Измеритель частоты импульсов

Измеритель частоты импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике измерения средней частоты заполнения в пачке. Измеритель частоты импульсов (ИЧИ) содержит формирователи 1, 10 импульсов, элементы И 2,6,8, счетчик 3 периодов измеряемой частоты, арифметический блок 4, счетчик 5 периодов опорной частоты, измеритель 7 задержки , формирователь 9 интервала, генератор 11 опорной частоты. Изобретение повьшает точность и расширяет область использования ИЧИ. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 G 01 R 23 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3986352/24-21 (22) 09.12.85 (46) 07. 12.87. Бюл. N - 45 (72) А.М.Павельев, В.В.Кангин и Н.П.Ямпурин (53) 621.317.721(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(945919, кл. G 01 R 23/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 834562, кл. G 0 1 R 23/00, 1979. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к технике измерения средней частоты заполнения в пачке. Измеритель частоты импульсов (ИЧИ) содержит формирователи 1, 10 импульсов, элементы И 2,6,8, счетчик

3 периодов измеряемой частоты, арифметический блок 4, счетчик 5 периодов опорной частоты, измеритель 7 задержки, формирователь 9 интервала, генератор 11 опорной частоты. Изобретение повышает точность и расширяет область использования ИЧИ. 3 ил.

1 135

Изобретение относится к технике измерения средней частоты заполнения в пачке.

Целью изобретения является повышение точности и расширение области применения.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого измерителя; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие работу, измерителя.

Измеритель частоты импульсов содержит первый формирователь 1 импульсов, первый элемент И 2, счетчик 3 периодов измеряемой частоты, арифметический блок 4, счетчик 5 периодов опорной частоты, второй элемент И 6 измеритель 7 задержки, третий элемент

И 8, формирователь 9 интервала, второй формирователь 10 импульсов и генератор 11 опорной частоты, Выход первого формирователя 1 соединен с первым входом первого элемента И 2, второй вход которого подключен к выходу переноса счетчика 3 периодов измеряемой частоты, третий вход соединен с выходом переноса счетчика 5 периодов опорной частоты и входом сброса формирователя 9 интервала, а выход подключен к суммирующему счетному входу счетчика 3 периодов измеряемой частоты, входу сброса измерителя 7 задержки и входу записи формирователя 9 интервала, выход генератора 11 опорной частоты соединен с первыми входами второго 6 и третьеI го 8 элементов И, второй вход второго элемента И 6 соединен с выходом переноса, а выход — с суммирующим входом измерителя 7 задержки, второй вход третьего элемента И 8 подключен к выходу заема формирователя 9 интервала и входу второго формирователя

10 импульсов, а выход — к вычитающему счетному входу формирователя 9 интервала и суммирующему счетному входу счетчика 5 периодов опорной частоты, выход второго формирователя 10 им— пульсов подключен к входам сброса счетчиков 3 и 5 соответственно периодов измеряемой и опорной частот, входу записи измерителя 7 задержки и управляющему входу арифметического блока 4.

Каждый из m разрядов, кроме (m-1)—

ro выхода измерителя 7 задержки соединен соответственно с D-входом (m-1)-ro разряда формирователя интервала 9, выходы счетчиков периодов

7862

55 измеряемой 3 частоты и опорной 5 частоты, а также все m разрядов выхода измерителя 7 задержки соединены с информационными входами арифметического блока 4, Измеритель работает следующим образом.

Генератор 11 опорной частоты выдает импульсы с периодом to (фиг.2 ).

В исходном состоянии, т.е. при отсутствии импульсов входного сигнала, счетчик 3 периодов измеряемой частоты и счетчик 5 периодов опорной частоты находятся в нулевом состоянии, при этом на их выходах переноса имеются сигналы логической "1", на остальных выходах — сигналы логического "0", измеритель задержки находится в состоянии насыщения,, при этом на его выходе переноса присутствует сигнал

I логического "0", который, поступая на вход элемента И 6, запрещает прохождение импульсов с опорного генератора 11 через него на суммирующий счетный вход измерителя 7 задержки, на остал ьных входах измерителя 7 задержки имеются сигналы логической

"1", Формирователь 9 интервала находится в нулевом состоянии, при этом сигнал логического "0" на его выходе заема, поступая на вход элемента И 8, запрещает прохождение импульсов опорного генератора 11 через него на вычитающий вход счетчика формирователя

9 интервала и суммирующий вход счетчика 5 периодов опорной частоты.

