Устройство для измерения скорости изменения частоты Советский патент 1991 года по МПК G01R23/00 

о оо ю

00

о XI

Изобретение о носится к области измерительной техники и может использоваться в системах автоматического управления и контроля.

Цель изобретения - повышение точно сти измерения скоростм изменения частоты,

Нэ фиг. 1 прецстззлема структурная схема устройства; на ф -«г,2 /, 3 - временные диаграммы, поясняющие ого работу.

Устройство для измерения скорости изменения частоты содержит формирователь 1: селекторы 2 к С мл-пулы/зм, элементы И А л Б, генератор 6 имт. пьсов, делитель 7 чзсгсп ы, Плок 8 ммпулоско-потенциальных вентилей, формирователь 9 строб , -.нетчик Ю паузь-, адиоЕм зрзторы 11-15, управляемый дел ч; ел L; 1Г) сзстогы, дешифратор 17 нуля, триггеры 18 и 1G, кнд кйтор 20, элементы ИЛИ 21-25, элементы И 26-29, блок 30 выделения анака и счетчики 31-33.

Вход формирователя 1 является входом устройci аа, а его выход объединен с первыми входами селекторов импульсов 2 и 3, эыходь1 которых г,оогнетственно через элементы И 4 и 5 подключены к суммирующему ;.; вычитающему входам счетчика 31, причем выход генератор G импульсов объединен с з орь;ми входами згементов И 4, 5 и 29 и через делитель 7 частоты подключен к первому входу, формирователя 9 стробов, пор- вый и второй ныходы которого соединены соот зстственно с вторь- ли входами селекторов кмпульсоь 2 и 3, Второй выход делителя 7 частоты через последовательно соединенные счетчик 10 паузы и одновибратор 12 подключен к входу установки нуля счегчмка 33, второму входу формирователя 9 строба и первому входу элемента ИЛИ 25, выход которого соединен с входом установки нуль счетчика 31. Третий выход делители через последовательно включенные элемент И 28 и элемент ИЛИ 21 соединен с вычитающим входом счетчика 32, кодовый выход которого подключен к входу дешифратора 17, Выход триггера 18 объединен соответственно с вторым и первым входами элементов И 28 и 29, также входом одно- вибратора 11, выход которого соединен с вторым входом счетчика 10 паузы. Выход селектора 3 импульсов через одновибратор 15 соединен с первым входом триггера 18, второй вход которого объединен с выходом дешифратора 1 и входом блока 30 выделения знака. Выход злемемета И 29 объединен с первым входом триггера 19 и счетным входом управляемого делителя 18 частоты, вход устакоаад которого подключен к выходу одновибра-(0рй 13, кодовый вход- к кодовому выходу счетчика 31, а выход к второму входу элемента ИЛИ 23. Второй вход триггера 19 соединен с выходом элемента ИЛИ 24, а выход через элеменет ИЛИ 23-со

счетным входом счетчика 33, причем кодовый выход счетчика 33 объединен с кодовыми входами индикатора 20 и блока 8 импульсно-потенциальных вентилей, второй кодовый вход которого соединен с кодовым выходом счетчика 31. а кодовый зыход подключен к входу элемента ИЛИ 24. Выход элемент И 4 соединен через элемент ИЛИ 22 с суммирующим входом счетчика 32, з выход элемента И 5 объединен с первыми

входами элемента И 26 и элемента И 27, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 22. Пераый выход блока выделения знака объединен с вторым входом элемента И 27 и знаковым входом индикатора 20, а второй выход подключен к второму входу элемента И 26, зыход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 21, Выход селектора 2 импульсов через последовательно включенные одновибраторы

13 и 14 соединен с вторым входом элемента ИЛ И 25.

