

Формула изобретения

Цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные генератор эталонной частоты, первый элемент И и первый счетчик последовательно соединенные генератор импульсов, второй элемент И и управляемый дели- И тель, кодовые входы которого подключены к выходам первого счетчика, второй счетчик, " вход которого подключен ко входу управляемого делителя, а выход— к первому входу блока управления, первый 20 и второй входы которого. соединены со вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, и третий счетчик, о т л ич а ю шийся reM, что, с целью расширения диапазона измерения, s него дополнительно вве-И

92 6 дены управляемый делитель, счетчик, триггер, и два элемента И, выходы которых подключены соответственно ко входу дополнительных управляемого делителя - и счетчика, выходы которого подключены-к кодовым входам дополнительного управляемого делителя, вход ко» торого соединен со входом третьего счетчика, первый вход первого дополнительного элемента И подключен -к выходу триггера,- первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам основного и дополнительного .управлжмьщ делителей, выход первого счетчика подключен ко второму входу блока управления, первый выход которого соединен с первым входом второго дополнительного элемента И, второй вход которого подключен к третьему входу блока управления и входной шине, а второй вход первого дополнительного элемента И подключен к выходу reaepampa иьаiульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ермолов Р. С; Цифровые частотомеры.

М., "Энергия", 1972.

2. "Электроника", 1976 У 5, с. 55, рис. 2.

ВНИИПИ Заказ 6084/57 Тираж 732 Подписное

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