Цифровой периодомер с автоматическим выбором предела измерения Советский патент 1984 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к импульсной, и электроизмерительной технике и может быть использовано при создании измерителей периода следования электрических сигналов.

Известно устройство для измерения периода с автоматизацией выбора предела измерения, содержащее входной формировательсигналов, генератор опорной частоты, счетчик импульсов, счетчик поддиапазонов и ключи Cl3.

Однако это устройс во имеет узкий динамический диапазон измерения, так как при малых значениях периода для обеспечения необходимой точности измерения требуется высокая частота опорных сигналов.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения периода, содержащее генератор образцовой частоты, выход которого через первый ключ соединен с. входом счетчика импульсов, входной формирователь, нагруженный на вход счетчика поддиапазонов, элемент ИЛИ, выход которого соединен с одним из управляющих входов второго ключа, второй входкоторого подключен к одному из йыходов счетчика импульсов, пусковой ключ, управляющий (ход которого соединен с выходом формирователя, дешифратор поддиапазонов, входы которого подключены к выходам счетчичика поддиапазонов, а выходы к входу элемента ИЛИ и триггера, входы которого соединены с выходами второго и пускового ключей, а его выход подключен к управляющда входам формирователя импульсов и первого ключа 2.

Однако в известном устройстве воз можны сбои вследствие изменения перида в процессе измерения. Эти сбои возникают часто, если значение измеряемой величины находится на стыке двух поддиапазонов измерения. В этом случае переполняется счетчик импульсов, и в момент окончания очередного измеряемого интервала старший разряд счетчика оказывается в нулевом состоянии, что приводит к сбою.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности периодомера.

Указанная цель достигается тем, что в цифровой периодомер с автоматическим выбором предела измерения, содержащий генератор опорной частоты подключенный к входу счетчика импульсо через первый ключ, управляющий вход

которого соединен с выходом формирующего триггера и управляющим входом второго ключа, а также входной формирователь, выход которого через третий ключ соединен с входом S формирующего триггера и через второй ключ с первым входом счетчика поддиапазонов, выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ через дешифратор поддиапазонов, введены дополнительный старший разряд счетчика имлульсов и дополнительные элемент ИЛИ ключ и триггер, а также одновибратор и триггер запуска, причем D вход дополнительного триггера соединен с выходом дополнительного элемента ИЛИ тактовый вход - с выходом элемента ИЛИ, а выход - с входами R формирующего триггера и триггера запуска, а также с входом одновибратора, выход которого через дополнительньА ключ подключен к входу сдвига информации счетчика импульсов, при этом выход дополнительного старшего разряда счетчика импульсов соединен с управляющим входом дополнительного ключа и первым входом дополнительногр элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда счетчика импульсов, вход S триггера запуска соединен с входш4И установки в О счетчика импульсов, счетчика поддиапазонов и дополнительного триггера, выход соединен с управляющим входом третьего ключа.

На чертеже представлена блок-схема цифрового периодомера с автоматическим выбором предела измерения.