При поступлении на вход устройства входного сигнала на выходе формирователя 1 образуются импульсы, период следования которых равен периоду следования импульсов входного сигнала и длительность которых равна

, (фиг.2б). Эти импульсы поступают на первый вход элемента И 2 и, поскольку на остальных его входах сигналы логической "1" с выходов переноса счетчика 3 периодов измеряемой частоты и счетчика 5 периодов опорной частоты, проходят через него на суммирующий счетный вход счетчика 3 периодов измеряемой частоты, вход сброса измерителя 7 задержки и вход записи формирователя 9 интервала ° Счетчик 3 периодов измеряемой частоты осуществляет подсчет этих импульсов и при количестве импульсов входного сигнала больше, чем емкость счетчика 3, т.е.

n-i больше, чем 2, где и — число раз1357862 рядов счетчика, ограничивает пачку по количеству импульсов следующим образом: на выходе переноса этого счетчика появляется сигнал логического

"0", который, поступая на второй вход элемента И 2, запрещает прохождение через него импульсов с формировате-. ля 1.

Измеритель 7 задержки осуществляет 1ð измерение текущего значения периодов этих импульсов, а формирователь 9 интервала — задержку этих импульсов на двойное значение текущего периода.

Измеритель 7 задержки, кроме того, осуществляет измерение величины этой задержки по окончании пачки импульсов входного сигнала. Происходит это следующим образом. Передним фронтом первого импульса формирователь 9 интервала устанавливается в состояние насыщения, т.е. в нем записано число

rn-1

2, где m — число двоичных разрядов измерителя 7 задержки и формирователя

9 интервалов, поскольку на его D-вхо- 25 дах присутствуют сигналы логической

"1" с выходов измерителя 7, при этом на его выходе заема появляется сигнал логической "1", который поступает на вход элемента И 8 и разрешает прохож- gp дение через него импульсов опорного генератора 11 на вычитающий счетный вход формирователя 9 интервала и суммирующий счетный вход счетчика 5 периодов опорной частоты. Задним фрон35 том первого импульса измеритель задержки сбрасывается в нуль и сигнал логической "1" на его выходе переноса поступает на вход элемента И б и разрешает прохождение через него импуль- 40 сов опорного генератора 11 на суммирующий счетный вход измерителя 7 задержки.

К моменту прихода второго импульса в измерителе 7 задержки присутствует 45 код числа М, соответствующий периоду между первым и вторым импульсами входного сигнала t „,, в формирователе 9 код числа 2 - H Передним фронтом второго импульса в формирователь 9 интервала записывается код числа

2М,+1, поскольку его D-входы соединены соответствующим образом с выходами измерителя 7 задержки, а задним фронтом второго импульса измеритель

7 задержки сбрасывается в нуль. К моменту прихода третьего импульса пачки в измерителе задержки 7 имеется код числа М, соответствующий периоду между вторым и третьим импульсами пачки t„а в формирователе 9 интервала код числа 2M,+1-М . Передним фронтом третьего импульса в формирователь 9 интервала записывается код числа 2М +1, а задним фронтом измеритель 7 задержки сбрасывается в нуль и т.д. К моменту прихода последнего импульса в измерителе 7 задержки имеется код числа М., соответствуюj y щий периоду между последним и предпоследним импульсами пачки t „°, а в формирователе 9 интервала код числа

2М +1-М

)- 1

Передним фронтом последнего импульса в формирователь 9 интервала записывается код числа 2М-+1, а задним фронтом измеритель 7 задержки сбрасывается в нуль.

