Измеритель средней частоты импульсов Советский патент 1992 года по МПК G01R23/02 

Изобретение относится к технике измерения частот и предназначено для измере- ния средней частоты импульсов со статическим распределением во времени.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности.

На фиг. 1 показана функциональная схема измерителя средней частоты импульсод; на фиг. 2 - функциональная схема второго счетчика; на фиг. 3 - временная диаграмма работы измерителя.

Измеритель средней частоты импульсов содержит первый счетчик 1, второй счетчик 2, первый триггер 3. третий счетчик 4, кнопку Пуск 5. второй триггер 6, четвертый 7, пятый 8 и шестой 9 счетчики, инвертор 10, арифметический блок 11, регистр 12. дешифратор 13, первь1й 14, второй 15, третий 16 одновибраторы, злемент ИЛИ 17, четвертый одновибратор 18 и общую шину 19.

Арифметический блок 11 содержит первый 20, второй 2 Т и третий 22 блоки деления.

Второй счетчик 2 содержит вычитающий счетчик 23 с предустановкой, дополнительный триггер 24 и переключатель 25.

Счетный вход первого счетчика 1 является первым входом измерителя, вход синхронизации первого триггера 3 соединен с выходом первого счетчика 1 и счетным входом второго счетчика, счетный вход третьего счетчика 4 является вторым входом измерителя, общая шина 19 через кнопку 5 Пуск соединена с инверсным входом сброса второго триггера 6, вход установки первого счетчика 1 соединен со входом сброса второго счетчика 2, последовательно соединены дешифратор 13, первый 14, второй 15 и третий 16 одновибраторы, элемент ИЛИ 17 и четвертый одновибратор 18, выход которого соединен со входом установки второго триггера 6, входами сброса третьего

4

00

ч

ON Os

4 и четвертого 7 счетчиков, входом сброса второго счетчика 2 и входами сброса пятого 8 и шестого 9 счетчиков, счетные входы которых соединены соответственно с выходами третьего 4 и четвертого 7 счетчиков, входы разрешения счета которых соединены с выходом первого триггера 3, вход сброса которого соединен с инверсным входом сброса второго триггера б и через инвертор 10 со вторым входом элемента ИЛИ 17, выход второго триггера 6 соединен с D-входом первого триггера 3, выход второго счетчика 2 соединен поразрядно со входом дешифратора 13 и третьим информационным входом арифметического блока 11, первые и вторые информационные входы которого соединены соответственно с выходами разрядов пятого 8 и шестого 9 счетчиков, первый и второй входы управления арифметического блока 11 соединены с выходами соответственно первого 14 и второго 15 одновибрато- ров, выход третьего одновибратора 16 соединен со входом управления регистра 12, информационные входы которого соединены с выходом арифметического блока 11, выход дешифратора 13 соединен с прямым входом сброса второго триггера 6.

Во втором счетчике 2 вычитающий вход вычитающего счетчика 23 с предустановкой объединен со входом сброса дополнительного триггера 24 и является счетным входом второго счетчика 2, выходом которого являются разрядные выходы вычитающего счетчика 23, входы предустановки которого через переключатель25 соединены с общей ШИНОЙ 19, а выход заема - со входом синхронизации дополнительного триггера 24, выход которого соединен со входом разрешения записи вычитающего счетчика 23, а вход установки является входом сброса второго счетчика 2.

В арифметическом блоке 11 входы делимого первого 20 и второго 21 блоков деления являются соответственно первым и вторым информационными входами арифметического блока 11. третьим информационным входом которого являются объединенные входы делителя первого 20 и второго 21 блоков деления, управляющие входы которых объединены и являются первым входом управления арифметического, блока И/вторым входом управления которого является вход управления третьего блока 22 деления, информационные входы которого соединены соответственно с выходами первого 20 и второго 21 блоков деления, а выходы третьего блока 22 деления являются выходом арифметического блока 11.

Измеритель работает следующим образом.

