Цифровой частотомер мгновенных значений Советский патент 1992 года по МПК G01R23/10 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля, регистрации и измерения частоты, когда предъявлены высокие требования к быстродействию при широком рабочем диапазоне частотомера в системах регулирования частоты.

Известен преобразователь частоты следования импульсов в код, содержащий счетчики, формирователь, последовательно соединенные генератор образцовой частоты и ключ элементов совпадения, потенциальные входы которых подключены к разрядам первого счетчика, импульсные - к разрядам второго и третьего счетчиков и последовательно соединенные блок управления, второй ключ, элемент ИЛИ, триггер, третий ключ и элемент задержки, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ, а вход триггера подключен к выходу второй группы элементов совпадения. Этот преобразователь имеет узкий диапазон из- мерения.

Известен также цифровой частотомер мгновенных значений, содержащий формирователь входного сигнала, выход которого

соединен с установо чным §ходом вычитающего счетчика, счетный вход которого соединен с выходом преобразователя код - частоты, выполненного в виде последовательно соединенных эталонного генератора импульсов и двух управляемых делителей частоты, информационные входы которых соединены соответственно с разрядными выходами вычитающего счетчика, информационный вход старшего разряда каждого управляемого делителя частоты преобразователя код - частота соединен с источником логической единицы. Существенным недостатком известного частотомера является узкий диапазон измерения.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения.

Поставленная цель достигается тем, что известный цифровой частотомер мгновенных значений, содержащий формирователь входных импульсов, подключенный входом к входу цифрового частотомера мгновенных значений, а выходом - к входам сброса первого и второго управляемых делителей частоты и установочному входу первого вычитающего счетчика, эталонный генерасл

с

XI

00

со

&

тор, соединенный выходом с тактовым входом первого управляющего делителя часто ты, подключенного прямым выходом к тактовому входу второго управляемого делителя частоты, прямой выход которого со- единен со счетным входом первого вычитающего счетчика, снабжен регистром сдвига и вторым вычитающим счетчиком, соединенным установочным входом с выходом формирователя входных импульсов, счетным входом - с прямым выходом первого управляемого делителя частоты, а выходом переноса - с последовательным входом регистра сдвига, вход параллельной загрузки которого подключен к выходу формиро- вателя .входных импульсов, а выход - к информационным входам первого и второго управляемых делителей частоты, выход первого вычитающего счетчика является выходом цифрового частотомера мгновенных значений

На чертеже представлена структурная схема частотомера

Цифровой частотомер мгновенных значений содержит формирователь t входных импульсов, регистр 2 сдвига, управляемые делители 3 и 4 частоты, вычитающие счетчики 5 и 6, эталонный генератор 7. Блоки 3, 4, 7 образуют преобразователь 8 код - частота Измеряемая частота fBx подается на вход формирователя 1 входных импульсов, выход которого подключен к установочным входам SR регистра 2 сдвига, входам S сброса управляемых делителей 3 и 4 частоты, установочным входам SR вычитающих счет- чиков 5 и 6.

Выход ОР регистра 2 сдвига соединен с информационными входами IPn управляемых делителей 3 и 4 частоты Тактовый вход С управляемого делителя 3 частоты подклю- чен к выходу эталонного генератора 7 Прямой выход Q делителя 3 частоты в свою очередь соединен с тактовым входом С управляемого делителя 4 частоты и счетным входом - 1 вычитающего счетчика 6, выход 0 переноса которого заведен на последовательный вход CI регистра сдвига Прямой выход Q управляемого делителя 4 частоты подключен к счетному входу - 1 вычитающего счетчика 5 Коды мгновенных значений частоты fax формируются на выходе вычитающего счетчика 5.

Работает цифровой частотомер мгновенных значений следующим образом.

