Цифровой частотомер

Цифровой частотомер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистинеских

Рес убл

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п>883769 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 259380 (21) 2896629/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23.1181. Бкзллвтвиь ¹ 43

Дата опубликования описания 23. 11. 81 (я)м к„.з

G 01 R 23/00

Государственный комитет

СССР но дедам изобретений н открытий (53) VAK621.317.7 (088.8) (7 (54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для измерения среднего значения частоты.

Известны цифровые частотомеры, содержащие генератор эталонной частоты, формирователи импульсов, элементы И, триггер управления и счетчики импульсов (1).

Недостатком этих устройств является низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является цифровой частотомер, содержащий генератор эталонной частоты, формирователи импульсов,. n H, n триггеров управления, (2п+1) ключей, два счетчика импульсов, линию задержки с (n-1)выходами, (n+2) блоков сборки, и линий задержки и самоблокирующийся ключевой элемент (2).

Недостатком известного устройства янляется низкая надежность.

Цель изобретения — повышение надежности устройства, Эта цель достигается тем, что в цифровой частотомер, содержащий генератор эталонной частоты, первый ключ, выход которого соединен с вхо- дом перного счетчика, m ключей, первый нход каждого из которых подключен к выходу формирователя импульсов измеряемой частоты, а выходы m ключей через первый основной блок сборки — к входу второго счетчика и к первым входам m блоков сбор. ки, вторые входы которых подключены через самоблокирующийся ключевой элемент к выходу формирователя импульсов измеряемой частоты, первый формирователь импульсов эталонной частоты, подключенный ко входу элемента задержки c m выходами, вход

35 и (m-1) выход которого через m элементов И и через щ триггеров управления соединены с вторыми входами m ключей и со входами второго основного блока сборки, выход

20 которого подключен к первому входу перного ключа,. причем выходы m блоков сборки подключены ко вторым входам соответствующих m элементов

И, выходы каждого из которых через

2э соответствующие m элементов задержки соединены с соответствующими входами m триггеров управления, P элементов И, первые входы каждого из которых соединены с нысодом само3Q .блокирующего ключевого элемента, а

883769 выходы соединены с первыми входами соответствующих Р триггеров управления, вторые входы которых через соответствующие Р элементов задержки соединены с выходами соответствующих Р элементов И, введены элемент задержки с P выходами, два дополнительных блока сборки, триггер запрета, инвертор,(Р+1) ключ, и второй формирователь импульсов эталонной . частоты, вход которого подключен к генератору. эталонной частоты, а выход подключен ко второму входу первого ключа и входу элемента задержки с P выходами, выходы и вход которого соединены со вторыми входами соответствующих P элементов И, входа- 15 ми первого дополнительного блока сборки и первыми входами соответствующих Р ключей, вторые входы каждого из которых соединены с выходами соответствующих P триггеров управления, 2О а выходы подключены через второй дополнительный блок сборки ко входу первого формирователя импульсов эталонной частоты, при этом, выход первого дополнительного блока сборки 25 через (Р+1)-ый ключ соединен с (Р+1)-ым входом второго дополнительного блока сборки, второй вход (Р+1)-го ключа через инвертор подключен к выходу второго основного .блока сборки, первый вход триггера запрета соединен с выходом первого формирователя импульсов эталонной частоты, второй вход — с соответствующим выходом элемента задержки с

m выходами, а выход — с третьим

35 входом соответствующих m элементов И.

Па чертеже изображена структурная электрическая схема цифрового частотомера. 1астотомер содержит генератор 1 40 эталонной частоты, формирователи 2 и 3 импульсов эталонной частоты, формирователь 4 импульсов измеряемой частоты, элемент 5 задержки c m выходами, элемент б задер>кки с Р выходами, m ключей 7, ключи 8 и 9, P ключей 10, c :åò÷èêè 11 и 12 импульсов, Р элементов 1.3 И, m элементов

14 И, самоблокирующийся ключевой элемент 15, блоки 16 и 17 сборки, gg

m блоков 18 сборки, блоки 19 и 20 сборки, Р элементов 21 задержки, m элементов 22 задержки, Р триггеров

23 управления, m триггеров 24 управ" ления, инвертор 25, триггер 26 запре55

Цифровой частотомер работает следующим образом.