Если импульсы входного сигнала удовлетворяют условию и ,/t <2 х макс к мин

Э где „„„„; х мнн < — максимальный и минимальный периоды следования импульсов в данной пачке;

R=1 для данной схемы, на выходе заема формирователя 9 интервала в течение следования всех импульсов пачки имеется сигнал логической "1", поскольку 2М;, +1) М,. и сигнал логического "0" на его выходе заема появляется через время (2Г ° +1) t относительно переднего о фронта последнего импульса пачки (фиг.2в), а на выходах измерителя 7 задержки в этом момент вр емени при- сутствует код числа, соответствующий временному интервалу (2М +1) е,—

Таким образом, с выхода заема формирователя 9 интервала снимается импульс, длительность которого равна

Т„+(2М;+1) t, . Счетчик 5 периодов опор. ной частоты осуществляет измерение длительности этого импульса и, если длительность этого импульса больше, чем (2 ) .t < (k — количество двоичных разрядов счетчика периодов опорной частоты 5), ограничивает время измерения следующим образом: на выходе переноса счетчика 5 появляется сигнал логического "0", который, поступая на вход элемента И 2, запрещает прохождение импульсов с формирователя 1, а поступая на вход сброса формирователя 9 интервала, устанавли-,. вает его в ноль.

Формирователь 10 импульсов выдает импульс (фиг.2 ), передний фронт ко1357862

Формула из обре те ния

Измеритель частоты импульсов, со— держащий первый формирователь импульсов, счетчики периодов измеряемой и опорной частот, арифметический блок, генератор опорной частоты, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и расширения об40

45 торого совпадает с задним фронтом импульса с вькода заема формирователя

9 интервала, а задний фронт задержки . относительно его на время, . Этот импульс, поступая на вход управления

5 арифметического блока 4, передним фронтом делает запрос на прерывание.

На момент считывания в счетчике 3 периодов измеряемой частоты имеется 1б код числа N, соответствующий количеству импульсов в данной пачке, В счетчике периодов опорной частоты им ется код числа М, соответствующий времени (2М„+1) t,+Т„, в измерителе 7 задержки код числа Ь, соответствующий времени (2М;+1) e,. Процесс обработки прерывания заканчивается вводом кода числа L. Задним фронтом импульса с формирователя 10 счетчик

3 периодов измеряемой частоты, измеритель 7 задержки и счетчик 5 периодов опорной частоты 5 устанавливаются в исходное состояние.

Величина частоты входного сигнала 25 определяется иэ выражения Ех М/(M-L+,/t )й, вычисления выполняются программным путем в арифметическом блоке 4, +

Таким образом, в предлагаемом уст-. ройстве достигается повышенная точность измерения за счет вычисления частоты по полному количеству импульсов в пачке, и, кроме того, расширяется область применения sa счет возможности измерения частоты входного сигнала в виде непрерывной импульсной последовательности, ласти применечия измерителя, в него дополнительно введены три элемента

И, измеритель задержки, формирователь интервала, второй формирователь импульсов, вькод первого формирователя импульсов соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к вькоду переноса счетчика периодов измеряемой частоты, третий вход соединен с вькодом переноса счетчика периодов опорной частоты и входом сброса формирователя интервала, а вькод подключен к суммирующему счетному входу .счетчика периодов измеряемой частоты, входу сброса измерителя задержки и входу записи формирователя интервала, выход генератора опорной частоты соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, второй вход второго элемента И соединен с вькодом переноса, а выход — с суммирующим входом иэмерителя задержки, второй вход третьего элемента И подключен к вькоду заема формирователя интервала и входу формирователяя имттул ьс он, а выл од — к вычитающему счетному входу формирователя интервала и суммирующему счетному входу счетчика периодов опорной частоты, выход второго формирователя импульсов подключен к входам сброса счетчиков периодов измеряемой и опорной частот, входу записи измерителя задержки и управляющему входу арифметического блока, D-входы измерителя задержки и D-вход первого разряда формирователя интервала соединены с шиной логической единицы, каждый из

m разрядов, кроме (m-1)-го, выхода измерителя задержки соединен соответственно с D-входом (m-1)-го разряда формирователя интервала, выходы счетчиков периодов измеряемой частоты и опорной частоты, а ":.акже все пт разрядов выхода иэмери:."еля задержки соединены с информационными входами арифметического блока.

1357862

Hxi z

Al г

2Hjj+r д

Составитель Е.Минкин

Техред А. Кравчук Корректор А,Тяско

Редактор О.Головач

Заказ 5994/45 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4