По началу каждого периода частоты f8x формирователь 1 выдает короткий импульс на установочные SR регистра 2 сдвига, входы сброса S управляемых делителей 3 и 4 частоты, установочные входы SR вычитающих счетчиков 3 и 4 частоты установочные входы SR вычитающих счетчиков 5 и 6 в результате чего во все разряды счетчиков 5 и б запишутся единицы, управляемые делители 3 и 4 частоты сбросятся в нулевое состояние, а в старший разряд регистра 2 сдвига запишется единица С выхода регистра 2 сдвига записанная единица подается в нулевой разряд информационного входа IPn управляемою делителя 3 частоты и в первый разряд информационного входа IPn делителя 4 частоты При таком сочетании входных сигналов на информационных входах управляемых делителей 3 и 4 частота с эталонного генератора 7 проходит через делитель 3 частоты без деления а на делителе

4- делится на два

В вычитающие счетчики 5 и 6 были записаны единицы и по мере поступления импульсов на тактовые входы С их содержимое начнет уменьшаться Первым обнулится вычитающий счагчик 6 В момент обнуления счетчика 6 сигнал с его выхода 0 переноса произведет по последовательному входу d сдвиг единицы в следующий разряд регистра 2 сдвига, при этом содержимое вычитающего счетчика 5 уменьшится в 2 раза.

После обнуления вычитающего счетчика следующий импульс по счетному входу - 1 вновь переведет его в единичное состояние и описанный цикл повторится но период временм появления сигнала с выхода

50 переноса счетчика 6 возрастает в два раза т к частота на выходе Q управляемого делителя 3 частоты со сдвигом единицы уменьшилась в два раза Циклы сдвигов единицы в регистре 2 сдвига будут повторяться до тех пор, пока не придет следующий импульс с формирователя 1 При этом на выходе ОР вычитающего счетчика 5 сформируется код N измеряемой частоты согласно выражению

N Nmax - Fill - FaT2 - - Fntn В этом выражении м - 9k+f- 1

Nmax I

Fn(D

(2) (3)

(4)

fo rj2n

Tn r2n,

где n 0, 1, 2,. ., k - коэффициенты деления управляемых делителей частоты

k - число разрядов регистра 2 сдвига,

Fn - частота на выходе делителя 4 частоты при различных коэффициентах деления;

fo - частота эталонного генератора;

т- период следования импульсов эталонного генератора

fn - интервал времени между сигналом на выходе 0 переноса счетчика 6 и следуим импульсом на выходе формирова геля

С учетом (7), (3) (4) выражение (1) имеет д.

k

N 2k+1- 1-

«ПпГ

Jb

Оп п -(К

Аналогичным ооразом получается вырание для периодч измеряемой частоты:

т2п+ tn

Т (2k+1 - 1)

С учетом

02

k+1

ТОГО, ЧТО

при n k, tn

1 и выражение для рабочего

диапазона D частотомера имеет вид:

Di max

,2k

Таким образом, использование в известном цифровом частотомере мгновенных значений регистра сдвига и дополнительного счетчика позволяет в значительной мере расширить его рабочий диапазон.

Формула изобретения Цифровой частотомер мгновенных значений, содержащий формирователь входных импульсов, подключенный входом к входу цифрового частотомера мгновенных

значений, а выходом - к входам сброса первого и второго управляемых делителей частоты и установочному входу первого вычитающего счетчика, эталонный генератор, соединенный выходом с тактовым входом первого управляемого делителя частоты, подключенного прямым выходом к тактовому входу второго управляемого делителя частоты, прямой выход которого соединен со счетным входом первого вычитающего счетчика, отличающий- с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения, введены регистр сдвига и второй вычитающий счетчик, соединенный установочным входом с выходом формирователя входных импульсов, счетным входом - с прямым выходом первого управляемого делителя частоты, а выходом переноса - с последовательным входом регистра сдвига, вход параллельной загрузки которого подключен к выходу формировате ля входных импульсов, а выход - к информа- ционным входам первого и второго управляемых делителей частоты, выход первого вычитающего счетчика является выходом цифрового частотомера мгновенных значений.

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть исполь- зовано в приводах металлорежущих станков. Цель изобретения - расширение диапазона измерения. Цель достигается введением в привод регистра сдвига и второго вычитающего счетчика, 1 ил.

ОI