Цифровой измеритель частоты и отношения частот электрических колебаний

Цифровой измеритель частоты и отношения частот электрических колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ii) 488I60

Овала Сооетскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.07.73 (21) 1939288, 26-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.75. Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 13.04.76 (51) М. Кл.- G 01К 23, 10

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) ЪДК 621.317.761 (088.8) ло делам изобретений

H открытий (72) Автор изобретения

P. В, Коровин (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ И ОТНОШЕНИЯ

ЧАСТОТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изоб!ретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для повышения быстродействия и упрощения измерителей частоты и отношения частот.

Известный цифровой измеритель частоты и отношения двух частот электрических колебаний, содержащий входной формирователь импульсов, выход которого соединен через селектор периода измеряемой частоты с первым входом формирователя последовательности импульсов нониусной частоты, образованного двумя ключами, десятью магнитными интегри рующими схемами, логической схемой «ИЛИ» и блоком питания, а также связан с входом нониусной схемы отсчета дополнительного разряда, образованной схемой совпадения, нониусным ключом и счетчиком дополнительного разряда, и подключен к первому входу основного ключа, выход которого соединен с первым входом основного счетчика, второй вход— с выходом формирователя временного измерительного интервала, образованного генератором опорной частоты, пе!реключателем, ключом, делителем частоты следования импульсов и триггером, характеризуется понижечным быстродействием и усложненной конструкций.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемом измерителе выход селектора периода измеряемой частоты соединен с входом клю та формирователя временного измерительного интервала, вход запуска селектора связан через элемент задержки с выходом схемы совпадения

5 нониусной схемы отсчета дополнительного разряда и входом установки одного из двух возможных коэффициентов преобразования формирователя последовательности импульсов нониусной частоты, вход запуска которого под10 ключен к потенциальному входу нониусного ключа и выходу делителя частоты, причем выход счетчика дополнительного разряда соединен со вторым входом основного счетчика.

Такое выполнен»е позволяет повысить его

15 быстродействие и упростить конструкцию.

Блок-схема предполагаемого измерителя приведена на чертеже.

Измеритель состоит из входного формирователя 1 импульсов, ключа 2, основного счетчи20 ка 3 импульсов, блока 4 цифровой индикации, формирователя 5 временного измерительного интервала, образованного генератором 6 опорной частоты, переключателем 7, ключом 8, делителем 9 опорной или второй сравниваемой

25 частоты и триггером 10, селектора 11 периода измеряемой частоты; нониусной схемы 12 QTсчета дополнительного разряда, образованной схемой 13 совпадения, нонпусным ключом 14 и счетчиком 15 дополнительного разряда; фор30 мирователя 16 последовательностей пмпуль488160

G5 сов нониусных частот, образованного ключами 17 и 18, магнитными интегрирующими схемами 19 — 28 с транзисторными ключами, логической схемой «ИЛИ» 29 и блоком питания

30; и элемента задержки 31.

Измеритель работает следующим образом.

Первый и второй импульсы измеряемой частоты поступают с выхода формирователя 1 на вход селектора 11, который формирует выходной импульс с длительностью, равной периоду измеряемой частоты. Этот импульс подается на управляющий вход ключа 17 формирователя 16. Ключ 17 открывается на время, равное длительности периода Т,. измеряемой частоты. Под воздействием п риложенного через ключ 17 к записывающим обмоткам напряжения из блока питания 30 сердечники ключей схем 19 — 27 перемагничиваются из исходного состояния — В, на величину Вь

Выходной импульс селектора своим задним фронтом открывает ключ 8, через который на вход делителя 9 частоты начинают поступать импульсы частоты ),„или импульсы опорной частоты (в зависимости от положения переключателя 7). Два выходных импульса делителя 9, ограничивающие формируемый интервал, поступают на счетный вход триггера 10, который открывает ключ 2. Импульсы изме ряемой частоты проходят через ключ 2 на основной счетчик 3, предварительно установленный в состояние единицы. За время действия импульса триггера 10 счетчик 3 фиксирует число n — 1 импульсов, соответствующее числу

no — 1 периодов между входными пи импульсамп и отражающее значение старших разрядов результата измерения.

Первый импульс измерительного временного интервала открывает ключ 14, транзисторный ключ схемы 19 и ключ 18, через который к записывающей обмотке схемы 28 прикладывается напряжение U,„ïåðåìàãíè÷èâàþùåå сердечник схемы 28 из исходного магнитного состояния k — В;. При открывании транзисторного ключа схемы 19 через ее обмотку считывания начинает протекать перемагничивающий ток, возвращающий сердечник схемы 19 в исходное состояние. Напряжение с обмотки обратной связи поддерживает транзистор ключа схемы 19 в открытом состоянии после окончания входного запускающего импульса. При достижении насыщения сердечника напряжение на обмотке обратной связи падает до нуля и транзистор закрывается напряженнем смещения.