Формирователь 3 импульсов эталонной частоты преобразует синусоидальное напряжение частоты f>генератора 50

1 эталонной частоты в последовательность импульсов с периодом следования Т =- 1/бз и длительностью Ф„ .

Эти импульсы поступают на элемент

13 И, а с элемента 6 задержки сдви- 5 гающей импульсы на f ц < от выхода к выходу — íà р элементов 13.

Т р „

Ь Ф„мин при зад ыин="

С выходов формирователя 3 импульсов эталонной частоты и выходов элемента 6 задержки продифференцированные (укороченные) импульсы поступают также через блок 20, ключ 9 и блок

19 на вход формирователя 2 импульсов эталонной частоты, который формирует импульсы длительностью < причем t За*А « t91*„°

9Ю

Очевидно, что за один период Т на вход формирователя 2 поступит Р продифференцированных импульсов.

Каждый из них, поступая на элемент 5 задержки, приведет к образованию

m сдвинутых относительно друг друга импульсов, поступающих на входы m элементов 14. Так как задержки между выводами элемента б задержки с P выходами могут отличаться друг от друга, то это может привести к перекрытию импульсов на первых и последних выходах элемента 5 задержки с

m выходами. Поэтому импульс с выхода формирователя 2, кроме элемента 5 задержки, поступает также на триггер 26 запрета, выход которого подключен к m элементам. Это приводит к запиранию последних. Величина выбирается из условия заведомого отсутствия на первом выходе элемента 5 задер>кки импульса в TG» момент, когда на вход этого элемента поступает новый импульс эталонной частоты. Элементы 14 отпираются при появлении этого импульса на выходе;

Значение m u i определяются из условий 30A NaKC

ЗОВ Мин

1 Зад мин

43а49 мин

Таким образом, за один период ТЗ на каждом выходе элемента 5 задержки может появиться Р задержанных импульсов.

Формирователь 4 импульсов измеряемой частоты йк преобразует выходное напряжение произвольной формы в последовательность импульсов с периодом следования Т вЂ” — 1/f g и длительностью - .

Эти импульсы поступают на нормально закрытые m ключи, управляемые m триггерами 24, имеющими тот же номер, а также на самоблокирующийся ключевой элемент 15.

Первый импульс измеряемой частоты, сформированный после команды Пуск, пройдя самоблокирующийся ключевой элемент 15, поступает на элементы 13 и через блоки 18 сборки

883769 на элементы 14, а также блокирует элемент 15.

В общем случае возможно совпадение в двух рядом расположенных элементов 13 И. Импульсы с этих элементов 13 И поступают на соответствующие триггеры управления 23 и

24, перебрасывая их. Вследствие этого изменяется состояние ключей

10, подключенных к триггерам 23, а также ключей 7, подключенных к триггерам 24. Импульсы с элементов 13, задержанные элементами 21, на время переброса триггеров 23 управления, поступают также на входы установки нуля триггеров 23 управления. В результате триггер 23 возвращается в исходное состояние, и ключ 10 закрывается. Аналогично возвращаются в исходное состояние триггер 24 и ключ 7.

Таким образом, после первого 2О совпадения выделен один выход элемента 5 задержки и один выход элемента

6 задержки. Единичный потенциал с выхода триггера 24 через блок 17 сборки поступает на ключ 8, откры- 75 вая его, и, инвертируясь инвертором

25, запирает ключ 9.

B результате, в дальнейшем на вход формирователя 2 импульсов через ключ 10 и блок 19 сборки в каждом периоде Т поступает только один импульс с периодом следования Т>

В счетчике 12 начинают подсчитываться импульсы эталонной частоты, а на вход счетчика 11 через блок 1б начинают поступать импульсы измеряемой частоты с выхода ключа 7. Эти импульсы через блок 18 сборки поступают на вход элемента 14.

