Цифровой частотомер

Цифровой частотомер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<))) 838602

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (53)М. Кл з (22) Заявлено 21.09,78 (21) 2819291/18-21 с присоединением заявки 89 (23) Приоритет

6 01 и 23/00

Государственный комитет

СССР яо делам нзобретений н открытнй

Опубликовано 15.06.81 Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 1506.81 (72) Авторы изобретения

В.П.Данчеев и Б.Н.Денисьев

/

Московский ордена Ленина энергетический институт

Ъ (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР

Недостатком данного устройства является также низкое быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Эта цель достигается тем, что в цифровой частотомер, содержащий фор.мирователь импульсов, последовательно соединенные первый и второй блоки задержки и счетчик импульсов измеряемой частоты, последовательно соединенные блок антисовпадений, блок задержки и элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу форми15 рователя импульсов и входу блока антисовпадений, выход элемента ИЛИ соединен с вторым. входом счетчика импульсов измеряемой частоты, второй вход блока-антисовпадений подключен

20 к выходу второго блока задержки, а . также генератор эталонной частоты, введены последовательно соединенные . блок вентилей и сдвиговой регистр, последовательно соединенные цифровой интегратор и реверсивный счетчик, а также первый и второй делители час,тоты и разрядный регистр, выходы которого подключены к первым входам первого и второго делителей частоты, З0 вторые входы последних соединены с

Изобретение относится к автоматике и информационно-измерительной технике и предназначается для автоматического измерения частоты с выдачей результатов измерения в цифровом коде, пригодном для ввода в электронную цифровую вычислительную машину (ЭЦВМ) .

Известны цифровые частотомеры, 1 содержащие генератор эталонной частоты, счетчик импульсов эталонной частоты, формирователь импульсов измеряемой частоты и счетчик импульсов измеряемой частоты, а также различные вспомогательные схемы ).1).

Недостаток этих устройств — низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее ключи, регистр генератор образцовой частоты, счетчик импульсов образцовой частоты, формирователь импульсов измеряемой частоты, счетчик импульсов измеряемой частоты, последовательно соединенные блоки антисовпадения, блоки задержки и элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу фор мирователя импульсов (2). (53) УДК 621. 317.723 (088. 8) 838602

ВыхОдОм ГенератОра эTаланнОЙ частоты р при этОм ВЫХОД IIepBoI o делителя ч:астоты подключен к входу первого блока задержки гл к второму входу сдвигового регистра, третий вход которога

=-оединен с его гервым выходом, второй

1 выход сдвигового регистра подключен к первому Входу цифрового интегратора второй вход посЛед::ега соединен с выходом второго делителя вход блока вентилей подключен к выходу счетчика импульсов измеряемой частоты, второй вход блоl eé соединен с выходом первого блока задержки,. а второй вход реверсивнОгс счетчика пОдключен к выхОду формирователя импульсов.

На фиг.1 представлена блок-схема цифрового частотомера, на фиг.2 диаграмма, поясняющая принцип дейст""тройс гва.

Цифровой частотомер содержит делителгл 1 и 2 частоты,. г-разрядный регистр 3, Формирователь 4 импульсов, элемент 4ЛИ 5, счетчик 6 импульсов измеряемой час-.îòû, сдвиговотл регистр 7, блоки 8 и 9 задержки., блок

10 вентилей, блок 11 антисовпадений, блок 12 задержки, цифровой интегратор

13, реверсивный счетчик 14 и генера-ор 15 эталонной частоты.

Устройство работает следующим

-:áðàçoì.

Принц!лп действия частотомера паясV няется на фиг.2, где То — образцовый интервал времени Тд при К -ом изменении частоты f, 1 — последо, К

Вательность следующих друг за другом равных интервалов времени, причем ю. — Тg где m — -"èñëî секций сдвигового регистра 7 го и разрядов, на фиг.2 !п--3, й. — сумма импульсов частоты f> на ин, к терзале Времени Тд, т„е. при и -ом

H З МС: РЕ HIIИ

Чтобы получить первое измерение, необходимо подсчитать сумму импульсов частоты fy на интервале времени

Для того, чтобы получить резуль. та: 2--г=о и- ìåðåíêÿ,,нужно из суммы импульсов й, вычесть число импул:,ьсов пришедших за интервал Времени Т и

Трибавить числО импульсОВ частОты т .(рншедших за интервал Времени ly ,4 ,Цля получения К + 1-го измерения нужно из суммы импульсов М вычесть

:исло импульсов, пришедших за интервал Времени Т„ и прибавить число л + импульсов пришедших на Т -ом

1 интервале,. т . e . .на интерВал Времени

Т,. который следует после интервала

Т через время ТВ.

