Частотно-цифровое измерительное устройство

Частотно-цифровое измерительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсинк

Социалистические

Республик (1 1) 983566 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 09.04.81 (21) 3273584/18-21 (5I )M. Кл.

G 0l R 23/00 с присоелинением заявки №(23)Приоритет

3Ъсударсткнный камнтет

СССР

40 делан нзааретеннй н аткрытнй

Опубликовано 23.12.82 ° Бюллетень № 47 (53) УДК 621.317. . 7 (088. 8) 1

Дата опубликования описания 25.12.82

В.Л. Котляров и Л.В. Ольшевская-. с

/ с

Львовский ордена Ленина политехйический институт им. Ленинского комсомола (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54). ЧАСТОТНО-ЦИФРОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО

1 Изобретение относится к авто-. матике и электроизмерительной технике и может использоваться при изl мерении электрических и неэлектрических величин, принимающих как. положительные, так и отрицательные зна.5 чения.

Известно частотно-цифровое измерительное устройство, содержащее дат-" чик измеряемой величины, формирователь, ключи, реверсивный счетчик, триггер знака, систему индикации и схему управления $1).

Однако известное устройство имеет сложную блок-схему, объясняемую наличием реверсивного счетчика и блока определения знака разности частот.

Наиболее близким к изобретению является частотно-цифровое измерительное устройство, содержащее частотный. m датчйк, выход которого подключен к первому входу элемента И, другим входом связанного с выходом блока управления, а выходом - с входом счетчика, причем другие выходы схемы управле- . ния связаны с управляющими входами счетчика, регистра и триггера знака, и блок перезаписи (2 ).

Однако известное устройство сложно, .так как для выполнения цепей перезаписи для одного двоично-десятичного разряда необходимо восемь логических элементов. Если же учесть,.что в настоящее время счетчики в микросхемном исполнении изготавливаются только с прямыми выходами, что для получения инверсных выходных сигналов, необходимых для работы цепей перезаписи, в известном устройстве потребуются еще по четыре инвертора на каждый двоично-десятичный разряд. Кроме того, в, известном устройстве через схему цепей перезаписи всех разрядов проходят две шины от триггера знака (от прямого и инверсного выходов), что усложняет монтаж устройства.

Цель изобретения - повышение надежности и помехоэащищенности устройства

3 983566 4

Поставленная цель достигается тем, вого и второго элементов НЕ соединены что в частотно-цифровом измеритель- соответственно с третьим и четвертым ном устройстве, содержащем элемент И, входами цепи перезаписи. блок управления, счетчик, блок перезаписи, регистр, триггер знака и На чертеже представлена блок-схема датчик частоты, выход которого соеди" частотно-цифрового измерительного устнен с первым входом элемента И, вто- ройства. рой вход которого подключен к перво- Устройство содержит датчик 1 часму выходу блока управления, выход эле тоты, элемент 2 И, блок 3 управления, ° мента и соединен с первым входом счет-1в счетчик 4, блок 5 перезаписи, содержачика, второй вход которого подключен щий и цепей перезаписи, где и - колик второму выходу блока управления и чество двоично-десятичных разрядов к первому входу триггера знака, вто- счетчика и регистра, регистр 6, тригI рой вход которого подключен к ос- гер 7 знака. новному выходУ счетчика, а выход 15 Каждая цепь перезаписи блока 5 отриггера знака соединен с управляю- держит первый, второй, .третий элеменщим входом блока перезаписи, третий ты равнозначности 8-10, первый и втовход блока управления соединен с уп- рой элементы 11 и 12 И-НЕ, первый равляющим входом регистра, разрядные второй инверторы 13 и 14. входы счетчика соединены с соответст 20 Выход датчика 1 соединен с первым вующими разрядными входами регистра, входом элемента 2 И, к второму вхоразрядные выходы которого подключены ду которого подключен первый выход к соответствующим входам блока пере- блока 3 управления. Выход элемензаписи выходы которого соединены с та 2 И соединен с входом счетчика 4, t выходными шинами устройства. 2s разрядные выходы которого подключены к разрядным входам регистра 6.

