Электронно-счетный частотомер Советский патент 1983 года по МПК G01R23/00 

fi f2.

со

4 ч

2, Частото1иер по п. 1, о т л и чающййс я тем, чтоблок разноса импульса содержит две цепи последовательно соединенных элемента задержки ; элемента совпадения, ждущего мультивибратора, ключа и элемента ИЛИ, а также третий и четвертый ждущие мультивибраторы, R5 -триггер, третий и четвертый элементы совпадения, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами элементов ИЛИ первой и второй цепей, входы элементов задержки первой и второй цепей соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого ждущих мультивибраторов, выход

третьего мультивибратора подключен к первому входу RS-триггера и второму входу четвертого ждущего мультивибратора, выход последнего соединен с вторым входом RS -триггера и вторым входом третьего мультивибратора, первые входы третьего и четвертого элементов совпадения соединены соответственно с выходами элементов задержки первой и второй цепей, первый выход RS-триггера соединен, с вторыми . входами третьего элемента совпадения. и элемента совпадения второй цепи, второй выход RS-триггера подключен к вторым входам четвертого элемента совпадения и элемента совпадения первой цепи.

1. ЭЛЕКТРОННО-СЧЕТНЫЙ ЧАСТОТОМЕР, содержащий последовательно соединенные генератор меток времени, формирователь строб-импульса, формирователь времени индикации, формирователь сброса, реверсивный счетчик и блок индикации, а также двухканальный усилитель-Формирователь и осноВг ной временной селектор, выход которого соединен с вторым входом реверсив-; ного счетчикс1, а выход формирователя сброса подклк)чен к установочным входам генератора меток и формирователя строб-импульса, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия измерительного цикла и расширения функциональных возможностей, в него введены дополнительный временной селектор и блок .разноса импульсов, два входа которого соединены с соответствующими выходами двухканального усилителя-формирователя, а два выхода блока разноса импульсов подключены соответственно к первым входам основного и дополнительного временных селекторов, а вторые входы последних соединены с вторым выходом формирователя строб(Л импульса, выход дополнительного временного селектора подключен к третьему входу реверсивного счетчика.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике.

Известны универсальные электронносчетные частотомеры, производящие автоматические измерения усредненных значений частоты электрических колебаний 1.

Однако они имеют низкое быстродействие измерительного цикла.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство, содержащее последовательно . соединенные усилитель-формирователь, временной селектор, реверсивный счетчик и блок индикации, а также последовательно соединенные генератор меток,времени, формирователь строб-импульса, формирователь рремени индикации и формирователь сброса, причем выход последнего соединен с установочными входами реверсивного счетчика, генератора меток и.формирователя строб-импульса, выход которого подключен к второму входу временного селектора 2,

Время одного цикла измерения этого устройства определяется по формуле:

i t где tj, - время счета (длительность строб-импульса), обычно равное (, 1, 2 3, 4),

время индика ции, необходимое для снятия информации,

- 5с,

t - длительность импульса сброса, для транзисторных схем t 20 - 40 МКС, для схем на ИМС ,5 - 1 мкс;

t,j - задержка срабатывания декадных делителей, входящих

в блок, обычно МКС.

Из соотношения (1) следует, что в полном цикле измерений большую часть времени составляют потери на считывание полученной информации, а не сами измерения. Кроме того, для полунения абсолютной разности изменения частоты электрических колебаний необходимо производить вычисления по двум

показаниям частотомера (для этого : i, требуется дополнительное время обработки) . Следовательно, известное устройство имеет низкое быстродействие измерительного цикла.

5 Цель изобретения - повышение быст. родействия измерительного цикла и расширение функциональных возможностей электронно-счетного частотомера. Поставленная цель достигается тем,

Q что в электронно-счетный частотомер, содержащий последовательно соединен-., ные генератор меток времени, формирователь строб-импульса, формирователь времени индикации, формирователь

5 сброса, реверсивный счетчик и блок индикации, а также двухканальиый усилитель-Формирователь и основной временной селектор, выход которого соединен с вторым входом реверсивно,го счетчика, а выход формирователя сброса подключен к установочным входам генератора меток и формирователя строб-импульса, введены дополнительный временной селектор и блок разно. с.а им пульсов, два входа которого сое5 диненыс соответствующими выходами двухканального усилителя-формирователя, а два выхода блока разноса импуль сов подключены соответственно к первым входам основного и дополнительного временных селекторов, а вторые входы последних соединены с вторым выходом формирователя строб-импульса, выход дополнительного временного сеектора подключен к третьему входу еверсивногосчетчика.

Блок разноса г1мпульсов содержит ве цепи последовательно соединенных элемента задержки, элемента совпадения, ждущего мультивибратора, ключа и элемента ИЛИ, а также третий и четвертый ждущие мультивибраторы, RSтриггер, третий и четвертый элементы совпадения, выходы которых соединены, соответственно с вторыми входами элементов ИЛИ первой и второй цепей, ходы элементов задержки первой и торой цепей соединены соответственно с первыми.входами третьего и четертого ждущих мультивибраторов/ выход третьего ждущего мультивибратора подключен к первому входу RS-триггера и второму входу четвертого- ждущего, мультивибратора, выход последнегоч соединен с вторым входом RS-триггёра и вторым входом третьего мультивибратора, первые входы третьего и;четвертого элементов совпадения соединены соответственно с выходами .элементов Зсщержки первой и .второ{| цепей, первый выход RS-триггера соединен с вторыми входами третьегоэлемента совпадения и элемента совпадения второй цепи, второй выход/RSтриггера подключен к вторым входам четвертого элемента совпадения и элемента совпадения первой цепи

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема блока разноса импульсов; на фиг.З осциллограммы, поясняющие работу этого блока.