Перед началом работы частотомера счетчик 6, сдви"--овый регистр 7 и

peBepcèBHûé счетчик 14 устанаВли заются в ноль. В регистр 3 записывается число, определяющее длительность интервала времени Т . Bo Время работы частотомера счетчик б считает сумму импульсов частоты на каждом интервале. Времени Т„, а в моменты окончания этих интервалов содержимое счетчика б переписывается в сдвиговый регистр 7, Когда сдвиговый регистр 7 полностью заполнится< Вместо сумtмы импульсоф на интервале Tq записывается сумрла импульсов на ийтервале Т,„, вместо суммы импульсов на Т„ за:::исывается сумма имптульсов на T и т.д.

1О Цифровой интегратор 13 преобразует подаваемый на него код B последовательность равномерно расставленных на интервале времени Т„" импульсов,. ко-.îðûå при небольших интервалах времени или . едленно меняющейся частоты ;"z близки к измеряемой частоте на соответствующем интервале времени. Поэтому с реверсивного счетчика 14 можно снимать

7 результат Не только через моменты

Времени Т„„ но и непрерывно.

Таким образом,. предлагаемый частотомер может работать В режиме периодического о счета ерез время

TD

25 Tõ= —m H в режиме непрерывного отсчета. Сигналом для снятия результата со счетчика 14 при работе в режиме периоди еского отсчета может служить импульс с выхода делителя 1 .ъо чаcòoòû. В этом случае точность измерения определяется временем То, число секций сдвигового регистра m частотой снятия резуль гата, которая

1 должна быть равна —, Число разряЗ5 дов и счетчика 6 определяется, исходя из максимального числа импульсов частоты fq за время Т (чтобы не было переполнения счетчика 6) .

При работе в режиме непрерывного л..1 отсчета, чем больше интервал Времени Т„, тем больше может отличаться измеряемая частота f Ha Tq -ом инk, тервале времени и генерируемая циф-.

z?B ровым интегратором 3 3 частота на Т„ .Ом интервале, T.e. Увеличивается 5 погрешность. непрерывного измерения.

С другой стороны, чем меньше время Т, тем больше m (число секций в сдвиговом регистре 7 и тем больше объем оборудования, затрачиваемого .На пас и

TpoeHHe cIIBHroBoI o регистра 7, Выоор конкретной структуры частотомера ог.ределяется соблюдением этих противоречивых требований.

В обоих режимах чзмеряемая частота будет пропорциональна числу, записаннОму B реверсивном счетчике резуль тата, т, е. Ы.„= то где и — число, aaIIHCBHHoe B peBepcIIBHoM счетчике 14, Й — числа, записанное В регистре 3, — период следования импульсов генератора 15.

Такая структура частотомера дает

БОзмОжнОсть при сОхранении точности существенно увеличить быстродействие частотомеров, работающих на принципе

838602

Формула изобретения

ИИПИ Заказ 4420/68 раж 732 Подписное подсчета числа периодов измеряемой частоты за образцовый промежуток времени и удовлетворить практически любые требования в отношении быстродействия.

Цифровой частотомер, содержащий формирователь импульсов, последовательно соединенные первый и второй блоки задержки, и счетчик импульсов измеряемой частоты, последовательно соединенные блок антисовпадений, блок задержки и элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу фор- 15 мирователя импульсов и входу блока антисовпадений, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом счетчика импульсов, измеряемой частоты, второй вход блока антисовпадений подключен к выходу второго блока задержки, а также генератор эталонной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены последовательно соединенные блок вентилей и сдвиговой регистр, последовательно соединенные цифровой интегратор и реверсивный счетчик, а также первый и второй делители частоты и разрядный. регистр, выходы которого подключены к первым входам первого и второго делителей частоты, вторые входы последних соединены с выходом генератора эталонной частоты, при этом выход первого делителя частоты подключен к входу первого блока задержки и к второму входу сдвигового регистра, третий вход которого соединен с его первым выходом, второй выход сдвигового регистра подключен к первому входу цифрового интегратора, второй вход последнего соединен с выходом второго делителя частоты, вход блока вентилей подключен к выходу счетчика импульсов измеряемой частоты, второй вход блока вентилей соединен с выходом первого блока задержки, а второй вход реверсивного счетчика подключен к выходу формирователя импульсов.

Источники информации, принятые во. внимание пр экспертизе

1. Ермолов P.Ñ. Цифровые частотомеры. Л., Энергия", 1973, с.8.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 524139, кл. G 0 R 23/02, 1932. илиал ППП "Патент", г: Ужгород, ул. Проектная, 4