Устройство работает следующим обраВ исходном состоянии счетчики 31-33

обнулены, а на прямых выходах триггеров 18 и 19 и блока 30 выделения знака присутствует низкий потенциал. Формирователь 1 из входного синусоидального сигнала формирует импульсный сигнал с периодом и длительностью, равной его полупериоду, который поступает на первые входы селекторов импульсов 2 и 3. Селекторы 2 и 3 зредкзэначены для выделения по импуль;ам формирователя 9 строба из непрерывной импульсной последовательности ч-стотой F импульса длительностью Ti, а через время tn импульса длительностью Та. Импульс длительностью Ti-1/F(ti),

пройдя элемент И 4, заполняется импульсами частотой fr с генератора 6 импульсов, поступает на суммирующий вход счетчика 31 и через элемент ИЛИ 22 - на суммирующий вход счетчика 32. В результате в обоих

счетчиках формируется код NTI V TL По заднему фронту импульса Т-, одновибратор 13 формирует импульс для управляемого делителя 16 частоты записи коэффицента деления Ki fr Ti. а одновибратор 14

устанавливает счетчик 31 в нуль. Через время tn (101) с формирователь 9 стробов запустит селектор 3 импульсов, который сформирует импульс длительностью Т2 1/F{ti+tn). Этот импульс в элементе И 5

заполнится импульсами fr, которые поступят на вычитающий вход счетчика 31, а через элемент И 26 и элемент ИЛИ 21 - на вычитающий вход счетчика 32. В результате в счетчике 31 объемом Nm сформируется код Ni Nm-NT2, где Мт2 Т2 fr, а в счетчике 32 N Ду N -N12- Если Мт2 NH, то при обнулении счетчика 32 дешифратор 17 нуля переведет блок 30 выделения знака в противоположное состояние. Закроется элемент И 26, откроется элемент И 27 и счетчик 32 перейдет в режим сложения. В результате в нем сформируется код N - NT-I . По окончании импульса длительностью Т2 одновибратор 15 переведет триггер 18 в единичное состояние и откроются элементы И 28 и 29. Импульсы с частотой . где К2 - коэффициент деления делителя 7, поступают на вычитающий вход счетчика 32 через элемент ИЛИ 21. По достижении в нем нулевого кода по команде дешифратора 17 нуля триггер 18 перейдет в нулевое состояние и элементы И 28 и 29 закроются. Время г, которое был открыт элемент И 29, опре- деляется выражением т МДу Ka/fr. В течение времени т импульсы частотой fr поступают на управляемый делитель 17 частоты и на первый вход триггера 19, которые вместе с элементом ИЛИ 23 образуют схему сложения импульсов, поступающих на вход счетчика 33.

Значение частоты импульсов f 1 на выходе элемента ИЛИ 24 имеет вид

Nm-NT2 т 1 - .

Nm

Частота импульсов на выходе элемента ИЛИ 23 определяется выражением

f2 fl- fr/NTi.

откуда получают

f2

fr Nm NT-I NT2

Тогда за время т в счетчике 33 сформируется код N

.m 2 NTI Nr2 frNTI Nj2

p F (ti + tn) - F(ti) -AF/tn ,

который индицируется в индикаторе 20 с учетом знака.

10

15 25

20

0

5

0

5

0

5

По заднему фронту импульса г одно- вибратор 11 запустит счетчик 10 паузы, который через время tn и через одновибратор 12 запустит формирователь 9 строба и цикл измерений повторяется. Знак приращения частоты противоположен знаку приращения периода, что учитывается связью блока 30 выделения знака с индикатором 20.

