Цифровой периодомер Советский патент 1987 года по МПК G01R23/10 

Изобретение относится к цифровой измерительной технике.

Целью изобретения является повыше- ние быстродействия.

На фиг, 1 представлена функциональная схема цифрового периодомера; на фиг, 2 - фупкциональная схема блока управления реверсом; на фиг. 3 и

4 - временные диаграммы работы цифро- ю торого соединен с третьим выходом

вого периодомера.

Цифровой периодомер содержит генератор 1 меток времени, селектор 2, счетчик 3 импульсов, регистр 4 памяти, блок 5 индикации, шину 6 входного сигнала, усилитель 7, инвертор.8,второй 9 и первый 10 элементы совпадения, элемент ИЛИ 11, формирователь 12 импульсов входного сигнала, формирователь 13 строб-импульса, формирова- тель 14 импульса переписи, формирователь 15 импульсов сброса, блок 16 управления реверсом, реверсивный счетблока 16, четвертый выход которого соединен с управляющим входом ЦАП 18, а первый - со счетным входом триггера 19, прямой и инверсный выходы которого соединены с вторыми входами второго 9 и первого 10 элементов совпадения соответственно. Выход преобразователя 18 подключен к второму входу формирователя 12 импульсов вход ного сигнала. Шина 20 установки сое динена с установочными входами триггера 19, реверсивного счетчика 17 и формирователя 15 импульсов сброса. В блоке управления реверсом выход

чик 17, ЦАП 18, счетный триггер 19 и

шину 20 установки.25 схемы 23 опознавания нулевого состояБлок 16 управления реверсом (фиг.2) ния реверсивного счетчика соединен с содержит третий 21 и четвертый 22 S-входом триггера 25,а четырехразряд- элементы совпадения, схему 23 опознавания нулевого состояния реверсивного

ный вход является информационным входом блока 16, причем младший и старсчетчика, пятый элемент 24 совпадения и RS-триггер 25.

Выход генератора 1 меток времени через селектор 2, соединен со счетным входом счетчика 3 импульсов, выход которого подключен к информационному

рого соединен с блоком 5 индикации. Шина 6 входного сигнала соединена с усилителем 7, выход которого подклю- чей через инвертор В к второму элементу 9 совпадения, а напрямую - к первому элементу 10 совпадения. Выходы элементов 9 и 10 совпадения через элемент ИЛИ 11 соединены с первым входом формирователя 12 импульсов входного сигнала, выход которого подключен к второму входу формирователя 13 строб-импульса, первый выход которого соединен с входом формирова- теля 14 импульсов переписи, а второй с вторым входом селектора 2. Первый выход форми{)ователя 14 соединен с

а - импульсы сброса с выхода форвходом записи регистра 4 памяти, а

второй - с первым входом формировате- gg мирователя 15;

ля 15 импульсов сброса и входом бло- а и 5 -.Ьаналогичные сигналы в

ка 16 управления реверсом. Выход фор- последующие моменты времени;

мирователя 15 подключен к первомуе - состояние реверсивного счетчивходу формирователя 13 стро -импуль- ка 17;

са и установочному входу счетчика 3 импульсов. Информационный выход реверсивного счетчика 17 подключен к информационному входу ЦАП 18 и информационному входу блока 16 управления реверсом, второй выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика 17, вычитающий вход коблока 16, четвертый выход которого соединен с управляющим входом ЦАП 18, а первый - со счетным входом триггера 19, прямой и инверсный выходы которого соединены с вторыми входами второго 9 и первого 10 элементов совпадения соответственно. Выход преобразователя 18 подключен к второму входу формирователя 12 импульсов входного сигнала. Шина 20 установки сое динена с установочными входами триггера 19, реверсивного счетчика 17 и формирователя 15 импульсов сброса. В блоке управления реверсом выход

ния реверсивного счетчика соединен с S-входом триггера 25,а четырехразряд-

ный вход является информационным входом блока 16, причем младший и стар

ший разряды соединены с входами пятого элемента 24 совпадения, выход которого соединен с R-входом триггера 25 и является первым выходом блока 16, вторым и третьим выходами которого являются соответственно выходы третьего 21 и четвертого 22 элементов совпадения, первые входы которых объединены и являются входом блока 16. Прямой выход триггера 25 соединен с вторым входом третьего элемента 21 совпадения, а инверсный - с вторым входом четвертого элемента 22 совпадения и является четвертым выходом блока 16.

