Способ цифрового измерения частоты следования периодических импульсов и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01R23/02 

СлЭ СХ) 00 tvD

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить диапазон измерения при сохранении точности измерения частоты. Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 эталонной частоты, г лементы И 2, 6 и 13, триггеры 4, 5, 9 и 12, формирователи 7 и 10, элемент И-ИЛИ 8, регистр 11, счетчик - 14 импульсов измеряемой частоты. Число разрядов последнего на единицу больше номера старшего контролируемого разряда счетчика 3 импульсов эталонной частоты. В процессе работы устройства временной интервал измерений при накоплении числа периодов импульсов измеряемой частоты больше заданного числа периодов импульсов эталонной частоты формируют равным сумме двух временных интервалов. А именно: интервала времени накопл ения заданного числа импульсов измеряемой частоты и интервала времени от момента накопления заданного числа им-, пульсов измеряемой частоты до начала ближайшего периода эталонной частоты . 2 с.п. ф-лы, 2 ил. (Л

Фаг.1

Изобретение относится к измерительной технике.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения при сохранении точ ности измерения частоты.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для цифрового измерения частоты следования периодиче скйх импульсов; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие процесс измерения частоты.

Устройство для цифрового измерения частоты следования периодических импульсов содержит генератор 1 эта- лонной частоты, первый элемент И 2, счетчик 3 импульсов эталонной частоты, первый 4 и второй 5 триггеры, второй элемент И 6, первый формирователь 7, элемент И-ИЛИ 8, третий триггер 9, второй формирователь 10, регистр 11, четвертый триггер 12, третий элемент И 13, счетчик 14 импульсов измеряемой частоты.

Входом устройства являются соеди- ненные между собой вторые входы второго 6 и третьего 13 элементов, причем выход генератора 1 эталонной частоты соединен с первым входом первог элемента И 2, второй вход которого соединен с первым входом третьего элемента И 13, инверсным выходом третьего триггера и входом второго формирователя 10, а выход - с третьим входом элемента И-ИЛИ 8 и входом счетчика 3 импульсов эталонной частоты, i-й выход которого соединен с первым входом первого триггера 4, а (i+k)-e выходы - с первой группой входов регистра 11, вход записи ко- торого соединен с вторым входом второго триггера 5 и выходом второго формирователя 10, а вторая группа входов - с (1+1)-ми выходами счетчик 14 импульсов измеряемой частоты, (1-|-1)-й выход которого соединен с вторым входом четвертого триггера 12 а вход - с выходом третьего элемента И 1 3 и вторым входом элемента И-ИЛИ 8, выход которого соединен с .первым входом третьего триггера 9,. второй вход которого соединен с выходом первого формирователя 7,-вторы входом первого триггера 4 и первыми входами второго 5 и четвертого 12 .. триггеров, выход второго триггера 5 соединен с первьм входом второго элемента И 6, выход которого соединен с входом первого формирователя 7, при-

чем выходы первого 4 и четвертого 12 триггеров соединены соответственно с первым и четвертым входами элемента И-ИЛИ. 8.

Способ осуществляют следующим образом.

В интервале частот формируют временной интервал измерений равным сумме интервала времени накопления счетчиком импульсов эталонной частоты заданного количества периодов эталонной частоты от начала периода измерений и интервала времени, отсчитанного от момента накойле- НИН заданного числа периодов эталонной частоты до начала ближайшего периода измеряемой частоты, и одноврв - менно накапливают число периодов эта лонной и измеряемой частот.

В интервале частот fv f, формирую

л

временной интервал измерений равным сумме интервала времени накопления счетчиком импульсов измеряемой часто ты числа периодов до старшего разряда (большего на единицу старшего контролируемого разряда счетчика импульсов эталонной частоты) и интервала времени, отсчитанного от момента заполнения старшего разряда счетчика импульсов измеряемой частоты до начала ближайшего периода эталонной частоты, и одновременно накапливают число периодов измеряемо и эталонной частот.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 3 и 14 обнулены, второй 5 и третий 9 триггеры в состоянии 1,-первый 4 и четвертый 12 триггеры в состоянии О. Первый импульс измеряемой час-, готы fy поступает на вход второго элемента И 6, с выхода которого через первый формирователь 7 производи установку в О третьего 9 и второго 5 триггеров, а также первого 4 и четвертого 12 триггеров. Единичный, потенциал инверсного выхода третьего триггера 9 открывает ключи, построенные на первом и третьем элементах/ И, разрешающие прохождение на вход счетчиков 3 и 14 импульсов эталонной и измеряемой частот. При заполнении импульсами эталонной частоты до заданного i-ro разряда единичный-потенциал i-ro разряда счетчика. 3 импульсов эталонной частоты устанавливает

