Цифровой частотомер
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскик
Социалистимескик
Республик (1>) 6061 4О
К АВТОРСКОМУ СВИДИТЙЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 12.07.74 (21)2046125/26-2
2 (51) М. Кл.
G 01 Я 23/02 с присоединением заявки Ж
ГастаьРстийииьзй N0llNTNT
Сюввта тйииистр00 СССР
00 делам кэ00ретаиий и Открытий (23} Приоритет (43) Опубликовано .05.05,78, БюллетеньМ17 (53) УДК 621,317.761 (088.8) (45) Дата опубликования описания:13.04,78 (72) Авторы изобретения
В. К, Тырса и В. B. Дюняшев (т1) Заявитель
Харьковский институт радиоэлектроники (54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР
Изобретение относится к информационно-измерительной технике, может быть использовано для измерения среднего значения частоты.
Известен дифровой частотомер, содержащий 5 два счетчика, формирователь импульсов измеряемой частоты, ключ, последовательно соединенные генератор стандартной частоты,. формирователь импульсов стандартной часто ты, блок совпадения и триггер управления, причем выход формирователя импульсов ключ причем выход формирователя импульсов через ключ соединен со входом первого счет чика.
Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения и низкое быстродействие, Цель изобретения — повышение точности измерения и быстродействия - достигается тем, что в цифровой частотомер введены рв элемент задержки с тт -1 выходами, элементы задержки с одним выходом, тт -1 блок совпадения, TT -1 триггер управления, тэ +2 блока сборки, самоблокируюшийся ключевой элемент и тт пар последовательно р5
2 соединенных ключей, входы каждой иэ которьтх подк_#_ючены к выходу формирователя импульсов измеряемой частоты, а выходы через первый блок сборки — ко входу второго счетчика и к.йервьм, входам тэ блоков сборки, вторые входы которых подключены через самоблокирующнйся ключевой элемент к выходу первого ключа первой пары ключей, выход. формирователя импульсов стандартной частоты подключен ко входу элемента задержки, тт.-1 выход которого через
)Ъ -1 блок совпадения и через и-1 триггер управления соединены со вторыми входами пар ключей и со входами . «тт +2-го блока сборки, выход которого подключен ко второму входу ключа, соединенного с первым счетчиком, причем выходы и блоков сборки подключены KQ вторым входам соответствующих тт блоков совпадения, выходы каждого иэ которых через соответствующие т1 элементов задержки с одним выходом соедин":.ны с соответствующими входами h -1 триггеров управления.
На фиг. 1 показана структурная электрическая схема пифрового частотомера; на
606140 фиг, 2 приведены временные диаграммы его работ ы
Частотомер содержит формирователь имцульсов стандартной частоты 1, генератор стандартной частоты 2, блоки совпадения
3 -3 „элемент задержки 4 с д -1 вый ходом, формирователь импульсов измеряемой частоты 5, ключи 6 -6 П, триггеры управления 7 -7, ключи 8 - 8> самоблокирующийся ключевой элемент 9, 1© блоки сборки 10< -10 >,элементы задержки 11 -11, блок сборки 12, ключ 13„ (- Й счетчик 14, блок сборки 15, счетчик 16.
На фиг. 2 показаньи 2а — импульсы стандартной частоты f g HB BbfxogBx эле» мента задержки 4; 26 - импульсы иэмеряэмОЙ частоты 3 х у (и gnHTQJlbsocTb импульсов стандартной частоты, C„>® -длительность импульсов измеряемой частотъг.Ф . -время измерения, 2О
Ф
Работает цифровой частотомер следующим
Обраellwñ
Формирователь импульсов стандартной частоты 1 преобразует синусоидальное напряжение
Хд генератора стандартной частоты 2 в последовательность импульсов с периодом следо4 вания Тс « —, Зти импульсы поступают на бл ок совпадения ., а с элемента с задержки 4, сдвигающего импульсы на
4 . 6 тот ВыхОдй к выходУ, — на блоки 30 О О ат " совцадення 3> -3 г, T
Ь pea
При е а - ст
Импульсы измеряемой частоты, сформиро- ванные формирователем 5, поступают на ключи 6 -6 т, управляемые триггерамч 7 -7 ч (нулевь|ми выходами), имеюП
49 щимн номер на единицу меньше, В исходном состоянии ключи 6 -6
Открыты, Поэтому, пройдя их, импульсы поступают иа ключи 8 -8, управляемые
1 единичными выходами триггеров 71 -7 4Ü имеющими тот же номер, причем нумерация циклическая, т,е, после номера " д " идет номер "1". С ключа 6 импульсы поступают также на самоблокирующийся ключевой элемент 9, содержащий ключ и триггер. В исходном состоянии ключи 8 -8> закрыты, а самоблокирующийся ключевой элемент 9 открыт, Поэтому, пройдя через него, импульс измеряемой частоты поступает через блоки сборки 10,, -10п на вторые входы блоков совпадения 31 -3 д и блокирует самдблокируюшийся ключевой элемент 9.