Периодомер содержит генератор t опорной частоты, ключ 2, элемент ИЛИ 3, счетчик 4 импульсов с дополнительным старшим разрядом 5, одновибратор 6, ключ 7, формирующий и дополнительный триггеры 8 и 9, злемент ШШ 10, триггер 11 запуска, ключ 12, дешифратор 13 поддиапазонов, входной формирователь 14, ключ 15, счетчик 16 поддиапазонов; генератор 1 опорной частоты под й1ючен к счетчику 4 импульсов через ключ 2, управляющий вход которого соединен с выходом триг гера 8 и управлянлцим входом ключа 15 Входной формирователь 14 через ключ 12 соединен с входом S триггера 8 и через ключ 15 - со счетным входом счетчика 16 поддиапазонов. Выходы счетчика 16 соединены с входами элемента ИЛИ 10 через дешифратор 13 поддиапазонов. Вход D триггера 9 соединен с выходом элемента ИЛИ 3, такто вьй вход - с выходом элемента ИЛИ 10 а выход - с входами R триггеров 8 и 11 и входом одновибратора 6. Выход одновибратора 6 через ключ 7 подключен к входу сдвига информации счетчи ка 4 с дополнительным-разрядом 5, а выход дополнительного разряда - с уп равляющим входом ключа 7 и входом элемента ИЛИ 3, второй вход которого соединен со старшим разрядом счетчика 4. Вход S. триггера 11 соединен с входами установки в О счетчика 4 импульсов с дополнительным разрядом 5, счетчика 16 поддиапазонов и триггера 9. Выход триггера 11 подключен к управляющему входу ключа 12. Периодомер работает следующим образом. В исходном состоянии ключ 2 и клю 15закрыты потенциалом с выхода формирующего триггера8. С поступлением сигнала Пуск триггер 11 запуска устанавливается в единичное состояние и своим выходом открывает ключ 12. Одновременно счетчик 4 импульсов с дополнительным рязрядом 5, счетчик 16поддиапазонов и дополнительный триггер 9 устанавливаются в нулевое состояние. Первый после сигнала Пуск импульс, соответствующий началу измеряемого периода, приходящий с входа через формирователь 14, уста навливает формирующий триггер 8 в единичное состояние, который, в свою очередь, открывает ключи 2 и 15. Импульсы с генератора 1 опорной частоты начинают поступать на вход счетчи ка 4 импульсов. По окончании одного периода измеряемого сигнала импульс, соответствующий его окончанию, через ключ 15 подается на вход счетчика 16 поддиапазонов, на выходе О дешифратора 13 поддиапазонов появляется потенциал, который проходит через элемент ИЛИ 10 и подается на тактовый вход триггера 9..Если к этому моменту в старшем разряде счетчика 4 импульсов оказывается единица, то она через элемент ИЛИ 3 поступает на вход D триггера 9, который в момент появления потенциала на его так товом входе устанавливается в единич ное состояние. При этом формирующий триггер 8 устанавливается в нулевое состояние и закрывается ключ 2, счет ные импульсы не поступают на вход счетчика 4. Кроме того, в нулевое состояние устанавливается триггер 11 запуска, что приводит к закрытию ключа 12,.закрывается ключ 15 и запускается одновибратор 6. Импульсс выхода одновибратора поступает на вход ключа 7, но, поскольку дополнительный разряд 5 находится в нулевом состоянии, импульс на вход сдвига инфор,мации счетчика 4 не поступит. На этом процесс измерения закончится, и измерительньй интервал будет равен одному периоду измеряемого сигнала. Если же в момент окончания одного периода измеряемого сигнала старший разряд 5 будет находиться в нулевом состоянии, то ЦИЮ1 измерения не заканчивается, и импульсы с генератора 1 будут продолжать поступать на вход счетчика 4. Если к моменту окончания второго периода измеряемого сигнала старший разряд счетчика 4 окажется в единичнс состоянии, то потенциал с первого выхода дешифратора 13 установит триггер 9 в единичное состояние и измерительный цикл закончится. В противном случае анализ состояния старшего разряда счетчика 4 будет проводиться в момент окончания четвертого периода измерительного интервала - появление единичного потенциала на втором выходе дешифратора 13 и т.д. Таким образом, на выходе триггера 8 будет формироваться измерительный интервал, возрастающий во : времени, , где Tj - период измеряемого сигнала; п - значения порядка. Результат измерения определяется числом N, накопленным в счетчике 4, и равен где f(j - частота импульсов генератора опорной частоть ; А - основание системы счисления. Как правило, величина Q представляет собой степень основания системы счисления. Тогда значение п будет определять положение запятой в числе N. Если измерение производится на стыке двух поддиапазонов, то под влиянием помех возможно переполнение счетчика 4. В этом случае в единичное состояние устанавливается дополнительный .старший разряд 5, по оконS11чании измерительного интервала триггер 9 устанавливается в единичное состояние, цикл измерения заканчивается, импульс с выхода одновибратора 6 проходит через ключ 7, так как дополнительный разряд 5 счетчика находится в единичном состоянии и результат, накопленный в счетчике 4, сдвигается на один разряд в сторону младших разрядов. В этом случае значение .М (мантисса) и (порядок) определяет результат измерения. 3 Такое решение позволяет повысить помехозащищенность периодомера, так как исключаются сбои и обеспечивается нормальная работа даже в том случае, когда значение измеряемого периода находится на стыке двух поддиапазонов и искажено помехой. Таким образом, введение дополнительного разряда счетчика импульсов., ключа, одновибратора, элемента ИЛИ и двух триггеров позволяет повысить помехозащищенность цифрового периода с автоматическим выбором предела измерения.

ЦИФРОВОЙ ПЕРИОДОМЕР С АВТОМАТИЧЕСКИМ ВЫБОРОМ ПРЕДЕЛА ИЗМЕРЕНИЯ, содержащий генератор опорной частоты, подключенный к входу счетчика импульсов через первый ключ, управляющий вход которого соединен с выходом формирующего триггера и управляющим входом второго ключа, а также входной формирователь, выход которого через третий ключ соединен с входом S формирующего триггера и через второй ключ - с первым входом счетчика поддиапазонов, выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ через дешифратор поддиапазонов, отличающийся тем, что, с целью повьпиения помехозащищенности, в него введены дополнительный старший разряд счетчика импульсов и дополнительные злеменг ИЛИ, ключ и триггер, .а также одновибратор и триггер запуска, причем вход Б дополнительного триггера соединен с выходом дополнительного элемента ИЛИ, тактовьй вход - с выходом элемента , а выход - с входами R формирующего триггера и триггера запуска, а также с входом одновибратора, выход которого через дополнительный ключ подключен к входу сдвига информации счетчика импульсов, (Л при этом выход дополнительного старшего разряда счетчика импульсов соединен с управляющим входом дополнительного ключа и первым входом дополнительного элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда счетчика импульсов, вход S триггера запуска соедини с входами установки в О счетчика импульсов, счетчика поддиапазонов и дополнительного триггера, а выход соединен с уп равляющим входом третьего ключа. 00 со