Измеритель низких и инфранизких частот Советский патент 1989 года по МПК G01R23/10 

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и предназначено для измерения и контроля частоты.

Цель изобретения - повышение бы- стродейстрия устройства.

На фиГо представлена блок-схема измерителя низких и инфранизких частот; на фиГо2 - блок-схема блока уп- 10 равления; на фиг,3 - временные диаграммы работы устройства.

Измеритель низких и инфранизких частот содержит входной формирователь i, генератор 2 эталонной час- 5 тоты, блок 3 управления, первый 4, второй 5 и третий 6 счетчики, per гистр 7, элемент И 8, преобразователь 9 кода в частоту, блок 10 задержки, триггер 11 и регистрирующий 20 блок 12, выполненный на счетчике 13 и регистре 14„

Блок 3 управления включает в себя первый 15 и второй 16 триггеры, инвертор 17, элемент И 18, формирова- 25 тель 19 коротких импульсов и блок 20 задержки.

.

Выход входного .фopмI poвaтeля 1 соединен С первым входом блока 3 управления , Выход генератора 2 эталонной частоты соединен со счетным вхр дом счетчика 4, первым входом элемента И 8 и вторым входом блока 3 управления,, Первый выход блока 3 управления соединен с установочным вхо дом счетчика 6, второй выход блока 3 управления соединен с входом бло- ка 10 задержки, входом записи регистра 7 и входом записи регистра 14 регистрирующего блока 12. Установочный вход счетчика 4 соединен с установочным входом йчетчика 5 и выходом входного формирователи 1. Вькод счетчика 4 соединен со счетным входом счетчика 6. Выходы счетчика 6 через информационные входы регистра 7 соединены с входами умножения преобразователя 9 кода в частоту, установоч- ньгй вход которого соединен с инверсным выходом RS-триггера 11, Прямой; выход RS-триггера 11 соединен с вторым входом элемента И 8, Выход элемента И 8 соединен со счетным входом четвертого счетчика 13 регистрирующего блока 12 и счетным входом преобразователя 9 кода в частотуо Выход преобразователя кода в частоту 9 соединен со сче-рным входом второго

10

5 20

25

30

35

40

, ,c

50

55

счетчика 5, Вькод блока 10 задержки соединен с S-входом RS-триггера 1 1 и установочным входом четвертого счетчика 13 регистрирующего блока 12„ Выход второго счетчика 5 соединен с R -входом RS-триггера 11 „ Первый вход блока 3 управления соединен с S-входом RS-триггера 15, код которого соединен с D-входом D-триггера 16, Второй вход блока управления соединен с входом синхронизации С-тригге- ра 16 и входом инвертора 17, Выход D-триггера 16 соединен с первым входом элемента И 18, второй вход которого соединен с выходом инвертора 17 о Вьпсод элемента И 18 через последовательно соединенные формирователь 19 короткого импульса и блок 20 задержки соединен с первым выходом блока 3 управления, R-входом RS-триг- гёра 15 и R-входом D-триггера 16, Второй выход блока 3 управления соединен с выходом формирователя 19 короткого импул ьса,

.

На фиг.3 изображены выходные сигналы: а) входного формирователя 1, поступающие с периодом б) на первом ВЕ ркоде блока 3 управления; в) на втором вькоде блока 3 управления;г) генератора 2; д) счетчика 4; е) преобразователь 9 кода в частоту; ж) счетчика 5; з) триггера П; и) элемента И 8„

Устройствхэ работает следующим образом.

Входной формирователь 1 формирует из .импульсов, приходящих от датчика последовательность прямоугольных импульсов (фиг,За), поступающих на первый вход блока 3 управления и установочные входы счетчиков 4 и 5, По переднему фронту этих импульсов происходит установка в исходное состояние этих счетчикрв. Одновременно с этим RS-триггер 15 блока 3 управления переключается в единичное состояние По фронту первого импульса заполнения с генератора 2 эталонной частоты на выходе D-триггера 16 появляется единичный потенциал, 150- торый поступает на первый вход элемента И 18о На второй вход этого элемента поступает проинвертирован- ный первый импульс заполнения с гене- ратора 2 эталонной частоты. На выходе элемента И 18 появляется выделенный импульс единичного потенциала из

3146

первого импульса заполнения с длительностью, равной половине периода

первого импульса заполнения. Полученный таким образом импульс поступает на вход формирователя 19 коротких импульсов, который формирует короткий импульс (фиГоЗв), поступаюпшй на входы блоков .10 и 20 задержки и входы записи регистров 7 и 14 причем полученньй короткий импульс записи сдвинут во времени, относительно момента переключения счетчика 6, когда состояние счетчика во время переключения является неопределенным. На выходе блока 20 задержки формируется задержанный импульс (фиг.36) относительно импульса записи, по фронту которого сбрасывается в исходно е со сто яние сч етчик 6, а также RS-триггер 15 и П-тригг ер 16 блока 3 управления С второго выхода блока 3 управления импульс записи через блок 10 задержки поступает на установочный вход счетчика 13 регист рирующего блока 12, устанавливая этот блок в исходное состояние и на S-вход RS-триггера 11, устанавливая этот триггер по прямому вькоду в - единичное состояние (фиг„3з), котр- рый открывает элемент И 8, По иивер- сному выходу RS-триггера 11 происходит установка в исходное состоя-г кие преобразователя 9 кода в частоту. Таким образом все устройство в течение первого импульса заполнения с генератора 2 эталонной частоты поготовлено к работе Импульсы заполнения частотой „ с генератора эталонной частоты 2 поступают на счетный вход первого счетчика 4, с выхода которого импульса частотой (фиг,Зд),где n - коэффициент, делени счетчика, поступают на счетный вход счетчика 6, За время Т на выходе счетчика 6 имеется количество им

