Измеритель частоты заполнения пачек импульсов Советский патент 1987 года по МПК G01R23/00 

1337798

дывает дополнительных ограничений на частоты осуществляет вычисление час- количество пачек и количество импуль- тоты импульсов с учетом количества сов в пачке. Кроме того, измеритель импульсов в пачке. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано дл измерения частоты заполнения пачек импульсов.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерителя частоты заполнения пачек импульсов , а также расширение области его применения .

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого измерителя, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Измеритель частоты заполнения пачек импульсов содержит формирователь 1 импульсов, элемент И 2, счетчик 3 периодов измеряемой частоты, арифметический блок 4, счетчик 5 периодов опорной частоты, формирователь 6 интервала, второй формирователь 7 импульсов, генератор 8 опорной частоты вход 9 устройства, шины 10 входных сигналов, шину 11 кода задержки, про цессорньш блок 12, блок 13 памяти, дешифратор 14 устройств ввода-вывода информации, первое и второе устройст ва 15 и 16 ввода информации, первый и второй порты 17 и 18 вывода информации, шины 19, 20 и 21 данных, адреса и управления соответственно и выход 22 устройства.

Вход первого формирователя 1 импульсов является входом устройства, а его выход соединен с суммирующим счетным входом счетчика 3 периодов измеряемой частоты и входом записи формирователя 6 интервала. Выход генератора 8 опорной частоты соединен с первым входом элемента И 2, второй вход которого соединен с выходом переноса формирователя 6 интервала и входом второго формирователя 7 импульсов, а выход подключен к суммирующему счетному входу счетчика 5 периодов опорной частоты и вычитающему счетному входу формирователя 6 интервала. Выход второго формирователя 7 импульсов соединен с входами сброса счетчиков периодов измеряемой 3 и опорной 5 частот. Вход прерывания процессорного блока 12 соединен с

, выходом второго формирователя 7 импульсов. Выход второго порта 18 вывода информации соединен шиной 11 кода задержки с D-входами формирователя 6 интервала. Входы первого 15 и второ10 го 16 устройств ввода информации соединены шинами 10 входных сигналов соответственно с выходами счетчиков периодов измеряемой 3 и опорной 5 частот. Выходы данных первого 15 и

15 второго 16 устройств ввода информации соединены шиной 19 данных с входами данных первого 17 и второго 18 портов вывода информации, блока 13 памяти и процессорного блока 12. Ад2п ресные входы процессорного блока 12 и блока 13 памяти соединены шиной 20 адреса с адресным входом дешифратора 14 устройств ввода-вывода информации, управляющ11й вход которого сое25 динен шиной 21 управления с соответствующими входами первого 15 и второго 16 устройств ввода информации, второго порта 18 вывода информации, процессорного блока 12 и блока памя30 ти, а выходы подключены к входам блокировки первого 15 и второго 16 устройств ввода информации, первого 17 и второго 18 портов вывода информации. Выход первого порта 17 вывода

информации является выходом устроила

ства.

Измеритель частоты заполнения пачек импульсов работает следующим образом.

4Q Генератор 8 опорной частоты выдает импульсы с периодом t,, (фиг . 2а) .

В исходном состоянии, т.е. при отсутствии импульсов входного сигнала, счетчик 3 периодов измеряемой частоты, счетчик 5 опорной частоты и

45

формирователь 6 интервала находятся в нулевом состоянии, при этом сиг

нал логического нуля на выходе заема формирователя 6 интервала, лоступая на вход элемента И 2, запрещает прохождение импульсов опорного генератора 8 через элемент И 2 на вычитающий счетный вход формирователя 6 интервала .

При поступлении на вход 9 измерителя входного сигнала на выходе формирователя 1 образуются импульсы, период следования которых равен периоду следования импульсов входного сигнала Т, а общая длительность такой пачки импульсов равна Т (фиг. 2 6 Эти импульсы поступают на суммирующи вход счетчика 3 периодов измеряемой частоты и вход записи формирователя 6 интервала. Счетчик 3 периодов измеряемой частоты осуществляет подсчет

ЭТИХ импульсов, а формирователь 6 интервала - их задержку на величину К - коэффициент задержки, код которого всегда присутствует на D-входах формирователя 6 интервала поступая по шине 11 кола залержки с выхода вт рого порта 17 вывода из арифметического блока Д.

