Частотомер-периодомер Советский патент 1987 года по МПК G01R23/10 

Изобретение относится к контрольно измерительной технике и может быть использовано для измерения частоты и периода электрического сигнала.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На фиг. 1 представлена структурная схема частотомера-периодомера; на фиг. 2 и 3 - структурная схема соответственно формирователя временного интервала и счетно-формирующего устройства; на фиг. 4 и 5 - временные диаграммы работы соответственно счетно-формирующего устройства и частото- мера-периодомера.

Частотомер-периодомер содержит конъюнктор-формирователь 1, счетно- формирующее устройство (СФУ) 2, временной селектор 5, реверсивный счетчик (РС) А, формирователь 5 временного интервала (ФВИ), триггер 6 переписи и конъюнктор 7.

Выход конъюнктора-формирователя подключен к входу 8 адреса переписи СФУ 2. Выход 9 импульса обратного счета СФУ 2 объединен с входом конъ- юнктора 7 и синхровходом триггера 6 переписи, выход которого объединен с входом 10 разрешения переписи СФУ 2, входом конъюнктора-формирователя 1 и вторым входом конъюнктора 7. Выход последнего подключен к вычитающему входу 11 PC 4.

Шина 12 входных частот соединена с входом временного селектора 3,вход 13 которого соединен с выходом ФВИ 5 Выход 1А четвертого адресного разряда СФУ 2 подключен к второму входу конъюнктора-формирователя 1. Выход 15 ФВИ 5 соединен с входом сброса триггера 6 переписи. Выход временного селектора 3 соединен с суммируюпц-1м входом 16 PC 4. Информационный вход сброса триггера 6 переписи объединен с выходом 17 переполнения при вычитании PC 4, выход 18 переполнения при суммировании которого объединен с входом 19 разрешения счета СФУ 2, Выход СФУ 2 подключен к выходу 20 эталонных частот, а инверсный выход 21 - к входу 22 ФВИ 5, синхровход которого соединен с шиной 23 входного периода.

В процессе работы в режиме частотомера на вход 12 подается измеряемая частота, а вход 23 сое диняется с выходом 20. В режиме периодомера измеряемый период подается на вход 23, а вход 12 соединяется с выходом 20.

Частотомер-периодомер работает следующим образом.

Генератор 24 эталонных импульсов (ГЭИ) с встроенным двоично-пятиричным счетчиком формирует на выходах 25,

26 и 27 импульсы, обеспечивающие синхронизацию СФУ 2 и совместную работу триггеров 28 и 29 привязки синхронного импульса с входа 19 СФУ 2 к импульсам с выхода счетчика 30 адреса, а также счетчика 30 адреса совместно с оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) 31, счетчиком 32 числа и триггерами 33 и 34 анализатора переполнения СФУ 2.

При отсутствии импульсов на входе 19 дизъюнктор 35 закрыт, триггеры 33 и 34 находятся в состоянии 1 и информация из ОЗУ 31 выбирается по каждому адресу из последовательно перебираемых счетчиков 30 адреса, записывается в счетчик 32 числа и переписывается в ОЗУ 31 по тому же адресу. Если на выходе формирователя 36 периода индикации присутствует уровень

1, то динамический индикатор 37 визуализирует информацию, храняи1уюся в ОЗУ 31. По окончании периода индикации триггеры 38 и 39 устанавливаются в состояние О и формируют на входе

40 сброса счетчика 32 числа сигнал сброса продолжительностью в один период пересчета счетчика 30 адреса, обеспечивая обнуление счетчика 32 числа и по всем адресам ОЗУ 31. По окончании сигнала сброса по входу 22 ФВИ 5 переводится в режим ожидания им- пульса начала временного интервала по входу 23 и по приходу импульсов по входу 23 формирует положительный уровень временного интервала на входе 13 временного селектора 3, через который поступают импульсы входной частоты, делятся на PC 4 в режиме сложения и по его переполнении поступают на вход 19 СФУ 2, синхронизируются с помощью триггеров 28 и 29 и привязанные по времени к моменту переполнения счетчика 30 адреса через конъюнктор 35 переводят триггер 33 в состояние О, обеспечивая добавление единицы к содержимому счетчика 32 числа и ОЗУ 31 по начальному адресу. Переполнение счетчика 32 числа с содержимым начального адреса ОЗУ 31 вызовет под-

тверждение состояния О по D-входу триггера 33, задержку на такт этого состояния в триггере 34 и добавление единицы к содержимому по следующему адресу ОЗУ 31. Аналогично формируется продвижение сигнала переполнения и в последующие адреса ОЗУ 31.

По приходу второго импульса по входу 23 ФВИ 5 формирует уровень О на пыходе 13 и уровень 1 на выходе 15 Первый из импульсов с выхода 9 переводит триггер 6 переписи в состояние 1 и подключает через конъюнктор 7 импульсы с периодом переполнения счет чика 30 адреса (по входу 9) к входу вычитания PC А и входу дизъюнктора 35 (через конъюнктор-формирователь 1). В режиме переписи происходит одновременное уменьшение содержимого в PC 4 и увеличение содержимого в ОЗУ 31 начиная с адреса, определяемого конъюн- ктором-формирователем 1. При обнулении PC А на выходе 17 появляется положительный импульс, который обеспечивает изменение состояния триггера 6 переписи, при этом режим переписи заканчивается и устройство переходит в режим индикации результата. Таким образом, по окончании .периода переписи в ОЗУ 31 будут храниться (и индицироваться) , как старшие разряды числа импульсов прошедших временной селектор 3 и зафиксированные непосредственное в ОЗУ 31, так и младшие разряды, зафиксированные в PC 4 и переписанные в режиме переписи в ОЗУ 31.

