Измеритель отношения частот

Измеритель отношения частот

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюа Севееекия

Соцяийптвчиееасик

Рвспубаик

ysj993142

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27. 05. 81. (21) 3297203/18-21 с присоединением заявки Мо —. (23) Приоритет

Опубликоваио300183..Бюллетень Ио 4

Дата опубликования описания 30. 01. 83

РЦ М- Its-з

G 0l R 23/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий ЩУДК621.317, (088.&) (72) Авторы изобретения

P ° В.Коровин и И.И.Ковтун (71) Заявитель (54 ) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ЧАСТОТ

Изобретение относится к цифровой измерительной технике.

Известен цифровой измеритель отношения временных интервалов, содержащий формирователь, элемент ИЛИ, счетчики и элементы И (1 .

Указанное устройство имеет сравнительно невысокое быстродействие, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой измеритель отношения временных интервалов, содержащий измеритель временных интервалов, три счетчика, два элемента сравнения, элемент ИЛИ, распределитель импульсов, элемент фиксации 0 и счетчик результата (2 J.

Недостатком известного цифрового измерителя является недостаточное быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель отношения частот, содержащий блок формирования периода, формирователь коротких импульсов, три элемента И, генератор опорного периода, три счетчика, элемент совпадения, счетчик с индикатором, блок управления н элемент ИЛИ, причем выход генератора опорного периода подключен к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго счетчиков, выходы последних подключены соответственно к первым и вторым входам элемента совпадения, введены коммутатор и вентильная группа, сигнальные входы которой соединены с соответствующими выходами третьего счетчика, выходы вентильной группы подключены к соответствующим входам первого счетчика, выход элемента совпадения соединен с первым входом блока управления, первый выход которого подключен к входу блока формирования периода, выход последнего соединен с вторым входом первого элемента И, выход формирователя коротких импульсов подключен к первому входу третьего элемента И и к второму входу блока управления, второй выход которого соединен с вторыми входами второго и третьего элементов И, выход последнего подключен к первым входам коммутатора и элемента

ИЛИ, выход последнего соединен с первым входом третьего счетчика, второй вхбд которого подключен к выходу второго элемента И, второй вход эле993142 мента ИЛИ соединен с третьим выходом блока управления, четвертый выход которого подключен к вторым входам коммутатора, вентильной группы и второго счетчика, выходы коммутатора соединены с соответствующими входами 5 счетчика с индикатором.

На фиг.1 представлена функциональная схема цифрового измерителя отношения частоту на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устрой- 10 .ства на примере выбранного отношения частот, цифровой измеритель отношения частот содержит формирователь 1 коротких импульсов, блок 2 управления, третий элемент И 3, блок 4 формирования периода, первый элемент И 5, первый счетчик 6, элемент 7 совпадения, вто-, рой счетчик 8, второй элемент И 9, коммутатор 10, счетчик 11 с индикаторам, элемент ИЛИ 12, третий счетчик 13, вентильная группа 14, генератор 15 опорного периода.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении все счетчики находятся в нулевом состоянии (цепи установки их в исходное состояние для упрощения,не показаны). все три элемента 3,5 и 9 заперты отсутствием разрешающего напряжения на их управляющих входах. Генератор 15 вырабатывает высокастабильную периодическую .последовательность импульсов с частотой fод- - — 7, на вход устройства пос I тупают сигналы сравниваемых частот 35 1 и Р2, Работа измерителя начинается с появления на первом выходе блока 2 сигнала, который поступает на вход блока 4 формирования периода. 40

Блок 4 под действием этого сигнала вырабатывает на своем выходе разрешающий импульс длительностью

Т - вЂ, который открывает элемент 5,

F2 пропускающий в течение этоГо интерва-4g ла Т2 импульсы опорного периода Тв„ с генератора 15 íà счетный вход счетчика б. Таким образом, к концу интервала Т> в счетчике б будет записан

7 50 код М2

2 7„

Как только счетчик б начнет считать импульсы с генератора 15, спад первого же импульса с выхода формиро- .вателя 1, поступающий на второй вход блока 2, вызывает появление íà его втором выходе разрешающего напряжения, которое поступает на управляющие. входы элементов 3 и 9 и открывает последние. Через элемент 9 на счетный60 вход счетчика 13 поступают импульсы опорного периода Тод с генератора 15.

