Цифровой измеритель средней частоты Советский патент 1987 года по МПК G01R23/02 

11

Изобретение относится к технике средней частоты следования импульсов ..

Целью изобретения является исключение неоднозначности представления результата измерения, и уменьшение относ 1тельной погрешности.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит задаюш й генератор 1, делитель 2 частоты, коммутатор 3, умножитель 4 частоты, первый реверсивньш 5 и второй реверсив - ный 6 счетчики,; первый-7 и второй 8 дешифраторы., схему 9 управления,формирователь 10 кода, регистратор 11 и входную шину 12.,

Задающий генератор 1, делитель 2 частоты, коммутатор 3 и умнх)житель 4 соединены последовательно, суммирующий вход первого реверсивного счет , чика 5 подключен к входной шине 12, а выход - с первому входу регистратора 11, второму входу умножителя 4 частоты и к входам первого 7 и второго 8 дешифраторов, выход второго реверсивного счетчика 6 подключен к второму входу регистратора 1 1. и второму входу коммутатора -3, выходы первого 7 и второго 8 дешифраторов црдключены соответственно к первому и второму входам схемы 9 управления, третий и ч етвертый входы которой соответственно подключены.к входной шине 12 и объединенным выходу умножителя 4 частоты и вычитающему входу первого реверсивного счетчика

5,первый выход схемы 9 управления подключен к входу разрешения установки первого реверсивного счетчика 5, второй и третий выходы - соответственно к суммирующему и вычитающему входам второг о реверсивного счетчика

6,а четвертый выход через формирователь 10 кода соединен с входом ввода данных первого реверсивного счетчика 5.

Работа устройства рассматривается на примере четырехразрядного двоичного реверсивного счетчика 5 и четырехразрядного двоичного реверсивного счетчика 6. В таком измерителе результат измерения представляется в виде N 2,1 де N - четырехразрядный двоичный код состояния реверсивного счетчика 5 (код мантиссы), М - четырехразрядный двоичный код состояния реверсивного счетчика 6 (код показателя степени).

122

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда частота F,f импульсов на входной шине

12 равна О, код состояния первого реверсивного счетчика 5, являющегося счетчиком мантиссы,, и код состояния второго реверсивного счетчика 6,явяющегося счетчиком показателя степени, равны О. Задающий генератор 1 вырабатывает опорные импульсы с частотой Fg, которые поступают на делитель 2 частоты На 16-ти выходах делителя 2 частоты формируются последовательности импульсов с сеткой частот: - F, 1

J 24

о

22 FO

которые, каждьи по своему

2-15

0 проводу, поступают на вход коммутатора 3. Коммутатор 3 производит переключение частот с входа на выход в соответствии с кодом состояния реверсивного счетчика 6 показателя сте5

пени. Соответствие частоты F им. оп

пульсов на выходе коммутатора 3 кодам состояния реверсивного счетчика 6 показателя степени определяется выМ -Г

0

т.е. коражением FQ 2 - F,

ду м О .соответствует частота FOK

1

коду м 1 - FOK

1

5

0

- 25 О ок 2

и т.д. Импульсы с выхода коммутатора 3 поступают на вход умножителя 4 частоты, на котором производится умножение частоты F следования импульсов с коммутатора на код N состояния реверсивного счетчика 5 мантиссы. В исходном состоянии,когда код N О, частота следования импульсов с умножителя 4 частоты на .вход вычитания реверсивного счетчика 5 мантиссы равна 0.

При увеличении частоты F с О о Fjf количество сосчитанных реверсивных счетчиком 5 мантиссы импульсов увеличивается и достигает значения, при котором код на выхое первого дешифратора 7 равен 1111(15), он срабатывает и вьщает на первый вход схемы 9 управления единичный перепад. При приходе сле- дующего входного импульса частоты

FX на вход схемы 9 управления последняя формирует единичньй импульс, который поступает на вход сложения реверсивного счетчика 6 показателя степени, на вход формирователя 10

кода и на вход реверсивного счетчика 5 мантиссы. Реверсивный счетчик 6 показателя степени увеличивает свое состояние, на , код М становится равньм 0001 (1), формирователь 10 кода устанавливает на входе ввода данных реверсивного счетчика 5 мантиссы код 1000 (8) и под воздействием импульса с выхода схемы 9 управления на вход разрешения установки реверсивного счетчика 5 мантиссы устанавливается в-состояние 1000 (8) код N становится равным 1000 (8). Таким образом при переходе через состояние 1111 (15) реверсивн ого счет- чика 5 мантиссы результат измерения меняется скодаИ -. на код 1000 2 (с. 15- на 16.) .Далее реверсивный счетчик 6 показателя- степени, воздействуя на коммутатор 3 и увеличивая частоту на его выходе при смене кода в два раза, и реверсивньй счетчик 5 мантиссы, воздействуя на умйожитель 4 частоты и тем самьм увеличивая частоту на своем входе вычитания, произ-25 частоты, поступающей с выхода умноводят уравнение частоты, поступающей на вход вычитания, с входной частотой на входе сложения реверсивного счетчика 5 мантиссы. Соответствие результата измерения .ч-астоты входных импульсов определяется выражением

/и

N N 2

М FO

2 5При этом код чис:ла N. при измере иии увеличивающейся входной частоты F находится в пределах от lilt (15 до 1000 (8), т.е. во второй половине значений мантиссы или в пределах изменения младших разрядов.