В счетно-формирующем устройстве (фиг. 3) адреса ОЗУ 31 распределены следующим образом: 0...3 - для счета эталонного времени, 4... 7 - для старших разрядов результата счета импульсов заполнения временного интервала, 8...9 - для младших разрядов результата счета импульсов заполнения временного интервала. В динамическом индикатс ре 37 в этом случае визуализируется результат измерения в сле- дуюшем порядке адресов: 7, 6, 5, 4, 9, 8 в порядке от старших к младшим разрядам. Переключателем 41 мульти- лексор 42 настраивается на выдачу по выходу 20 импульсов с периодом, необ- ходим 1м для получения заданной точности измерения. При опорной частоте в ГЭИ 24 S МГц и отмеченном выделении адресуя ОЗУ 31 с выхода 20 можно получить - талонные частоты 100 кГц, 10 кГц, 1 кГц, 100 Гц, 10 Гц и с вы

0

0

до 10 МГц, в с и частот

диа- до

хода 27 ГЭИ 24 1 МГц и 10 МГц (частота 10 МГц может быть получена при выполнении внутреннего опорного генератора ГЭИ 24 на частоту 10 МГц с внутренним делителем частоты на два), т.е. получить шестиразрядный результат измерения периодов с точностью до 0,1 МКС и частот пазоне периодов до 10 100 кГц.

СФУ 2 содержит счетное устройство 43, узел 44 привязки и формирователь 45 управления индикацией.

На фиг. 4 обозначены: Т1 - положение импульса начала счета эталонных временных интервалов; Т2 - положение импульса начала счета импульсов заполнения временного интервала; ТЗ - положение импульса начала счета в режиме переписи младших разрядов в ОЗУ 31.

На фиг. 5 обозначены: Т 4 - интервал временного интервала; Т5 - интер- 5 вал синхронизации (ожидания начала) режима переписи; Т6 - интервал переписи; Т7 - интервал индикации результата; Т8 - интервал синхронизации (ожидания начала) режима сброса; Т9

интервал сброса; Т10 - интервал ожидания начала временного интервала.

Преимуществом предлагаемого часто- томера-периодомера является увеличение точности измерения при ограниченном быстродействии экономичного счетного устройства.

Формула изобрете}1ия

40

50

55

1. Частотомер-периодомер, содержа- временной селектор, вход которого является входом частотомера, счетно- формирующее устройство и формирователь временного интервала, синхровход 45 которого является входом периодомера, причем инверсный выход счетно-форми- рующего устройства соединен с информационным входом формирователя временного интервала, выход которого подключен к управляющему входу временного селектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены триггер переписи, коньюнктор, конъюнктор-фор- мирователь и реверсивньи счетчик, суммирующий вход которого подключен к выходу временного селектора, Н1.:читаю- щий вход - к выходу кон1,к)нкто)л, выход переполнения при суммиронании - к

входу -разрешения счета счетно-форми- рующего устройства, а выход переполнения при вычитании - к информационному входу триггера переписи, причем второй выход формирователя временного интервала соединен.с входом сброса триггера переписи, выход которого объединен с входами конъюнктора,конъ- юнктора-формирователя и входом разре- шения переписи счетно-формирующего устройства, выход четвертого адресного разряда счетно-формирующего устройства через второй вход конъюнктора формирователя подключен к входу адре- са переписи счетно-формирующего устройства, выход импульсов обратного счета которого соединен с вторым входом конъюнктора и синхровходом триггера переписи.

2. Частотомер-периодомер по п.1, отличающийся тем, что счетно-формирующее устройство содержит счетное устройство, узел привязки и формирователь управления индикацией, причем синхровход узла привязки соединен с выходом первого разряда счетного устройства, выход сброF;:

2S

7Т

22

0

5

са - с входом разрешения счета при суммировании счетно-формирующего устройства, выход узла привязки подключен к входу сброса счетного устройства, вход адреса переписи счетно-формирующего устройства соединен с дополнительным входом дизъюнктора узла привязки, вход формирователя управления индикацией соединен с входом разрешения переписи счетно-формирующего устройства, первый выход формирователя управления индикацией подключен к входу управления индикацией счетного устройства, второй выход - к второму входу сброса счетного устройства, а второй инверсный выход - к инверсному выходу счетно-формирующего устройства, третий и четвертый адресные разряды счетного устройства соединены соответственно с выходом импульсов обратного счета и выходом четвертого адресного разряда счетно- формирующего устройства, а выход - переноса - с синхровходом формирователя управления индикацией, третий адресный разряд счетного устройства подключен к второму синхровходу узла привязки.

/J

л

15

фие.2

7 Jl Л Jl Л JLJLJlЛLJLJLJL

30/1

u

/7

Л7 (puf

U

T3

/

TS

Редактор A. Лежнина

Составитель H. Федоров Техред И.Попович

Заказ 4126/43Тираж 730Подписное

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

Корректор Е. Рошко

Изобретение предназначено для повышения точности измерений. Частото- мер-периодомер содержит счетно-фор- мирующее устройство 2, временной селектор 3 и формирователь 5 временного интервала. В устройство введены триггер 6 перезаписи, конъюнктор 7, конъ- юнктор-формирователь 1, реверсивный счетчик 4 и дан пример конкретного выполнения счетно-формирующего устройства 2. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. (/) (иг. i