пульсов К,

Т , которое запомйна х n ется в регистре 7. Одновременно с этим импульсы заполнения с генератора 2 эталонной частоты частотой f через элемент И 8 поступают на счетный вход преобразователя 9 кода в частоту и на счетный вход счетчика 13 регистрирующего блока 12. На входы умножения преобразователя 6 кода в частоту поступает код К С выхода регистра 7, на выходе преобразователя 9 кода в частоту имеются импульол

805

с частотой f,

isLlKi

N,

(фиг.Зе), гДе

0

5

20

л . N

- коэффициент, зависящий от разрядности счетчика о Импульсы частотой f поступают на счетный вход второго счетчика 5, с выхода которого импульс переполнения поступает на R-вход триггера Пи устанавливает его в нулевое состояние, ксхторое за- крьгаает первый элемент И 8, Время заполнения счетчика 5 емкостью m импульсами частотой f , равно Тдд„ S „ Таким образом на выходе триггера 11 формируется интервал времени

TV, m S51-S--5- /Результаты f, fl- измерения выражаются количеством импульсов N;t, поступивших на счетный вход регистрирующего блока 12 в течение времени

NV

No- m.n

w

f I -

N -m . n- f,

TX Т

0 t

С приходом нового периода Т, все процессы повторяются

Общее время измерения входной частоты f, Т, + неньше чем у прототипа. Это можно объяснить тем что чем больше импульсов К, поступает за время Т на входы умножения преобразователя 9 кода в час- . тоту, тем больше частота следования импульсов на выходе преобразователя 9, тем самым требуется меньше времени Т., , а следовательно,и времени измерения Т«,«. для заданной по40 грешности дискретности,

форму л а из о б р е т е н иГя К Измеритель низких и инфраниз- ких частот, содержащ входной фор- 45 мирователь, выход которого соединен с первым входим блока управления, генератор эталонной частоты, выход которого.соединен со счетным входом первого счетчшса, первым входом элемента ИИ вторым входом блока управления, второй счетчик, регистрирующий блок и преобразователь кода в частоту, отличающийся тем. что, с целью повышения быстродействия, в него введены регистр, блок задержки, триггер, счетчик, вочный вход которого соединен с первым выходом блока управления, асчвт50

55

fyOUi .

иый вход соединен с выходом первого

счетчика, выходы третьего счетчика соединены с информационными входами регистра, вход записи которого сое2. Измеритель по п„1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что блок управления содержит первый и второй триггединен с вторым выходом блока управле- . РЫ, формирователь короткого импульса,

с., nnnf n-arvlJ ТЛЫТЭОПТПП ЧПРМРНТ И.

КИЯ, входом записи регистрирующего блока и входом блока задержки, выход которого соединен с первым входом триггера и установочным входом регистрирующего блока, выходы регист- 10 ра соединены с входами умножения преобразователя кода в частоту, установочный вход которого соединен с инверсным выходом триггера, а счётный вход соединен с выходом элемента И 15 и счетным входом регистрирующего блока, выход преобразоиатепя кода в частоту соединен со счетным входом второго счетчика установочный вход которого соединен с установочным 20 входом первого счетчика и выходом входного формирователя, а выход вто- рого счетчика соединен с вторым входом триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И, 25

блок задержки, инвертор, элемент И, причем первый вход блока управления соединен с первым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второго триггерат второй вход которого соединен с вторым входом блока управления и входом инвертора, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход элемента К через последовательно соединешше формирователь короткого импульса и блок задержки соединен с первым выходом блока управления вторым входом первого триггера и третьим входом второго триггера, второй выход блока управления соединен с выходом формирователя короткого импульса.

14658056

2. Измеритель по п„1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что блок управления содержит первый и второй триггеРЫ, формирователь короткого импульса,

с., nnnf n-arvlJ ТЛЫТЭОПТПП ЧПРМРНТ И.

блок задержки, инвертор, элемент И, причем первый вход блока управления соединен с первым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второго триггерат второй вход которого соединен с вторым входом блока управления и входом инвертора, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход элемента К через последовательно соединешше формирователь короткого импульса и блок задержки соединен с первым выходом блока управления вторым входом первого триггера и третьим входом второго триггера, второй выход блока управления соединен с выходом формирователя короткого импульса.

фогЛ

Itlll IIIII-

-.U-t- T- - f

ЛГ

-t iair- ffrt

Tgoi