Цифровой частотомер Советский патент 1987 года по МПК G01R23/02 

Изобретение относится к технике цифрового измерения частоты.

Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Цифровой частотомер содержит генератор 1 эталонной частоты, формирова- Ю памяти и выходами регистра 15 памяти, тель 2 импульсов эталонной частоты, К входной шине Пуск подключены входы сброса счетчиков 10 и 11, установочные входы счетчика 11, выходы сброса регистров 14 и 15 памяти, третий 15 управляющий вход ключа 9, вторые управляющие входы ключей 6 и 7 и вход запуска генератора 1 эталонной частоты.

В исходном состоянии ключи 6-9 за- 20 крыты, генератор 1 выключен и заполнение счетчиков 10 и 11 не происходит. Частотомер работает следующим образом.

Перед началом измерений по импуль- нен с вторым входом блока 5 совпаде- 25 су Пуск, передним фронтом которого НИИ, первый вход которого подключен к производится запуск генератора 1 в

работу, снимается с блокировки ключ 9, а ключи 6 и 7 открываются, осущеформирователь 3 импульсов измеряемой частоты, блок 4 задержки, блок 5 совпадений, ключи 6-9, счетчики 10 и 11, шифраторы 12 и 13, регистры 14 и 15 памяти, элементы ИЛИ 16 и 17, блоки 18-20 выдачи результата и линию 21 задержки.

Выход генератора 1 эталонной частоты соединен с входом формирователя 2 импульсов эталонной частоты, выход которого соединен с входом ключа 9 и входом блока 4 задержки. Выход блока 4 задержки п-разрядной шиной соедивыходу формирователя 3 импульсов измеряемой частоты. На вход формирователя 3 импульсов измеряемой частоты поступает измеряемая частота,а выход соединен с первым управляющим входом ключа 9 и входом ключа 6,выход которого соединен со счетным входом счетчика,11. К счетному входу счетчика 10 подключен выход ключа 9, п-разрядная выходная шина блока 5 совпадений подключена соответственно к входам ключей 7 и 8, причем выход ключа 7 сбединен с входом шифратора 12, а выход ключа 8 - с входом шифратора 13 п-разрядными шинами. Выходная k-разрядная шина шифратора 12 соединена соответственно с входами элемента ИЛИ 16 и установочными входами регистра 14 памяти, причем выходная k-разрядная шина шифратора 13 соединена соответственно с установочными входами регистра 15 памяти и входами элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с первым управляющим входом ключа 8, а выход элемента ИЛИ 16 соединен с первым управляюш 5м входом ключа 7 и вторым управляющим входом ключа 8,третий управляющий вход которого подключен к выходу переполнения счетчика 11, первому управляющему входу ключа 6, второму управляю- uieMy входу ключа 9, входу линии 21 задержки, выход которой соединен с

30

35

40

ствляется сброс в нулевое состояние счетчиков 10 и 11 и регистров 14 и 15 памяти, а задним фронтом производится запись дополнительного двоичного кода Адд„ в счетчик 1 1 . Запись Лд;,„ осуществляется с целью выбора определенного интервала измерения (tj,j), определяемого точностью измерения частоты. Ь„ям формируется некоторым числом

периодов Т -р- измеряемой частоты

X f, и определяется по формуле

игм

А,Т,

Лоп

- ДВОИЧНЫЙ

45

50

где AI, 11 1 ... 1 - А

6-разрядный код, информирующий о количестве импульсов, необходимых для заполнения счетчика 11;

6 - разрядность счетчика 11. Формирователь 2 импульсов эталонной частоты преобразует синусоидальное напряжение частоты f генератора 1 в последовательность импульсов с

55

9

задержки

кото- Попериодом следования Т 1/f рые поступают на блок 4 следний обеспечивает строгую синхронность п-выходных импульсов, сдвинутых друг относительно друга на время t,,.. Для этого необходимо выбирать

управляющими входами трех блоков 18- 20 выдачи результата, выходы которых являются выходами частотомера. Информационные входы блока 18 выдачи результата соединены с выходами счетчика 10, информационные входы блоков 19 и 20 выдачи результата соединены соответственно с выходами регистра 14