Работу устройства поясняют осциллограммы, приведенные на фиг. 3 и 4;

а - измеряемый сигнал с выхода элемента ИЛИ 11;

6 - сигнал с выхода формирователя 12;

т, - импульсы переписи с выхода формирователя 14;

а - импульсы сброса с выхода формирователя 15;

ж,1.,ц,к- выходные сигналы разрядов реверсивного счетчика 17 соответственно (код 1-2-4-8);

л - выходной сигнал схемы 23;

М - выходной сигнал элемента 24 совпадения;

.н,р- сигналы на прямом и инверсном выходах RS-триггера 25 соответственно;

С|Т - импульсы с выхода элементов 22 II 21 совпадения;

ор - выходной сигнал с ЦАП 18.

Цифровой периодомер работает следующим образом.

В исходном состоянии после действия установочного импульса по шине

20формирователь 13, счетчик 3 и сченый триггер 19 находятся в нулевом состоянии, а счетчик 17 - в состояни 9. Этому состоянию соответствующий код определяет выходной уровень ЦАП

18, равный UCM -0,9 и(фиг. 4(р) . Входной сигнал с шины 6 через усилитель 7 и элементы 10 и 11 проходит на блок 12.Так как начальное смещени задано, то в точках S, и Sjформируется фронт прямоугольного импульса,от которого срабатывает формирователь 13 строб-импульса, открывающий селектор 2 (фиг. 3a-ij). По окончании первого измерения импульс переписи переносит информацию со счетчика 3 в регистр 4 памяти и одновременно уменьшает содержимое реверсивного счетчика 17 наеди ницу (фиг.4е-с). Следовательно,напряжение смещения U,.. изменится и состаIС /v

вит и -0,8 и, формирование положительного перепада начинается почти сразу по ркончании первого строб-им- пульса (фиг.За-Ь , точки sj и S j) . После действия импульса переписи и сброса (фиг.З З. ) цикл измерения повторяется (фиг.3 ) .

При достижении счетчиком 17 нуле- вого состояния ( 0) сигнал со схемы 23 переводит триггер 35 в единичное состояние (фиг. 4л,н). Элемент 22 совпадения закрывается, а элемент

21открывается, поэтому .последующие импульсы с формирователя 14 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 17 (фиг, 4е-к,т). Процесс измерения идет непрерывно и при достижении счетчиком 17 состояния 9 (это соответствует точке S на фиг.40

с элемента 24 выдается импульс (фиг,4м), который переводит триггер 25 в нулевое состояние. При этом элемент 21 закрывается, а элемент 22 открывается и счетчик 17 переходит в режим вычитания. Одновременно переключается счетный триггер 19, открывающий элемент 9 совпадения (элемент 10 закрывается). На элемент ИЛИ 11, далее на формирователь 12 поступает инвертированный входной сигнал, и формирование прямоугольных импульсов в формирователе 12 начинается в точках S , Sj-, соответствующих отрицательной полуволне исходного входного сигнала..

Таким образом, за счет автоматического изменения напряжения смещени формирование строб-импульсов идет непрерывно, последовательно друг за другом, а все блоки цифрового перио- домера обеспечивают автоматическое непрерывное измерение периода синусоидального сигнала, что позволяет проводить больщее число измерений в единицу времени, т.е. повысить быстродействие цифрового периодомера.