При нажатии кнопки 5 Пуск сигнал с нулевым уровнем (фиг. 3,6) устанавливает в

нулевое состояние триггер 6 (фиг. 3,г) и триггер 3 (фиг, 3,,ц) и через инвертор 10 подает сигнал логической единицы на вход элемента ИЛИ 17. При отпускании кнопки 5 снимается сигнал логической единицы с входа

0 элемента ИЛИ 17, при этом сигнал на выходе элемента ИЛИ 17 изменяется с уровня логической единицы на уровень логического нуля, в результате чего запускается одно- вибратор 18. Сигнал с выхода одновибрато5 ра 18 (фиг, 3,е) устанавливает счетчик 2 в состояние, соответствующее необходимому времени измерения Т, счетчики 8 и 9 - в нулевое состояние, устанавливает триггер 6 в единичное состояние, счетчики 4 и 7 - в

0 нулевое состояние и счетчик 1 - в единичное состояние. Сигнал с выхода триггера 6 (фиг. 3,г), приложенный к D-входу триггера 3, является разрешающим сигналом для перевода триггера 3 в единичное состояние.

5

приходящим по его входу синхронизации.

После окончания воздействия сигнала на выходе одновибратора 18 (фиг. 3,е), следующий импульс, поступающий на первый вход измерителя (фиг. 3,а), переводит счетчик 1 в

0 нулевое состояние. Сигнал с инверсного выхода счетчика 1 (фиг. 3,6) вычитает единицу из содержимого счетчика 2 и переводит триггер 3 в единичное состояние. На выходе триггера 3 появляется единичный сигнал

5 (фиг. 3,д), который разрешает счет счетчиков 4 и 7 (фиг. 3, к, л).

Начинается цикл измерения Т (фиг. 3, д), в течение которого входные импульсы со второго входа измерителя считаются счет0 чиком 4 с коэффициентом пересчета К и подаются на счетчик В (фиг. 3,к), а входные импульсы с третьего входа измерителя (фиг. 3,П2) пересчитываются счетчиком 7 на коэффициент К и подаются на счетчик 9 (фиг. 3,л).

5 На фиг. 3 условно показаны коэффициенты пересчета счетчиков 1, 4 и 7, равные 4. Время измерения задается частотой импульсов, приходящих по первому входу измерителя, коэффициентом пересчета счетчика 1 и ус0 тановленным объемом счетчика 2. При поступлении на счетчик 2, работающий на вычитание предпоследнего импульса, определяющего время измерения, на выходе дешифратора 13 появится сигнал (фиг, 3,и),

5 который установит триггер 6 в нулевое состояние, при этом к D-входу триггера 3 (фиг. 3,г) будет приложен сигнал с нулевым уровнем и при поступлении следующего (последнего в этом цикле измерения) импульса с выхода счетчика 1 (фиг. 3,6) триггер 3 переходит в нулевое состояние и сигнал с его выхода (фиг. 3,д) заблокирует входы счетчиков 4 и 7. Цикл измерения закончился, но одновременно счетчик 2 переходит в начальное состояние, соответствующее вре- мени измерения Т, и на выходе дешифратора 13 после окончания цикла измерения появляется сигнал, запускающий одновибратор 14 (фиг. 3,п). На фиг. 3 условно показан случай, когда цикл измерения Т равен двум периодам частоты импульсов, поступающих с выхода счетчика 1 (фиг. 3,6). Далее сигнал с выхода одновибратора 14 (фиг. 3,п) запускает арифметический блок 11 для определения отношения средних частот импульсов, поступающих по второму и третьему входам измерителя. Если коэффициенты пересчета счетчиков 3 и 6 равны К, то по окончании цикла измерения Т в счетчиках 8 и 9 будут соответственно результаты измерения niT/K и П2Т/К, а в счетчике 2 число Т. Сигнал с выхода одновибратора 14 запускает блоки деления 20 и 21 и на их выходах появляются коды чисел соответственно П1/К и П2/К. По окончании сигнала на выходе одновибратора 14, появляется сигнал на выходе одновибратора 15 (фиг. 3,е), который запускает блок деления 22 и на его выходе появляется код числа П1/П2. Далее запускается одновибратор 16(фиг. 3,м), ко- торый переписывает этот результат в регистр 12, на выходе которого появляется код числа, равный результату первого измерения, и сохраняется в течение следующего цикла измерения. Сигнал с выхода одновиб- ратора 16 через элемент ИЛИ 17, аналогично сигналу с выхода инвертора 10, запускает одновибратор 18 (фиг. 3,е), тем самым начинается следующий цикл измерения.

Второй счетчик (фиг. 2) работает следующим образом.