При уменьшении частоты входных импульсов в. связи с тем, что часто- т,а на входе вычитания реверсивного счетчика 5 мантиссы больше частоты входных импульсов на его входе сложения, число импульсов в счетчике 5 начинает уменьшаться и при достижении количества импульсов, равного 1000 (8), код N равен 1000 (8), срабатывает второй дешифратор 8, настроенный на код 1000 (8), и выдает на вход схемы 9 управления единич - ный перепад. При приходе следующего импульса с умножителя 4 на вход схемы 9 управления последняя формирует единичный импульс, который поступает на вход формирователя 10 кода, на вход разрешения установки реверсивного счетчика 5 мантиссы и

на вход вычитания реверсивного счетчика 6 показателя степени, после чего состояние реверсивного счетчика 6 показателя степени уменьшается на 1 (код М уменьшается на 1), формирователь 10 кода формирует на выходе код 1110 (14), поступающий на вход ввода данных реверсивного счетчика 5 мантиссы переводящий его в состояние 1110 (14), код N становится равным 1110 (.14). Таким образом, при уменьшении частоты код результата измерения при переходе через состояние счетчика 1.110 (14) меняет сос- с 1000 (8).- 2 на 1110 (14) ,где К - предыдущее значение показателя степени М. Далее реверсивный счетчик 6- показателя степени воздействует на коммутатор 3, которьй уменьшает частоту на выходе в два раза при изменении кода М на 1, а реверсивньш счетчик 5 мантиссы воздействует на умножитель 4 частоты, таким образом, происходит уравнениетояниёх25

0

жителя частоты на вход вычитания реверсивного счетчика 5 мантиссы, с входной частотой на входе сложения этого же счетчика. При этом код N при уменьшении частоты измеряемых импульсов .изменяется в пределах от . 1110 (14) до 1000 (8). Код N мантиссы, и код М показателя степени поступают на регистратор 11, где и регистрируются .

Таким образом, результат измере- рия представляется только одним чис- hoM N А, а погрешность измерения, обусловленная дискретностью представления результата, уменьшена за счет представления результата измерения всегда В9 второй половине поддиапазона изделия.

Формула изоб ретения

Цифровой измеритель средней частоты, содержащий входную шину, регистратор, последовательно соединенные задающий генератор, делитель

частоты, коммутатор и умножитель частоты, первый реверсивный счетчик, суммирующий вход которого подключен к входной шине, а выход - к первому

входу регистратора и к второму вхо- ду умножителя частоты, а также второй реверсивный счетчик, выход которого подключен к второму.входу коммутатора и второму входу регистратоpa, отличающийся тем,

что, с целью исключения неоднозначности представления результата измерения и уменьшения относительной погрешности,, дополнительно введены первый и второй дешифраторы, входы которых подключены к выходу первого реверсивнот о счетчика, схема управления и формирователь кода, причем первый и второй входы схемы управления подключены соответственно к выходам первого и второго дешифраторов, третий и четвер тый входы Редактор И.Шулла

Составитель Е.Минкин

Техред М.Ходанич Корректор Г.Решетник

Заказ 2356/48Тираж 730 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва , Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производстпенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1591,2 6

соответственно к входной шине и объединенным выходу умножителя частоты и вычитающему входу Первого реверсивного счетчика, первый выход

схемы управления подключен к входу разрешения установки первого реверсивного счетчика, второй и третий выходы - соответственно к суммирующему и вычитающему входам второго

10 реверсивного счетчика, а четвертый выход через формирователь кода соединен с входом ввода данных первого реверсивного счетчика.

Изобретение относится к технике средней частоты следования импульсов. Цель изобретения - исключение неоднозначности представления результата измерения и уменьшение относительной погрешности. Устрой- ство содержит задающий генератор 1, делитель 2 частоты, коммутатор 3, умножитель 4 частоты, реверсивные счетчики 5 и 6 и регистратор 11. В устройство введены дешифраторы 7 и 8, схема 9 управления и формирователь 10 кода. Это позволяет результат измерений представлять только одним числом N А, где N и М - коды соответственно мантиссы и показателя степени. При этом погрешность измерения, обусловленная дискретностью представления результата, уменьшена за счет представления результата измерения во второй половине поддиапазона измерения. 1 ил. € оо ел CD N9