Очевидно, что в общем случае возможно совпадение в двух рядом расположенных блоках (3 . -3. ). 66
Импульсы с этих блоков совпадения поступают на соответствующие триггеры управления 7. и 7. 1 и перебрасывают их, 4 +1
Вследствие этого изменяется состояние ключей 6(, 6 + 2, 8 „., 8, Имнульсы с блоков совпадения 3„и 3 .+, задержанные э-.ементами задержки 11 и
1 1 + на время переброса триггеров управ1+1 ленин 7, поступают также на входы установки нуля триггеров управления 7 ° + и
7 +, Триггер 7 ° +<, а следовательно, 4+2 и ключи 6 ., 8 + возвращаются в исходное состояние. В результате оба ключа открываются лишь в- паре, соответствующей по номеру блоку совпадения, в котором передний фронт импульса измеряемой частоты совпал с импульсом стандартной частоты, Таким образом, неопределенность положения импульсов в момент начала измерения снижена до величины С (в общем случае ао аа )
Единичный потенциал с перебросившегося триггера управления 7 поступает через блок сборки 12 на управляющий вход ключа
13, и импульсы. стандартной частоты начинают поступать в счетчик 14.
Импульсы измеряемой частоты с ключа
8 начинают поступать через блок сборки
10„на блок совпадения 3.;, а через блок сборки 15 - в счетчик 16, Второе совпадение, происходящее в блоке совпадения 3 „, приводит к изменению состояния ключей 6 + и 8 .;, так как все ключи возвращаются в исходное состояние, Таким образом, измерение начинается непосредственно с поступлением первого импульса измеряемой частоты f >, Значение ее
А, õ А с с где А» — код, зафиксированный в счетчике
16;
А с — код, зафиксированный в счетчике 14, Очевидно, что и точность, и быстро.действие такого частотомера зависят от длительности импульсов измеряемой частоты и от времени задержки Г®дд элемента задержки 4.
Размах погрешности определяется значением 2 С ад + „ н.. Изменяя Ю „ „„, можно добиваться необходимого отношения между быстродействием и точностью (при этом изменяется только погрешность — из-за неопределенности положения конца интервала измерения). Следует отметить, что к точности изготовления элементов задержки предъявляются весьма незначительные тре606140
Nut Я бования, Так, время задержки от выхода к выходу элемента задержки 4 не должно быть больше длительности импульсов стандартной частоты (так как иначе возрастает погрешность измерения), а максимальное время задержки элемента задержки 11 устанавливают так, чтобы сумма этого времени и времени переброса триггера 7 не превышала
2Т (2Тх ).
Формула изобретения цифровой частотомер, содержащий два счетчика, формирователь импульсов измеряемой частоты, ключ, последовательно соединенные генератор стандартной частоты, фор- 5 мирователь импульсов стандартной частоты, схему совпадения и триггер управления, причем выход формирователя импульсов через ключ соединен со входом первого счетчика, отличающийся тем, 2о что, с пелью повышения точности измерения и быстродействия, в него введены элемент задержки с tl -1 выходами, элементы задержки с одним выходом, и -1 блок овпадения, И -1 триггер управления, И +2 бло- - ка сборки, самоблокирующийся ключевой элемент и П пар последовательно соединенных ключей, входы каждой из которых подключены к выходу формирователя импульсов измеряемой частоты, а выходы через первый блок сборки — ко входу второго счетчика и к первым входам и блоков сборки, вторые входы которых подключены через самоблокирующийся ключевой элемент к выходу первого ключа первой пары ключей, выход формирователя импульсов стандарт» ной частоты подключен ко входу элемента задержки, И -1 выход которого через Il -1 блок совпадения и через -1 триггер уп равления соединены со вторыми входами П пар ключей и со входами П+2-го блока сборки, выход которого подключен ко второму входу ключа, соединенного с первbTM счетчиком, причем выходы r> блоков сборки подключены ко вторым входам соответствующих блоков совпадения, выходы каждого из которых через соответствующие g элементов задержки с одним выходом соединены с соответствующими входами -1 триггеров управления.
t
0НИИПИ Заказ 2411/,34
Тираж 1.112 Подписное
Филиал ППП Патент, г. Ужгород,ул,i1роектная 4