Элемент 3 пропускает через себя импульсы частоты Г1 с выхода формирователя 1, которые затем с одной стороны через коммутатор 10 поступают на вход декады единиц счетчика 11, а с другой стороны через элемент 12на второй вход счетчика 13. Таким образам, в счетчике 11 подсчитывается количество импульсов частоты F за интервал Т2, сосмгветствующее целочисленной Части измеряемого отношения

F„ /F>, а счетчик 13 в каждый текущий момент времени содержит код временного интервала., прошедшего с момента появления-на выходе формирователя 1 очередного (последнего) импульса частоты Р„.

Сигналы частоты f и кроме счетчика 13 поступают также на счетный вход счетчика 8, который в данном случае подсчитывает количество опорных периодов Топ, прошедших с начала формирования блоком 2 временного интервала Т2 на элементах 3 и 9. Как, только код счетчика 8 сравняется с кодом счетчика б (в котором зафиксирован к этому моменту код временного интервала Т ) срабатывает элемент

7, сигнал которого поступает на первый вход блока 2. Блок 2 в этот же момент прекращает подачу разрешающего напряжения на управляющие входы элементов 3 и 9. К этому моменту времени в счетчиках 6 и 8 записан код интервала Т, в счетчике 11 — код количества целых периодов частоты а в счетчике 13 — код временного интервала между последним импульсом частоты F„ и концом временного интервала Т2.

Сигнал на четвертом выходе блока

2 воздействует на вход сброса в нуль счетчика 8, в результате чего последний переходит в исходное нулевое состояние, на коммутатор 10, который отключае г вход декады единиц счетчика

11 и соединяет свой сигнальный вход со входом декады десятых долей (измеряемого отношения), и на управляющий вход вентильной группы 14, в результате чего последняя открывается и передает код, записанный в счетчике

13, в счетчик б. Однако соединение вентильной группы 14 с разрядами счетчика б осуществлено так, что код числа, записанного в первой декаде счетчика 13, вводится во вторую дека« ду счетчика б, код из второй декады счетчика 13 переносится в третью декаду счетчика б и т.д, Таким образом, в результате перезаписи в счетчике б оказывается записанным код числа, в 10 раз большего числа, име шегося в счетчике 43. И, наконец, сигналом с четвертого выхода блока управления счетчик 13 обнуляется через элемент 12, после чего устройство готово для второго цикла измерения.

Второй цикл измерения начинается с момента поступления на второй вход

- -993142 блока 2 спада очередного импульса с формирователя 1. При этом Ма втором вйходе блока 2 появляется разрешаю щий сигнал, отпирающий элементы 3 и

9, сигналы которых поступают на счетчики 8,. 11 н 13. Счетчик 8 накапливает текущий код интервала Т„ до момента срабатывания элемента 7 в момент равенства кода счетчика 8 коду счетчика 6. К этому моменту времени в декаду десятых долей измеряемого отношения счетчика 11 будет записано число целых периодов Т в интервале Т, а в счетчике 13 — код интервала между последним импульсом частоты F и концом интервала Ти .

Далее вновь запираются элементы 3 и

9, обнуляется счетчик 8, переключается коммутатор 10 на работу с декадой сотых долей измеряемого отношения счетчика 11, осуществляется перезапись с одновременным умножением на 10 кода из счетчика 13 в счетчик

6, срабатывает на нуль счетчик 13,—

,н устройство .готово к следующему (третьему) циклу измерения. В дальнейшем работа устройства происходит. аналогично.