При этом блок перезаписи состоит Выходы каждого двоично-десятичиз и цепей перезаписи, а каждая цепь ного разряда регистра 6 соединены с перезаписи состоит из трех элементо входами соответствующей ему цепи перавнозначности, двух элементов И-НЕ зо резаписи блока 5 следующим образом: и двух элементов НЕ, первый вход пер- выход первого (младшего) разряда ре" вого элемента равнозначности подклю гистра 6 соединен с первым входом перчен к первому входу цепи перезаписи, вого элемента 8 равнозначности, вывторой вход первого элемента равноход второго разряда соединен с вторым значности соединен с управляющим вхо 35 входом второго элемента 12 И-НЕ, выдом цепи перезаписи, с первыми входа- ход третьего разряда регистра 6 соки первого и второго элементов И-НЕ, единен с входом первого инвертора 14, выход первого элемента равнозначности выход четвертого разряда регистра 6 подключен к первому выходу цепи пере-. соединен с входом второго инвертозаписи, второй вход цепи перезаписи 4О .Ра 13. Выход второго элемента 12 И-НЕ соединен с вторым выходом цепи пере- соединен с первым входом второго weзаписи и с вторым входом второго эле- мента 9 равнозначности и вторым вхомента И-НЕ, первый вход второго эле- дом первого элемента 11 И-НЕ, выход мента равнозначности подключен к вы- первого инвертора 14 соединен с вторым ходу второго элемента И-HE и к второ 4 входом второго элемента 9 равнозначму входу первого элемента И-HE, BTo ности и третьим входом первого алерой вход BToporo элемента равнознач- мента 11 И-НЕ, выход инвертора 13 ности соединен с выходом первого эле- с вторым входом третьего элемента 10 мента НЕ и с третьим входом первого равнозначности, к первому входу котоэлемента И-НЕ, выход второго элемента рого подключен выход первого элеменравнозначности соединен с третьим вы- та ll И-НЕ. К второму входу первого ходом цепи перезаписи, первый вход элемента 8 равнозначности, к первому тРетьего элемента Равйозначности под- входу второго элемента 12 И-НЕ и к ключен к выходу пеРвого элемента И-НЕ первому входу первого элемента 1 1 И-HE втоРой вход тРетьего элемента Равно- подключен выход триггера 7 знака, к значности соединен с выходом вто ого второму и первому входам которого под55 элемента НЕ, выход третьего элемента ключены соответственно выход счетчи-

Равнозначнос™ подключен к четвеРто- ка 4 и второй выход блока 3 управлемУ выхоДУ Цепи пеРезаписи, вхоДы пеР- ния который подключен также к ВТо

l %

5 9835 рому входу счетчика 4. Третий выход блока 3 подключен к управляющему входу регистра 6. Выходы первого, второго, третьего элементов 8-10 равнозначности каждой цепи перезаписи и выход 5 вторых двоично-десятичных разрядов регистра 6 соединены с выходными шинами устройства. блок 3 управления представляет собой последовательно соединенные ге- 10 нератор опорной частоты и счетчик с подключенным к его выходам набором логических схем, вырабатывающих последовательность управляющих сигналов;

"Установка счетчика 4 и триггера 7 зна. ка", "Измерение входной величины", "Перезапись в регистр 6".

Устройство работает следующим образом.

В начале каждого измерения блок 3 20 управления формирует импульс, осуществляющий начальную установку счетчика 4 и триггера 7 знака. Счетчик 4 устанавливается в состояние, соответствующее дополнительному коду число— вого эквивалента начальной частоты датчика 1. а триггер 7 знака — в состояние. соответствующие отрицательному значению измеряемой величины.

Импульсы с выхода датчика 1 в течение определенного времени измерения через .элементы 2 И поступают на вход счетчика 4. Если измеряемая величина положительна, то счетчик 4 пеРеполнится, тРиггеР 7 знака пеРе.ключится в состояние, соответствующее положительному значению измеряемой величины. В результате этого состояние регистра 6 с помощью цепей перезаписи блока 5 будет выводиться на выходные шины устройства в прямом коде.

Если измеряемая величина отрицательна, переполнение счетчика 4 не произойдет, триггеР 7 знака останет- 45 ся в первоначальном состоянии, цепи перезаписи блока 5 преобразуют дополнительный код числа, записанного в регистр 6, в прямой и выводят его на выходные шины.

По сравнению с известным устройством предлагаемое отличается прас" тотой схемного решения цепей перезаписи и монтажа всего устройства. Так, при выполнении цепей перезаписи на

55 микросхемах, например K 133 серии, в предложенном устройстве потребуется

4 два корпуса (а точнее 1 -). Если

66 6 предположить, что счетчик результата имеет шесть двоично-десятичных разрядов, то для выполнения цепей перезаписи потребуется десять корпусов.

