Формирователь импульсов для измерения частоты периодического сигнала Советский патент 1986 года по МПК H03K5/13 H03M1/00 

Изобретение относится к приборам для измерения частоты периодических колебаний и может быть использовано при измерении сигналов индукционных генераторов, амплитуда которых изме- няется -пропорционально частоте.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет контроля работоспособности устройства перед измерением частоты.

На фиг. 1 приведена структурная схема формирователя импульсов для измерения частоты периодического сигнала; на фиг. 2 - диаграмма работы устройства в основном режиме; на фиг.З- то же, в режиме контроля; на фи1 . 4- то же; на фиг. 5 - электрическая схема соединения счетчика и мультиплексора; на фиг. 6 - электрическая схема мостового блока ключей.

Формирователь импульсов для измерения частоты периодического сигнала содержит индукционньй генератор

I,линию 2 связи интегратор 3, фиксатор 4 верхнего уровня, фиксатор 5 нижнего уровня, пороговое устройство 6 с. верхним порогом срабатьгоания, пороговое устройство 7 с нижним порогом срабатывания, бистабиль- ный элемент 8, генератор 9 тактовых импульсов, счетчик 10, мультиплексор

II,мостовой блок 12 ключей, нормиру .ющий резистор 13.

.К выходу индукционного генератора

1подключена линия 2 связи, выход которой соединен с первым входом интегратора 3, второй вход которого соединен с выходом фиксатора 4 верхнего уровня, третий вход интегратора

3 соединен с выходом фиксатора 5 ниж него уровня, к выходу интегратора 3 подключены входы порогового устройства 6 с верхним порогом срабатывания и порогового устройства 7 с нижним порогом срабатьшания, выходы которых соединены со входами биста- бильного элемента 8, выход которого является выходом устройства. Генератор 9 тактовых импульсов, счетчик 10 мультиплексор 11, мостовой блок 12 ключей и нормирующий резистор 13 соединены последовательно, второй вывод нормирующего резистора 13 соединен с первым входом интегратора 3.

Индукционный генератор 1 генери- рует двуполярные сигналы, частоту которых необходимо измерить. Линия

2связи предназначена для соединения

индукционного генератора 1 с остальными узлам:и устройства и представляет собой кабель необходимой длины. Фиксаторы верхнего 4 и нижнего 5 уровней предназначены для ограничения верхнего и нижнего уровней выходного сигнала интегратора 3. Пороговые, устройства с верхним 6 и нижним 7 порогами срабатывания предназначены для определения момента переключения бистабильного элемента 8 в зависимости от уровня сигнала на выходе интегратора 3, Бистабильный элемент 8 предназначен для формирования сигналов с фиксированной амплитудой, частота которых равна частоте сигналов индукционного генератора 1. Мультиплексор 11 предназначен для формирования периодической импульсной последовательности, приведенной на фиг. 3 б и 4 б. Мостовой блок 12 ключей предназначен для формирования двуполярных сигналов в соответствии с импульсной последовательностью на выходе мультиппексора.11.

Формирователь импульсов для измерения частоты периодического сигнала работает следующим образом.

В рабочем режиме, при измерении частоты сигнала, устройства контроля 9-13 обесточены, и на интегратор 3 поступают только входные сигналы с индукционного генератора 1. По достижении выходным сигналом интегратора (фиг. 2 г) верхнего порога срабатьшания (ВПС) срабатьгоаёт пороговое устройство 6 и устанавливает бистабильный элемент 8 (фиг. 2 д) в состояние 1, а по достижении верхнего уровня .фиксации (БУФ) выходной сигнал интегратора 3 не изменяется до момента изменения полярности входного сигнал Теперь выходной сигнал интегратора 3 уменьшается и последовательно достигает нижнего порога срабатьгаания (НПС) порогового устройства 7, когда бистабильный элемент переключается в состояние О, и нижнего уровня фиксации (НУФ), определяемого фиксатором 5„ Порог срабатывания устройства по 1гпощади отрицательной полуволны пропорционален разности ВПС и НУФ, а по площади положительной полуволны порпорционален разности НПС и ВУФ (фиг,, 2). Пороги срабатывания по площади для обеих полуволн равны по абсолютной величине, так как ВУФ ра31

вен по абсолютной величине НУФ, а ВПС равен по абсолютной величине НУС

Порог срабатывания по площади устанавливается 50% от минимальных площадей полуволн сигнала во всем диапазоне измеряемых частот.

В режиме контроля при проверке функционирования устройства индукционный генератор 1-входной сигнал не формирует. На генератор 9 тактовых импульсов, счетчик 10, мультиплексор 11, мостовой блок 12 ключей подается питание, гальванически не связанное с питанием остальных схем устройства. Счетчик 10 переключается по тактовым импульсам и своими выходами управляет работой мультиплексора 11 . 5). На выходе мультиплексора 11 формируются логические сигналы, форма которых приведена на фиг. 3 б. Сигнал с выхода мультиплексора 11 управляет работой мостового блока 12 ключей, схема которого приведена на фиг. 6.