Величина напряжения U<, подбирается таким образом, чтобы длительность выходного импульса схемы 19, определяющая период повторения импульсов нониусной частоты Т „, равнялась 1,1 Т,,, Задний фронт продифференцированного выходного импульса схемы 19 поступает на запуск схемы 20, работающей аналогично схеме

19 и т. д. Задние фронты выходных импульсов схем 19 — 27 поступают на диодную схему

«ИЛИ» 29, с выхода которой снимается по10

60 следовательность пз девяти импульсов первой нониуспой частоты, следующих с периодом повторения Т„=т,,„=1,1 Т;, В промежутке времени между двумя выходными импульсами схемы «ИЛИ» 29 под воздействием напряжения U, приложенного к записывающей обмотке схемы 28, ее сердечник перемагничивается из исходного магнитного состояния—

В,. до величины В i.

Каждый выходной импульс схемы «ИЛИ»

29 открывает транзисторный кгпоч схемы 28, обеспечивая перемагничивание сердечника схемы 28 вновь до исходного состояния — В„.

Напряжение считывания U,, подбирается таким образом, чтобы обеспечить длительность импульса сердечника, равную 0,1 Т;,.

Формирователь 16 формирует последовательность из 9 импульсов длительностью 0,1 Т,-, и с периодом повторения Т„=1,1 Т... которая поступает на вход схемы 13 совпадения и импульсный вход нониусного ключа 14, Импульсы нониусного периода через открытый нониусный ключ 14 поступают на счетчик

15 дополнительного разряда до тех пор, пока схема 13 совпадения при одновременном поступлении на ее входы импульсов измеряемой и нониусной частот не закрывает нониусный ключ 14. При этом в счетчик 15 записывается

ni импульсов нониусной последовательности.

Прошедший через схему 13 импульс поступает на блок питания 30, который под воздействием этого импульса на некоторое время Ti, резко увеличивает напряжения, подаваемые на обмотки считывания схем 19 — 28, в результате чего отработка оставшихся «неиспользованными» импульсов первой нониусной последовательности происходит очень быстро.

По окончании времени 4 на выходе блока питания устанавливаются новые напряжения считывания: вместо U,, устанавливается U, и вместо Г, устанавливается напряже с, 1 от же импульс с выхода схемы 13 совпадения через элемент задержки 31 с временем задержки, равным ti„поступает на управляющий вход селектора 11 периода и, воздействуя

»а него, разрешает формирование еще одного интервала, равного Т,, Под воздействием импульса с выхода селектора 11 вновь происходит «запоминание» в схеме формирователя длительности периода измеряемой частоты.

Формирователь 16 находится в таком состоянии до появления второго импульса на выходе делителя 9.

11од воздействием этого импульса триггер

10 закрывает ключ 2 и подает сигнал на ключ

8, запирая его. Одновременно импульс с выxoта делителя 9 открывает ключ 14 и поступает на формирователь 16, вызывая формирование второй импульсной последовательности !IÇ;(Ðñ3ÿòè ион иусных импульсов. подбирается таким образом, чтобы длительность выходных импульсов схем 19 — 27 равнялось 0,9 Т... а U,, обеспечивало фор488160 мирование на выходе импульса с длительностью, равной 0,1 Т,, Импульсы второй последовательности через ключ 14 поступают на счетчик 15 дополнительного разряда до тех пор, пока схема 13 совпадения при одновременном поступлении на ее вход импульсов измеряемой и нониусной частот не закроет нониусный ключ 14. При этом в счетчик 15 запишется и импульсов нониусной последовательности.

Число п, зафиксированное в блоке 4, равно и = n, + 0,1 (а, + и,) — f„, T„.

Если сумма ni+n превышает 10, то десятый импульс этой суммы переводит счетчик 15 в нулевое состояние и поступает на вход счетчика 3.

Формула изобретения

Цифровой измеритель частоты и отношения частот электрических колебаний, содержащий входной формирователь импульсов, выход которого соединен через селектор периода измеряемой частоты с первым входом формирователя последовательности импульсов нониусной частоты, образованного двумя ключами, десятью магнитными интегрирующими схемами, логической схемой «ИЛИ» и блоком питания, а также связан с входом ноннусной схемы отсчета дополнительного разряда, образованной схемой совпадения. нониусным ключом и счетчиком дополнительного разря5 да, и подключен к первому входу основного ключа. выход которого соединен с первым входом основного счетчика, второй вход — с выходом формирователя временного измерительного интервала, образованного генератором

10 опорной частоты, переключателем, ключом. делителем частоты следования импульсов и триггером, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, в нем выход селектора перпоБ да измеряемой частоты соединен с входом ключа формирователя временного измерительного интервала, вход запуска селектора связан через элемент задержки с выходом схемы совпадения нонпусной схемы отсчета дополнительного разряда и входом установки одного из двух возможны. коэффициентов п реобразоBаHHÿ фоpAIHpoBателя lIoc едоваTp bHоcTII пульсов нониусной частоты, вход запуска «оторого подключен к потенциальному входу ноэд ниусного ключа и выходу делителя частоты, причем выход счетчика дополнительного разряда соединен со вторым входом основного счетчика.

Редактор И. Шубина

Составитель В. Лившиц

Техрсд 3. Тараненко

Корректор М, Лейзерман

Заказ 573/14 Изд. № 1892 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, М(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2