Формула изобретения

1. Цифровой периодомер, содержащий последовательно соедненные генератор меток времени, селектор, счетчик импульсов, регистр памяти, блок индикации, а также усилитель, подключенный к шине входного сигнала, формирователь импульсов входного сигнала и последовательно соединенные формирователь импульсов сброса, формирователь строб-импульса и формирователь импульсов переписи, при этом выход формирователя импульсов входного сигнала соединен с вторым входом формирователя строб-импульса, второй выход которого подключен к второму входу селектора, выход формирователя импульсов сброса соединен с установочным входом счетчика импульсов, а первый выход формирователя импульса переписи подключен к входу записи регистра памяти, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в негф дополнительно введены инвертор, первый и второй элементы совпадения, элемент ИЛИ, счетный триггер, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), реверсивный счетчик и блок управления реверсом, при этом выход усилителя соединен с входом первого элемента совпадения и через инвертор подключен к входу второго элемента

совпадения, вторые входы первого и второго элементов совпадения соеди- нены соответственно с инверсным и прямым выходами триггера, а выходы элементов совпадения подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом формирователя импульсов входного сигнала, второй

выход формирователя импульсов перепи- IQ выход которой соединен с S-входом си соединен с входом блока управления реверсом и первым входом формирователя импульсов сброса, установочный вход которого и установочные входы триггера и реверсивного счетчика под- 15 ключены к шине установки, информационные выходы реверсивного счетчика соединены с информационными входами ЦАП и информационными входами блока управления реверсом, первый выход 20 которого подключен к счетному входу триггера, второй и третий выходы coes динены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, а четвертый выход - с уп- 25 равляющим входом ЦАП, выход которого

триггера, а четырехразрядный вход ляется информационным входом блока причем младший и старший разряды с динены с входами пятого элемента с падения, выход которого соединен с R-входом триггера и является первы выходом блока, вторым и третьим вы ходами которого являются соответст но выходы третьего и четвертого эл ментов совпадения, первые входы ко рых объединены и являются входом б ка, прямой выход триггера соединен с вторым входом третьего элемента совпадения, а инверсный - с вторым входом четвертого элемента совпаде и является четвертым выходом блока

78016

подключен к второму пходу формирователя импульсов входного сигнала.

2. Периодомер по п.1, о т л и - чающийся тем, что блок управления реверсом содержит третий,четвертый и пятый элементы совпадения, RS-триггер и схему опознавания нулевого состояния реверсивного счетчика.

выход которой соединен с S-входом

триггера, а четырехразрядный вход является информационным входом блока, причем младший и старший разряды соединены с входами пятого элемента совпадения, выход которого соединен с R-входом триггера и является первым выходом блока, вторым и третьим выходами которого являются соответственно выходы третьего и четвертого элементов совпадения, первые входы которых объединены и являются входом блока, прямой выход триггера соединен с вторым входом третьего элемента совпадения, а инверсный - с вторым входом четвертого элемента совпадения и является четвертым выходом блока.

CPU г. 2

а У/Ч ,

;«ХХ--КХ

5

, |5М «1 йМ 1 1 /1ФЦИ 1 И ЖФ1 Ж М/И И М1

jjJгlггlлjlГLnлjlллJ

-O.tt/M

Редактор А. Лежнина

Составитель Е. Минфин Техред И.Попович

Заказ 4126/43 Тираж 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

Puf4

Корректор М. Демчик

Изобретение предназначено для повышения быстродействия измерения. Цифровой периодомер содержит генератор 1 меток времени, селектор 2, счетчик 3 импульсов, регистр 4 памяти, блок 5 индикации, усилитель 7 и формирователи 12, 13 и 14 импульсов вход- . ноге сигнала, строб-импульса и импульсов сброса соответственно. В устройство введены инвертор 8, элемент 10 совпадения, элемент ИЛИ 11, блок 16 управления реверсом, реверсивный счетчик 17, цифроаналоговый преобразователь 18 и счетный триггер 19. Это позволяет за счет автоматического изменения напряжения смещения формирование строб-импульсов вести непрерывно, последовательно друг за другом. Все блоки периодомера обеспечивают автоматическое непрерывное измерение периода синусоидального сигнала. В описании приведен пример выполнения блока 16 управления реверсом. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л оо со 00