Что касается известного устройства, то подсчет корпусов, необходимых для выполнения его цепей перезаписи, затруднителен, так как среди микросхем отсутствуют элементы И, ИЛИ (есть И-НЕ, ИЛИ-НЕ). Если построить цепи перезаписи в известном устройст ве на элементах одной из наиболее распространенных серий К133, то на один двоично-десятичный разряд по1 требуется 4 — корпуса а на шесть

I

1 разрядов 25 —, т.е. в предложенном устройстве использовано в 2,5 раза меньше элементов, чем в известном.

Если принять стоимость одного элемен-. та К133 серии в среднем 2 руб,, то затраты на изготовление 1 экземпляра предложенного устройства (в смысле стоимости использованных элементов ) на 32 руб. меньше затрат в известном.

Монтаж предложенного устройства более прост,,так как требует подключение только прямых выходов счетчика результата через регистр к входам цепей перезаписи и одного выхода триггера знака, в то время как,в известном устройстве необходимо подключение к входам цепей перезаписи как прямых,так и обратных выходов счетчика результата, а также двух выходов триггера знака.

Уменьшение подводимых проводов к цепям перезаписи в предложенном устройстве повышает его надежность.

В известном устройстве выходы ре" гистра выведены на внешние шины устройства. Это уменьшает помехозащищенность устройства, так как помехи, возникающие на его внешних разъемах, будут сбивать состояние регистра °

Предложенное устройство обладает повышенной помехозащищенностью, так как на внешние разъемы выведены не выхо— ды регистра, а выходы цепей перезаписи. Поэтому помеха, возникшая на внешних разъемах устройства, не приведет к сбою регистра.

Таким образом, подключение цепей перезаписи блока 5 к выходным шинам устройства и соединение разрядных выходов счетчика с соответствующими разрядными входами регистра, разрядные выходы которого соединены r. соот9835 ветствующими входами цепей перезаписи, а также изменение принципиальной схемы цепей перезаписи обеспечивает повышение надежности и помехозащищенности устройства. 5

Формула изобретения

1. Частотео-цифровое измерительное устройство, содержащее элемент И, блок управления, счетчик, блок перезаписи, регистр, триггер знака и датчик частоты, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления, выход элемента И соединен с первым входом счетчика, второй вход которого подключен к второму выходу блока управления и к первому входу триггера знака, второй вход которого подключен к основному выходу счетчика, а выход триггера знака соединен с управляющим входом блока перезаписи, третий выход блока управления соединен с управляющим входом регистра, о т л .ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и помехозащищенности, разрядные выходы счетчика соединены с соответствующими разрядными входами регистра, разрядйые выходы которого подключены к соответствующим входам блока перезаписи, выходы которого соединены с выходными шинами zs устройства.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок перезаписи выполнен в виде И цепей перезаписи, каждая из которых содержит ео три элемента равнозначности, два эле1

66 8 мента И-НЕ, два элемента НЕ, при этом первый вход первого элемента равнозначности подключен к первому входу цепи перезаписи, второй вход первого элемента равнозначности соединен с управляющим входом цепи перезаписи, с первыми входами nepaoro и второго элементов И-НЕ, выход первого элемента равнозначности подключен к первому выходу цепи перезаписи, второй вход цепи перезаписи соединен с вторым выходом цепи перезаписи и с вторым входом второго элемента И-НЕ, первый вход второго элемента равнозначности подключен к выходу второго элемента И-НЕ и к второму входу первого элемента И-НЕ, второй вход второго элемента равнозначности соединен с выходом первого элемента HE и с тре-тьим входом первого элемента И-НЕ, выход второго элемента равнозначности соединен с третьим выходом цепи перезаписи, первый вход третьего элемента равнозначности подключен к выходу первого элемента И-НЕ, второй вход третьего элемента равнозначности соединен с выходом второго элемента НЕ, выход третьего элемента равнозначности подключен к четвертому выходу цепи перезаписи, входы, первого и второго элементов НЕ соединены соответственно с третьим и четвертым входами цепи перезаписи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Голембо В.A. и др. Пьезокварцевые АЦП температуры. Киев, "Вища школа", 1977, с. 39.

2. Авторское свидетельство СССР

NÃ 408456, кл. H 03 К 13/02, 1974 (прототип).

983566

Короектоп Г. Огар.

Подписное

Составитель Н. Каплин

Редактор Н. Николайчук Техреду M.TeneP

Заказ 9911/51 Тираж 71.7

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 t)0ß Иоскаа Ж-Я Раушская наб. g. 4Д

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4