ствляется сброс в нулевое состояние счетчиков 10 и 11 и регистров 14 и 15 памяти, а задним фронтом производится запись дополнительного двоичного кода Адд„ в счетчик 1 1 . Запись Лд;,„ осуществляется с целью выбора определенного интервала измерения (tj,j), определяемого точностью измерения частоты. Ь„ям формируется некоторым числом

периодов Т -р- измеряемой частоты

X f, и определяется по формуле

игм

А,Т,

Лоп

- ДВОИЧНЫЙ

где AI, 11 1 ... 1 - А

6-разрядный код, информирующий о количестве импульсов, необходимых для заполнения счетчика 11;

6 - разрядность счетчика 11. Формирователь 2 импульсов эталонной частоты преобразует синусоидальное напряжение частоты f генератора 1 в последовательность импульсов с

5

9

задержки

кото- Попериодом следования Т 1/f рые поступают на блок 4 следний обеспечивает строгую синхронность п-выходных импульсов, сдвинутых друг относительно друга на время t,,.. Для этого необходимо выбирать

.ад

i Т, на блок 9 первый из

где п - разрядность выходной шины

блока 4 задержки (количестно элементов задержек в блоке А) При поступлении импульсов измеряемой частоты f, сформированных формирователем 3 в последовательность импульсов длительностью 5 совпадения и ключи 6 и них, поступая на управляющий вход ключа 9, открывает его и одновременно через ключ 6 поступает на счетньп вход счетчика 11. Кроме того, первый импульс частоты f совпадает в блоке 5 совпадений с одним из задержанных импульсов эталонной частоты f.Через ключ 9 импульсы эталонной частоты поступают на счетный вход счетчика 10. В момент совпадения импульса измеряемой и импульса эталонной частот у бло ка 5 совпадений возбуждается только один из выходов п-разрядной шины и

10

В предлагаемом частотомере обесп чивается совпадение импульсов измеряемой и эталонной частот с поступл нием первого импульса измеряемой ча тоты, который формирует начало изме рений, и по истечении этого времени (t,м частотомере происходит вто рое совпадение импульсов опять же с поступлением импульса измеряемой час тоты, который формирует конец измерений. Таким образом, повышение быст 5 родействия частотомера достигается з счет исключения времени ожидания до момента первого и второго совпадений

Цифровой частотомер можно использовать и в качестве измерителя одно- 0 кратных временных интервалов, производя соответствующую установку допол

няющего кода Адоп в счетчике 11, а именно в младший разряд счетчика - ноль, а во все остальные - единицы.

на выходе блока 5 совпадений формиру Тогда измеряемый временной интервал

ется код 1 из п . Данный код поступает на вход шифратора 12, где он преобразуется в k-разрядный двоичный код, который поступает затем на установочные входы рег истра 14 памяти, а также на входы элемента ИЛИ 16, сигнал с выхода которого закрывает ключ 7 и снимает с блокировки ключ 8

По импульсу переполнения счетчика 11 закрываются ключи 6 и 9, открывается ключ 8, через который код 1 из п с блока 5 совпадений поступает на установочные входы регистра 15 памяти и на входы элемента ИЛИ 17, сигналом с выхода которого ключ 9 вновь закрывается.Кроме того,импульс перепонения счетчика 11 поступает на вход линии 21 задержки, которая задерживает его на время t д г,п Д -п ti максимальное время из времен переходных процессов, протекающих в счетчике 10 и регистре 14 или 15 памяти. Сигналом с выхода линии 21 задержки производится опрос блоков 18- 20 выдачи результатов, благодаря которым снимается информация с тп-раз- рядного счетчика 10 - двоичный код А,,, k-разрялных регистров 14 или 15 памяти - лпоичн,1Й код Apr и двоичный код Apr соотнетственно.

Значение ичмеряемой частоты определяется по формуле

f Л г - А,

А; , ТЕ7

(3)

3779Ч

где

о

10

fit-, - Лр, . t ,,;

it, Лр, . t ,, .