Второе совпадение, происходящее в элементах 14, возвращает ключи 7 40 и 8 в исходное состояние. Результат измерения определяется по зафиксированным в счетчиках 11 и 12 кодам

Ах и Ар

Ах х= 4

А3

Таким образом, как и в известном частотомере, измерение начинается при сформировании первого после команды Пуск импульса измеряемой частоты, а точность зависит от длительности импульсов .измеряемой частоты ГЗ и времени задержки элемента 5.

Количество элементов, входящих в устройство, резко снижается. Пусть

Т = 10 с, = 5-10 с, (как и в выше приведенном примере).

Причем ь = 10 c. т.е. число элементов И, триггеров, 65 управления, линий задержек с одним выходом, входящих в схему, равно 30 (по сравнению с 200 для известного устройства) . Общее число введенных в схему элементов (ключи, триггер запрета, блоки сборки, инвертор, формирователь и элемент задержки) равно 17.

Таким образом, эффект от использования изобретения заключается в существенном упрощении устройства, что ведет к повышению надежности устройства, к снижению себестоимости и повышению технологичности изготовления.

Формула изобретения

Цифровой частотомер, содержащий генератор эталонной частоты, первый ключ, выход которого соединен со входом первого счетчика, т ключей, первый вход каждого из которых подключен к выходу формирователя импульсов измеряемой частоты, а выходы m ключей через первый основной блок сборки — к входу второго счетчика и к первым входам m блоков сборки, вторые входы которых подключены через самоблокирующийся ключевой элемент к вы<оду формирователя импульсов измеряемой частоты, первый формирователь импульсов эталонной частоты, подключенный ко входу элемента задержки с m выходами, вход и (m-1) выход которого через т элементов И и через ю триггеров управления соединены с вторыми входами m ключей и с входами второго основного блока сборки, выход которого подключен к первому входу первого ключа, причем выходы m блоков сборки подключены ко вторым входам соответствующих m элементов И, выходы каждого из которых через соответствующие т элементов задержки соединены с соответствующими входами m тригге.р ов управления,,P элементов И, первые входы каждого из которых соединены с выходом самоблокирующегося ключевого элемента, а выходы соединены с первыми входами соответствующих P триггеров управления, вторые входы которых через соответствующие P элементов задержки соединены с выходами соответствующих P элементов И, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены элемент задержки с Р выходами, два дополнительных блока сборки, триггер запрета, инвертор, (Р+1) ключ и второй формирователь импульсов эталонной частоты, вход которого подключен к генератору эталонной частоты, а выход подключен ко второму входу первого ключа и входу элемента задержки с P выходами, выходы и вход которого соединены со вторыми входами соответствующих Р элементов И, входами первого допол883769

ТОг

2s

f4 >

22 . 7 тг .у-г

22 а

° фу

° II

Ж!

7

7!, е егЕ

Составитель Л.Воронина

Редактор Г.Волкова Техред И.Асталош Корректор Н. Швыдкая

Заказ 10217/67 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 54/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 нитсньного блока сборки и первыми входами соответствующих P ключей, вторые входы каждого из которых. соединены с выходами соответствующих

Р триггеров управления, а выходы подключены через второй дополнительный блок сборки ко входу первого формирователя импульсов эталонной частоты, при этом выход первого дополнительного блока сборки через (Р+1) -ый ключ соединены с (Р+1) -ым входом второго дополнительного блока сборки, второй вход (Р+1)-ro ключа через инвертор подключен к

7п

27 его

2fz

lе

23р !!

21р выходу второго основного блока сборки, первый вход триггера запрета соединен с выходом первого формирователя импульсов эталонной частоты, второй вход — с соответствующим вы5 ходом элемента задержки с m выходами, а выход — с третьим входом соответствующих m элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 350167, кл. G 01 R 23/02,25.12.70.

2. Авторское свидетельство СССР

9 606140,кл. G 01 R 23/02, 12.07.74.