Временные диаграммы (фиг.2) иллюстрируют работу устройства, например, при вычислении. отношения частот, равЕ г ного †=1,456. Кроме того, обозначе2 . ны (Фиг.2-а, э) входные измеряемые напряжения частотой F и Е1 соотв<*тственно; Т вЂ” временноф интервал 72= е на выходе блока 4(фнг. 2, б)импульсная после .довательность с периодом Т1= — с выхода

1 формирователя Г (фиг.2,r) Здесь же пронумерованы импульсы и указан вре менный интервал, равный сумме времени измерения. и времени вычисления отт ношения частоты " = †=1,456 с точ71 ностью до третьегб знака, после запятой. Импульс А последовательности запускает устройствами

Длительность временных интервалов, заполняемых опорными импульсами частоты Ео, на выходе счетчиков 6 и 8 соответственно, (фиг.2-д,ж) . равнат первого — длительности, Tg ° второго умноженного на 10 остатка от,целочисленной части отношенияу третьего— умноженногб на 10 остатка от десятой части отношения и т.д.

Обозначены также дробная часть i -.го измерительного интервала, значение которой меньше Т„ (фиг.2,е) импульсы частоты F, поступающие в соответствующие измерительные интервалы на

Е1 декады целой части отношения,—., деi кад десятых, сотых и т.д. долей отF„ ношения — (фиг. 2, з1.

Е2

Для прьГведенного примера целочисленная часть отношения Е1 / F2 формируется, как в обычных нзмери.гелях, путем квантования пеРиода 72= F импуль сами с периодом Т„= Д- Тогда 223-им

5 импульсом заканчивается измерение целочисленной части результата. Схема переводится к следующему. циклу измерений, готовя при этом декаду десятых долей счетчика результата к

10 работе. 124-ым импульсом схема запускается, а на декаду десятых долей (0,1 ) начнут поступать импульсы последовательности, имеющие номера

125, 126, 127, 128 (для данного при)5 мера 4 импульса). После этого идет формирование дода сотых долей, включение декады 0,01 и т.д.

Для определения отношения частот

= 123,456 с точностью до тысячных

20 долей необходимо подать на счетчик результата всего 141 импульс с периодрм T в то время как в прототипе .для аналогичного примера необходимо

123456 импульсов с тем же периодом.

А это равнозначно сокращению времени измерения отношения частот примерно э 875 раз. что характеризует предлагаемое устройство как техническое решение,.обладающее гораздо большим быстродействиея, чем устройство-про- тотип и аналогичные ó устройства., Формула изобретения

З5 Измеритель отношения частот, со- .. держащий блок формирования периода, формирователь коротких импульсов, три элемента И, генератор опорного периода, три счетчика, элемент сов40 падения, счетчик с .индикатором, блок управления и элемент ИЛИ, причем выход генератора опорного периода подключен к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых

45 соединены с входами соответственно первого и второго счетчиков, выходы последних подключены соответственно к первым и вторым входам элемента совпадения, отличающийся тем, что, с целью повышения бысзродей-50 ствия, в него введены коммутатор и вентильная группа, сигнальные входы которой соединены с соответствующими выходами третьего счетчика, выходы вентильной группы подключены к соот55 ветствующим входам первого счетчика, выход элемента совпадения соединен с первым вхОдом .блока управления, первый выход которого подключен к входу блока формирования периода, 60 выход последнего соединен с вторым входом первого элемента И, выход формирователя коротких импульсов подключен к первому входу третьего элемента И н к второму входу блока уп65 равления, второй выход которого сое993142 динен с вторыми входами второго и третьего элементов И, выход последнего подключен к первым входам коммутатора и элемента ИЛИ, выход послед- него соединен с первым входом третьего счетчика, второй вход которого подключен к выходу второго элемента

И, второй вход элемента ИЛИ соединен с третьим выходом блока управления, четвертый выход которого подключен к вторым входам коммутатора, вентильной группы и второго счетчика, выходы коммутатора соединены с соответствующими входами счетчика с индикатором.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертиэе

Авторское свидетельство СССР

9 864236; кл. Q 04 F 10/04.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 573874, кл. 5 01 Й 23/02, 2,.4.76.

Составитель В.Кашута

Редактор A.Ôðîëîâà Техред М. Надь Корректор О. Билак ,Заказ 448/60 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,- Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæroðoä,. Ул.Проектная,4