Задержка импульсов осуществляется следующим образом.

Передним фронтом первого импульса формирователь 6 интервала устанавливается в состояние К, поскольку на его D-входах присутствует соответствующий код из арифметического блока

4, при этом на его выходе заема поя- 3R ды, соответствующие числам N, и М.

вится сигнал логической единицы, который, поступая на вход элемента И 2, разрешает прохождение через него импульсов опорного генератора 8 на вычитающий счетный вход формирователя 6 интервала и суммирующий счетный вход счетчика 5 периодов опорной частоты.

Если период Т импульсов входного

При поступлении каждой последующей пачки импульсов аналогично описанному формируются и запоминаются значения N , , М, (i 1 ,m) , где m оп- ределяется арифметическим блоком 4

исходя из заданной точности измерения, соответствующие i-м пачкам импульсов. По .окончании обработки i-й пачки импульсов процессорный блок 12 органисигнала удовлетворяет условию ,, 45 зует программным путем вычисление что обеспечивается соответствующим частоты входного сигнала по формуле К, то на выходе заема формирователя

6 в течение всей пачки импульсов бу- f 21 N. / дет сигнал логической единицы, а сиг-

нал логического нуля на его выходе 50 заема появится через время K Jj, относительно переднего фронта последнего импульса пачки (фиг. 2ь).

Таким образом, с выхода заема форV

Код, соответствующий частоте f , поступает по шине 19 данных на вход порта 18 вывода информации, а далее и на выход 22 измерителя.

Таким образом, введение элемента

мирователя 6 интервала снимается им- 55 И 2, формирователя 6 интервалов и

пульс, длительность которого равна Т + К i j.. Счетчик 5 периодов опорной частоты осущестпляет измерение этого импульса.

Q

0

OopNfupoBaTe. ib 7 импульсов выдает импульс (фиг. 2i), передний фронт которого совпадает с задним фронтом импульса с выхода заема формирователя 6, а задний задержан относительно его на время, необходимое для обработки информации в арифметическом блоке (t,).

Этот импульс, поступая- на вход прерывания процессорного блока 12, делает запрос на прерывание.

Процессорньи блок 12 организует обработку прерывания, подавая соответствующие коды по шинам управления 20 и адреса 21 на дешифратор 1А устройств ввода-вывода информации и устро1)ства 15 и 16 ввода информации, что обеспечивает считывание показаний счетчика 3 периодов измеряемой частоты и счетчика 5 периодов опорной частоты в блок 13 памяти. При этом в счетчике 3 периодов измеряемой частоты будет код числа N , соответствующий количеству импульсов данной пачки. В счетчике 5 периодов опорной частоты будет код числа М, соответ- ствующи временному интервалу Т 4 + Ki,.

Задним фронтом импульса с выхода формирователя 7 импульсов счетчик 3 периодов измеряемой частоты и счетчик 5 периодов опорной частоты устанавливаются в исходное состояние, а в блоке 13 памяти будут храниться копуси

V

Код, соответствующий частоте f , поступает по шине 19 данных на вход порта 18 вывода информации, а далее и на выход 22 измерителя.

Таким образом, введение элемента

формирователя 7 импульсов позволяет значительно увеличить быстродействие предлагаемого измерителя за счет исключения процесса автоподстройки де51

шифратора н расширить область применения, поскольку его принцип работы не накладывает дополнительных ограничении на количество пачек и количество импульсов в пачке и, кроме того, обеспечивает максимальную точность, поскольку вычисление частоты импульсов осуществляется с учетом количества импульсов в пачке. .