В предлагаемом частотомере обеспечивается совпадение импульсов измеряемой и эталонной частот с поступлением первого импульса измеряемой частоты, который формирует начало измерений, и по истечении этого времени (t,м частотомере происходит второе совпадение импульсов опять же с поступлением импульса измеряемой частоты, который формирует конец измерений. Таким образом, повышение быст- 5 родействия частотомера достигается за счет исключения времени ожидания до момента первого и второго совпадений.

Цифровой частотомер можно использовать и в качестве измерителя одно- 0 кратных временных интервалов, производя соответствующую установку дополняющего кода Адоп в счетчике 11, а именно в младший разряд счетчика - ноль, а во все остальные - единицы.

Т„

определится из выражения

А, Т, fst , + ut

2

(4)

30 что расширяет функциональные возможности цифрового частотомера.

Формула изобретения

л

35 Цифровой частотомер, содержащий

генератор эталонной частоты, выход которого соединен с входом формирователя импульсов эталонной частоты,выход которого подключен к входу первого

40 ключа, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика,формирователь импульсов измеряемой частоты, выход которого соединен с первым входом блока совпадений и входом

второго ключа, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, отличающийся тем, что, с целью повьш ения быстродействия и расширения функциональных вожможностей,

50 в него дополнительно введены блок задержки, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов эталонной частоты, а выход соединен с втог рым входом блока совпадений п-разрядgt- ной шиной, причем выход формирователя импульсов измеряемо частоты соединен с первым управляющим входом первого ключа, третий и четвертый ключи, входы которых соотнетстнерию

5133

подключены к входной п-разрядной шине блока совпадений, первый шифратор, вход которого соединен с выходом

третьего ключа п-раэрядной шиной, а 1

выходная к-разрядная шина - соответственно с входами первого элемента ИЛИ и уст ановочными входами первого регистра памяти, второй шифратор,вход которого п-разрядной шиной подключен к выходу четвертого ключа, а выходная 1 -разрядная шина соединена соответственно с установочными входами второго регистра памяти и входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым управляющим входом четвертого ключа, а выход первого элемента ИЛИ соединен с первым управляющим входом третьего ключа и вторым управляющим входом четвертого ключа, третий управляющий вход которого подключен к выходу переполнения второго счетчика, первому управляющему входу

ор А, Лежнина 4126/43

Составитель Е. Минкин Техред И.Попович

Ко По

Тираж 730 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

второго ключа, второму управляющему входу первого ключа, входу линии задержки, выход которой соединен с управляющими входами трех блоков выдачи результата, выходы которых являются выходами частотомера, информационные входы первого блока выдачи результата соединены с выходами первого счетчика, информационные входы второго и третьего блоков вьщачи результата соединены соответственно с выходами первого регистра памяти и выходами второго регистра памяти, к входной шине Пуск подключены входы сброса первого и второго счетчиков, второй управляющий вход третьего ключа, установочные входы второго счетчика, входы сброса первого и второго регистров памяти, третий управ- ляющий вход первого ключа, второй управляющий вход второго ключа, вход запуска генератора эталонной частоты.

Корректор А. Тяско Подписное

Изобретение относится к технике цифрового измерения частоты и может быть использовано в устройствах импульсной техники и системах связи. Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей. Для достижения этой цели в устройство, содержащее генератор 1 эталонной частоты, формирователь 2 импульсов эталонной частоты, формирователь 3 импульсов измеряемой частоты, блок 5 совпадений, ключи 6 и 7, счетчики 10 и 11, регистры 14 и 15 памяти, элементы ИЛИ 16 и 17, блоки 18, 19 и 20 вьщачи результата и линию задержки 21, дополнительно введены ключи 8 и 9, блок 4 задержки и шифраторы 12 и 13. Предложенный частотомер можно использовать и в качестве измерителя однократных временных интервалов, производя соответствующую установку дополняющего кода (Адо см. описание изобретения) в счетчике 11, а именно в младший разряд счетчика - ноль, а во все остальные - единицы. Это расширяет пределы измерения временного интервала и функциональные возможности устройства. 1 ил. (С ел СО со ;О СО