Таким образом, по сравнению с известным, предлагаемое устройство для измерения скорости изменения частоты позволяет повысить точность измерения без существенного изменения времени измерения за счет определения изменения длительности соответствующих периодов входного сигнала.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости изменения частоты, содержащее формирователь, вход которого является входом устройства, первый и второй одновибрато- ры. первый и второй счетчики, счетчик паузы, блок выделения знака, индикатор, последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты и формирова- тель стробов, а также первый и второй селекторы импульсов, первые входы которых объединены с выходом формирователя, а вторые входы соединены соответственно с первым л вторым выходами формирователя стробов, причем второй выход делителя частоты через последовательно соединенные счетчик паузы и второй одновибратор подключен к второму входу формирователя стробов, а выход первого одловибратора соединен с вторым входом счетчика пауз, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него допопни- тельно введены третий, четвертый и пятый одновибраторы, первый - шестой элементы И, первый и второй триггеры первый - пятый элементы ИЛИ, управляемый депитель частоты, третий счетчик, дешифратор нуля и блок импульсно-потенцизльных вентилей, первый кодовый вход которого объединен с кодовыми выходом и входом соответственно третьего счетчика и индикатора, а кодовый выход подключен : входу четвертого элемента ИЛИ, причем выход второго одно- вибратора объединен с входом установки в О третьего счетчика и через пятый элемент ИЛИ - с входом установки в О первого счетчика, кодовый выход которого объединен с кодовым входом управляемого делителя частоты и вторым кодовым входом блока импульсно-потенциальных вентилей, выходы первого и второго селекторов импульсов через соответственно первый и второй элементы И соединены с суммирующим и вычитающим входами первого счетчика, вычитающий вход которого объединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И. вход третьего од- новибратора соединен с выходом первого селектора импульсов, а выход соединен с входом установки управляемого делителя частоты, счетный вход которого объединен с выходом шестого элемента И и первым входом второго триггера, вход четвертого одновибратора подключен к выходу третьего одновибратора, а выход - к второму входу пятого элемента ИЛИ, выход генератора импульсов объединен с вторыми входами второго, шестого и первого элементов И, выход которого через второй элемент ИЛИ соединен с суммирующим входом второго счетчика, выход делителя частоты через последовательно соединенные пятый элемент И и первый элемент ИЛИ подключен к вычитающему входу второго счетчика, кодовый выход которого соединен с входом дешифратора нуля, выход второго селектора ими

пульсов через пятый одновибратор подключен к первому входу первого триггера, второй вход которого объединен с выходом дешифратора нуля и входом блока выделе5 ния знака, а выход объединен с первым входом шестого элемента И, входом первого одновибратора и вторым входом пятого элемента И, первый выход блока выделения знака обьединен со знаковым входом инди10 катора и вторым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, а второй выход блока выделения знака соединен с вторым входом третьего элемента И, выход

15 которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, второй вход второго триг- гера подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ, а выход через третий элемент ИЛИ соединен со счетным входом 20 третьего счетчика, выход управляемого делителя частоты соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ.

5 Ј

K

c э r Se -В iv-л

C э r d

(Г.00

- sЈ -C- .- Ob -ii - 3N OQ

иTl

J-

r Сь

Ъ О

V Oo

Ј

K

-В

iv-л

OQ

e

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в системах автоматического управления и контроля. Целью изобретения является повышение точности измерения скорости изменения частоты. Устройство для измерения скорости изменения частоты содержит формирователь 1, селекторы 2 и 3 импульсов, генератор 6 импульсов, делитель 7 частоты, формирователь 9 строба, счетчик 10 паузы, одновибраторы 11 и 12, индикатор 20, блок 30 выделения знака, счетчики 31 и 32. Введение элементов И 4 и 5, блока 8 потенциально-импульсных ключей, одно- вибраторов 13 и 14, управляемого делителя 16 частоты, дешифратора 17 нуля, триггеров 18 и 19, элементов ИЛИ 21-25,элементов И 26-29 и счётчика 33 позволяет повысить точность измерения за счет определения изменения длительности соответствующих периодов входного сигнала. 3 ил. СО с

I

No

r-tr- - V г-v гч гь r rv

О (-+- f

98689I

-О 4-J 0

to

i..

+J4J

t

1 4 чо

Ii HJ

i

i l

Ю

5 6