Формула изобретения

1. Измеритель частоты заполнения пачек импульсов, содержащий первый формирователь импульсов, вход которого является входс м устройства, счетчик периодов измеряемой частоты, счетчик периодов опорной частоты, арифметический блок, генератор опорной частоты, причем пыход перно о формирователя импульсов соед,ицрн с суммирующим счетным входом счеч чика периодов измеряемой частоты, а выход счетчика периодов опорной частоты тинами входных сигналов соединен с вторым входом ввода информации арифметического блока, о т л и ч а ю -- щ и и с я тем, что, с це:1ью noiibiiiie- ния быстродействия, точности измерения, а также расширения области применения устройства, в него дополнительно введены элемент И, формирователь интервала и второй формирователь импульсов, причем выход первого формирователя импульсов соединен с входом записи формирователя интер1 а- ла, выход енератора опорной частоты соединен с первым входом -элемента Н, второй вход которого соединен с выходом переноса формирователя интервала и входом второго формирователя им- иульсов, а подключен к суммирующему счетному входу счетчика гте- риодов опорной частоты и вычитающему счетному входу формирователя ин ерва- ла, выход второго формирователя им- , пульсов соединен с входами сброса счетчиков нериодов измеряемо и опорной частот и входом рерып; 1Н я метического блока, D-входы формиро а

5

О

5

0

ь

C-,

интервала соединены шинами за- держк с ервым ь ходом вывода информации арифметического блока, выход счетч ка измеряемой частоты соединетт Ш 1нами входных с 1 налов с первым входом ввода информа ии1 ар1 фмет 1ческого блока, вторсп выход вывода информации арифметического б.чока яв: яется выходом устройства.

2. Измеритель Ш п. 1, о т л и - ч а ю щ и } с я тем, что арифметичес- блок содержит процессорный блок, блок памяти, первЫ и нт(Jpoй порты вь во/;а 1пформации, 1ервое и второе устро ство ввода ипформад 1и, дещифра- тор устройств ввода-вывода нформа- п, ВХОД прерывап я мети.чргко Ч) б.лака соеди1 ен с входом пре1)ывап1 я про ;ессорно о блока, вы- л1Л л( К)рта вывода нформации сосдипг Н 11;ин.(ч ко/ь я задержки с первым 1..ходом и,1вода нформац 1 1 арифметического блока, nepBLiie первого и гго1) устройств ввода информации ( оед.ипены входных сигналов со- ответс с первь -- и вторь м входа- м FHioria информац 1и арифметического олока, выходы первого и второ- | о устро ств ввода 1нформа :ии соеди- чень шипой (UiHHbix с входам данных ортов вывода информации,- блока па- 1тти и 1роцессорного блока, адресн 11е яход,1 процессорного блока, блока памяти соед 1нены адреса с адресным входом дешифратора устройств вво- да-вьп ода П формации, уг1равляю 5ИЙ вход которого соединен шиной управ- . тения с вторым входам первого и второго устро ств ввода информации, первого порта 1 ывода информа Ц1И про- дессорного блока и пчока памяти, а , второ, третий и четвертый ыходы подклк1чены соот1 етственно к входам блок 1ровк 1 второго порта вывода и форма 1Р 1, первого устройства 1нформац 1и, iepB(iro порта вывода информац и и второго ycTpo iCT- ia нво.ца )нформ Ц и, В1-1ХОД второго порта вывода ипформапи и 1пяется выХОД,ОМ yCTpO CT ia .

23... К

123--Н

Изобретение позволяет повысить быстродействие и точность измерителя частоты, а также расширить область его применения. Устройство содержит формирователь 1 импульсов, счетчики 3 и 5 периодов измеряемой и опорной частот, генератор 8 опорной частоты, арифметический блок 4, включающий процессорный блок 12, блок 13 памяти, дешифратор 14 устройств ввода-вывода информации, устройства 15 и 16 ввода информации и порты 17 и 18 вывода информации. Введение элемента И 2, формирователя 6 интервалов и формирователя 7 импульсов позволяет исключить процесс автоподстройки дешифратора. Принцип работы устройства не накла (J С

Составитель В.Величкин Редактор А.Лежнина Техред В.Кадар Корректор Н.Король

Заказ 4125/42 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Фиг. 2