При поступлении на вход установки исходного состояния сигнала триггер 24 уста- навливается в единичное состояние и сигналом со своего выхода заносит код числа, установленного на переключателе 25 в счетчик 23. После снятия этого сигнала и низком уровне входного сигнала триггер 24 возвращается в нулевое состояние. Счетчик 23 готов к работе. Первый входной импульс уменьшит его состояние на единицу (этот импульс приходит в начале цикла измерения). За один период до конца цикла изме- рения счетчик 23 окажется в нулевом состоянии. В конце цикла измерения на выходе заема счетчика 23 появляется сигнал, который переводит триггер 24 в единичное состояние и устанавливает счетчик 23 в состояние, определяемое числом, установленным на переключателе 25.

Расширение функциональных возможностей обеспечивается дополнительной возможностью измерения отношения средних частот импульсных последовательностей, поступающих по двум входам устройства, а также возможностью измерения величины отклонения частоты одной из них от указанного отношения, при возможности установки как постоянного, так и заданного от одной из импульсных последовательностей, времени измерения.

Повышение точности по сравнению с прототипом достигается за счет более точного формирования измерительного интервала.

Формула изобретения

1. Измеритель средней частоты импульсов, содержащий первый счетчик, счетный вход которого является первым входом измерителя, втJЭpoй счетчик, первый триггер, вход синхронизации которого соединен с выходом первого счетчика и счетным входом второго счетчика, третий счетчик, счетный вход которого является вторым входом измерителя, общую шину, соединенную через кнопку Пуск с инверсным входом сброса второго триггера, вход установки первого счетчика соединен со входом сброса второго счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей, дополнительно введены четвертый, пятый и шестой счетчики, инвертор, арифметический блок, регистр и после- довательно соединенные дешифратор, первый, второй, третий одновибраторы, элемент ИЛИ и четвертый одновибратор, выход которого соединен со входом установки второго триггера, входами сброса третьего и четвертого счетчиков, входом сброса второго счетчика и входами сброса пятого и шестого счетчиков, счетные входы которых соединены соответственно с выходами третьего и четвертого счетчиков, входы разрешения счета которых соединены с выходом первого триггера, вход сброса которого соединен с инверсным входом сброса второго триггера и через инвертор со вторым входом элемента ИЛИ, выход второго триггера соединен с D-входом первого триггера, выход второго счетчика соединен поразрядно со входом дешифратора и третьим информационным входом арифметического блока, первые и вторые информа- ционные входы которого соединены соответственно с выходами разрядов пятого и шестого счетчиков, первый и второй входы управления арифметического блока

соединены с выходами соответственно первого и второго одновибраторов. выход третьего одновибратора соединен со входом управления регистра, информационные входы которого соединены с выходом арифметического блока, выход дешифратора соединен с прямым входом сброса второго

триггера.

2. Измеритель по п. 1,отличаю1дий- с я тем, что второй счетчик содержит переключатель/дополнительный триггер и вычитающий счетчик с предустановкой, вычитающий вход которого объединен со входом сброса дополнительного триггера и является счетным входом второго счетчика, выходом которого являются разрядные выходы вычитающего счетчика, входы предустановки которого через переключатель соединены с общей шиной, а выход заема - со входом синхронизации дополнительного триггера, выход которого соединен со входом разрешения записи вычитающего счетчика, а вход установки является входом сброса второго счетчика.

3. Измеритель по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ и и с я тем, что арифметический блок содержит первый, второй и третий блоки деления, входы делимого первого и второго блоков деления являются соответственно первым и вторым информационными входами арифметического блока, третьим информационным входом которого являются объединенные входы делителя первого и второго блоков деления, управляющие входы которых объединены и являются первым

входом управления арифметического блока, вторым входом управления которого является вход управления третьего блока деления, информационные входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго блоков деления, а выходы третьего блока деления являются выходом арифметического блока.

Изобретение относится к технике измерения частот. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности. Для достижения цели в измеритель средней частоты импульсов .введены четвертый счетчик 7, пятый счетчик 8, шестой счетчик 9, инвертор 10, арифметический блок 11, регистр 12, первый одновиб- ратор 14, второй одновибратор 15, третий одновибратор 16, элемент ИЛИ 17, четвертый одновибратор 18. Кроме того, арифметический блок 11 содержит первый блок 20 деления, второй блок 21 деления и третий блок 22 деления, а второй счетчик 2 содержит вычитающий счетчик, триггер и переключатель. Устройство также содержит первый счетчик 1, первый триггер 3. третий счетчик 4, кнопку 5 Пуск, второй триггер 6 и общую шину 19. Устройство может быть использовано в системах автоматической обработки информации. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фа. 1