При наличии уровня логической 1 на выходе мультиплексора 11 замыкаются электронные ключи К и К и размыкаются электронные ключи К ,, и К ,; на выход мостового блока 12 ключей подключается УД,БК (общий MSK это время подключен к общему интегратора 3). При наличии уровня логического О на выходе мультиплексора 11, замыкаются ключи К- и К и размыкаются ключи К, и на выход мостового блока 12 ключей подключается общий V,g|j (л(б|с в это время подключено к общему интегратора 3). В результате этого на входе интегратора 3 формируется двуполярньй сигнал (фиг. 3 в). При исправном устройстве площадь длинного сигнала превышает порог срабатывания интегратора 3, а площадь короткого сигнала меньше этого порога (фиг. 3-г). Количество импульсов на выходе бистабильнрго элемента 8 (фиг. 3 д) равна количеству длинных сигналов, формируемых мостовым блоком 12 ключей. При обрьте в линии 2 связи или индукционном генераторе 1 амплитуда сигнала на входе интегратора 3 по ве-пичине значительно больше, чем при исправном устрой- - стве. Б данном случае площади, как длинного, так и короткого сигна.иа, превышают порог срабатьгоания интегратора 3 (фиг. 4 а-г). Количество импульсов на выходе бистабильного эле

249994

мента 8 (фиг. 4 г) равно количеству импульсов, формируемых мостовым блоком 12 ключей, т.е. сумме длинных и коротких импульсов.

г При коротком замыкании в линии 2 связи или в индукционном генераторе 1 амплитуда.сигнала на входе интегратора 3 равна нулю, и на выходе устройства импульсы не формируются. В

10 этом случае, а также при неисправностях в схемах-3-8, на выходе устройства сигнал отсутствует.

Надежность предлагаемого устройства повышается за счет контроля его

5 работоспособности непосредственно перед началом измерения частоты. Контроль устройства особенно важен при высоких требованиях и надежности измерения частоты, при затрудне20 НИИ доступа к составным частям устройства для их контроля, а также если невозможно использовать для контроля перед началом основной работы штатньй индукционный генератор.

25 Примером таких устройств могут служить измерители скорости вращения агрегатов с использованием индукционных датчиков.

30

Формула изобретения

Формирователь импульсов для измерения частоты периодического сигнала, содержащий индукционньй генератор, линию связи, вход которой

подключен к выходу индукционного генератора, интегратор, первый вход которого подключен к выходу линии связи, фиксатор верхнего уровня, выход которого подключен к второму

входу интегратора, фиксатор нижнего уровня, выход которого подключен- к третьему входу интегратора, пороговое устройство с верхним порогом срабатьшания и пороговое устройство с нижним порогом срабатывания, входы которых подключены к выходу интегратора, бистабильный элемент, первый вход которого подключен к выходу порогового устройства с верхним порогом срабатьшания, второй вход подключен к выходу порогового устройства с нижним порогом срабатывания, а выход - к выходу устройства, отличающийся тем,

что, с целью повышения наде.жности работы устройства путем контроля его работоспособности перед измерением частоты, в него введены генератор

тактовых импульсов, мультиплексор, мостовой блок ключей, нормирующий резистор, счетчик, вход которого подключен к выходу генератора такто- вых импульсов, вход мультиплексора 12249996

к выходу счетчика, вход мостового блока ключей - к выходу мультиплексора, вход нормирующего резистора - к выходу мостового блока ключей, а выход - к первому входу интегратора,

epfftf

Изобретение относится к приборам для измерения частоты периодических колебаний. Может быть использовано при измерении сигналов индукционных генераторов, амплитуда котоL-M 1Z рых изменяется пропорционально частоте. Цель изобретения - повьпиение надежности работы устройства путем контроля его работоспособности перед измерением частоты. Устройство содержит индукционный генератор 1, линию связи 2, интегратор 3, фиксаторы 4 и 5 верхнего, нижнего уровней, пороговые устройства 6 и 7, бистабильный элемент 8, генератор 9 тактовых импульсов, счетчик 10, мультиплексор 11, мостовой блок ключей 12, нормирующий резистор 13. Работа устройства поясняется :временными диаграммами. 6 ил. 8 вых. I /J (Ont.i

ппппппппппппп

ш

BfeHU

ЬлппшшлшшшхЕи

ЛЛ

НПС

Hyfi

I

I I t I

CvfintMIMO tff

ffnf

erf

BptMf

noQ

Tj

epff4

Мул типлекевр tfI

В

Х1У

I I

т st vz т if us us in

4

thoff

1

имен

Фие.В