Электронно-счетный частотомер имеет двухканальный усилитель-формирователь 1, генератор 2 меток времени, содержащий опорный (кварцевый) генератор и делитель частоты/формирователь 3 строб-импульса, формирователь 4 времени индикации,формирователь 5 сброса, реверсивный счетчик 6, блок 7 индикации, основной временной селектор 8, дополнительный временной : селектор 9, блок 10 разноса импульсов.

Блок разноса импульсов содержит третий 11 и четвертый 12 ждущие мультивибраторы, RS-триггер 13, элементы 14 и 15 задержки соответственно первой и второй цепей, элементы совпадения соответственно первой и второй цепей, ждущие мультивибрато 20 и 21 первой и второй цепи, ключи 22 к .23 первой и второй цепей, работгиощие от отрицательного фронта, элементы ИЛИ 24 и 25 первой и второй цепей соответственно.

При рабо-пе устройства формирователь 3 синхронно включает два селе тора 8 и 9, другие входы которых пЪдключены к выходу блока 10 разноса им-: пульсов, и на счетчик 6 поступают импульсы сложения и вычитания, разне-

сенные во времени до разрещающей способности счетчика 6.

Осциллограммы, приведенные на фиг. 3Jизображают: а,S - импульсы с первого и второго выходов усилителейФормирователей соответственно в, г импульсы с прямого, выхода ждущих мультивибраторов 11 и 12; А,е - импульсы с прямого и инверсного выходов триггера 13; X - импульсы с выхода элемента 14; 3 - импульсы с выхода элемента 16; И - импульсы с- инверсного выхода мультивибратора 20; к - импульсы с выхода ключа 22; / - импульсы с выхода элемента 17; - импульсы с выхода элемента 24; н - импульсы с . выхода элемента 15; о, п - импульсы с выхода элементов 18 и 19; Р - импульсы с инверсного выхода мультивибратора 21; с - импульсы q выхода ключа 23; т - импульсы с выхода элемента 25.

Работа блока разноса импульсов заключается в следующем.

Ждущие мультивибраторы 11 и 12 выполнены таким образом, чт.о в каждый данный момент времени может работать только один из них, причем тот, импульс запуска на который приходит раньше (фиг. Зв, г). На время, равное длительности выходного импульса мультивибратора, второй .мультивибратор остается блокированным. Это обеспечивается связью выходной цепи каждого из мультивибраторов 11 и 12 с соответствующим входом другого. Выходные импульсы с двухканального усилителя-формирователя 1 (фиг. За, б), запускающие ждущие мультивибраторы 11 и 12, одновременно поступают на элементы 15 и 14, которые обеспечивают задержки сигналов на время переключения триггера 13 (фиг. Зж, н), Последний после действия выходных импульсов с мультивибраторов 11 и 12 устанавливается в состояние, соответствующее потенциалу логической единицы на выходе того плеча, на которое импульс пришел раньше (фиг. Зд, е). Таким образом, для импульсов, поступающих с элементов 14 и 15 на элементы 16 - 19, возможны два направления через элемент 17 на элемент 24 - для импульсов первого канала (фиг. ЗлУi череэ элемент 18 на элемент 25 - для импульсов второго кансша (фиг. Зо), при этом по данному направлению ИЙУт импульсы того кангша, в который они приходят несколько раньше, . а .также череэ элемент 16, мультивибратор 20, ключ 22 на элемент 24 для импульсов первого канала (фиг.Зэ и, к, м) через элемент 19, мультивибратор 21, ключ 23 на элемент 25 для импульсов второго канала (фиг.Зп PJ с, т) по данному направлению идут импульсы того канала, в они приходят поэже.

Таким образом, ждущие мультивибраторы 11 и 12 сравнивают интервал между входными импульсами и в том случае когда он меньше длительности самих импульсов (фиг. За, б), устанавливают триггер 13 в соответствуюцее положение. При этом опережаквдий импульс -проходит без задержки, а отстающий получает дополнительную задержку (за счет мультивибраторов 20 и 21), поскольку цепь прохождения без задержки для него (отстающего) закрыта элементом 17 (или 18).

В том случае если интервал между входными импульсами больше длительности выходных импульсов с мультивибраторов 11 и 12, каждый из них работает поочередно, не влияя друг на друга,, и импульсы каждого канала проходят без дополнительной задержки.

С выхода блока разноса импульсы обоих каналов через открытый селектор 8, 9 проходят на реверсивный счетчик б, выполненный синхронным (например, на 155ИЕ6), без дополнительных потенциальных шин разрешения

сложения и вычитания. В счетчике суммируется информация, равная разности поступающих импульсов при этом за счет разнесения во времени входЙых импульсов, потери последних не проис35ОДИТ и погрешность измерения разностичастот не превосходит .±1 счета.

Цикл -измерения в предложенном устройстве равен выражению (1).

Для прототипа это эквивалентно двум циклам измерения

1Чикл 2{ сч инл -М обе : 2| где - время обработки двух результатов измерений, toefp инд.

Обычно, t % tj « сч 4 ИНА

выраженное (2) и (1) примут вид: для прототипа - .

(сч.„„А)о5р«-2 3 „„д,

для предложенного устройства

цикл сч ииА . При цикл измерения в предложенном устрюйстве сократился в 2,5 раза по сравнению с известными устройствами.