3,

S состояние 1 первый триггер 4, вход которого вьщает разрешающий потенциал на установку в состояние 1 при поступлении очередного импульса измеряемой частоты на вход первого элемента И, элемента И-ИЛИ 8, третьего триггера 9 и вход счетчика 14 импульсов измеряемой частоты. При этом с инверсного выхода третьего тригг.ара 9 на входы первого 2 и третьего 13 элементов И поступает нулевой потенциал, запрещающий прохождение частотных сигналов эталонной и измеряемой частот на вход счетчи- ков 3 и 14, а второй формирователь вырабатывает импульс записи информации, накопленной счетчиками 3 и 14 в регистр 11 и производит установку в состояние 1 второго триггера 5 для начала нового цикла измерений.

При формировании в цикле измерения единичного потенциала на (1+1)выходе счетчика 14 импульсов измеряемой частоты до установки в состоя- ие 1 1-го разряда счетчика им-, пульсов эталонной частоты происходи установка в состояние 1 четвертог триггера 12 и конъюкцией единичного потенциала,поступающего с выхода чет- вертого триггера 12 на второй элемент элемента И-ИЛИ 8 и очередного импульса эталонной частоты с входа счетчика 3 импульсов эталонной частоты, проиходит установка в состояние 1

третьего триггера 9, который сигналом О с инверсного выхода запрещает прохождение на входы счетчиков 3 и 14 через первый 2 и третий 13 эле- . менты И импульсов эталонной и измеряемой частот. Цикл измерения завершается и происходит запись информации счетчиков 3 и 14 в регистр 11 сигналом с выхода второго формиро35

40

вателя 10 и установка тем же сигналом-.с первого формирователя, первыми вхо . J .

второго триггера 5 в состояние 1 для начала нового цикла измерения.

Формула изобретения

50

55

дани второго и четвертого триггеров и вторым входом первого триггера, выход второго триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход Которого является входом устройства и соединен с вторым входом третьего элемента И, а выход соединен с входом первого формирователя, отличающееся тем что, с целью расширения диапазона из мерений при сохранении точности изме рения частоты, число разрядов счетчи ка импульсов измеряемой частоты на единицу больше номера старшего континтервала до начала ближайшего периода измеряемой частоты, о т л к - чающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения при сохранении точности измерения частоты, временной интервал измеренртй при накоплении числа периодов импульсов измеряемой частоты больше заданного числа периодов импульсов эталонной частоты формируют равным двух временных интервалов: интервала времени накопления заданного числа импульсов измеряемой частоты и интервала времени от момента накопления заданного числа импульсов измеряемой частоты до начала ближайшего периода эталонной частоты.

2. Устройство для цифрового измерения частоты следования периодических импульсов, содержащее генератор эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего триггера, входом второго формирователя и первым входом третьего элемента И, а выход - с входом счетчика импульсов эталонной частоты, i-й выход которого соединен с первым входом первого триггера, а (i+k)-e выходы - с первой группой входов регистра, вход записи которого соединен с выходом второго формирователя и вторым входом второго триггера, а вторая группа входов - с выходами счетчика импульсов измеряемой частоты, вход которого соединен с выходом третьего элемента И и вторым входом элемента Ч-ИЛИ, первый вход которого соединен с выводом первого .триггера, а выход - с первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен с выходом

.

дани второго и четвертого триггеров и вторым входом первого триггера, выход второго триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход Которого является входом устройства и соединен с вторым входом третьего элемента И, а выход соединен с входом первого формирователя, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений при сохранении точности измерения частоты, число разрядов счетчика импульсов измеряемой частоты на единицу больше номера старшего конт5, 13832166

ролируемого разряда счетчика им- вертого триггера, соединенного выхо- пульсов эталонной частоты, старший дом с четвертым входом элемента И-ИПИ разряд счетчика импульсов измеряемой третий вход которого соединен с вхо- частоты соединен с вторым входом чет- дом первого счетчика.

54 ( зад)

И I I I 1 I I I I I I 1 I I I I I I I ) I I I I И t

iCu3Ha/j гги

т

V(Vx

I I и и I i I I I I I I I I I I I f и I I I

0---r-r д Г--I--1ш л - .-.

л э.

« t« /Vx /vxr/ ;

|||||1П1Н111111 П11111ПШ1111111Н11111П1111111Н11111111(Ш111111Н111111Ш1

t 4

tCuZHQil rrU Va

I I I I I I I I I I I I I I I I I I n I I I I I I I

С- - ---.

..

te.2