ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР Советский патент 1973 года по МПК G01R23/10 

1

Изоб;ретени-е относится к электроизмерительной тех1НИ ке.

Иэвбстен цнфровой MaiCTOTOiMep, содержащий счетчик имлульсов иамер-яемой частоты, счетчики импульсов ива1Нтава1НИ1Я дробных частей и целых периодов измеряемой частоть, генератор эталоиных частот, тригге ры, элементы задержки и вентили.

Предлагаемый частото:мер отличается тем, что в нем яервый вход счетчика амшульсов измеряемой частоты соединен со входной клеммой, входом генератора и нулевым входом nepiBoro трИ|Пгера, второй вход - с первым :выхадо;м генератора, единичным входом первого триггера, через первый элемент задержки - со входом вентиля перевода частного и первым входом счетчика част ного и 1че,рез второй элемент задержки - с шиной сброса счетчика драбных частей периода и .нулевым входом второго триггера управления, второй ВХ:ОД которого ПОДКЛЮЧЕН

к выходу первого триггера и через вентиль, связанный со в;торЫ(М выхо ДО1М генератора,- к первому входу счетчи1ка частей периода, третий вход - к выходу счетчика дробных частей периода и через вентиль, свЯзанный. с выходом распределителя импульсов, - с первым входом регистра дробной части результата измерения и вторым входом О4етчи)ка частного, а выход - ко второму входу счегчика драбных частей периода и через вентиль, связанный с третьим выходом генератора, - к первому входу счетчика периодов и через вентиль, связанный со вторым выходом гене|ратора и выходом счет-чика периодов, - ко входу распределителя имнульсов, образованного последова телшо включенными элевментами задержки, выходы которых соединены с вактилями, включенными между разрядами счетчиков дробных частей и целых периодов, и через вентиль, связанный через элемент задержки со входной клеммой, - к шине C6tpoca счетч1И1ка целых периодов, причем выход счетчика частного сое динвн через вентиль перевода частного ко второму Входу регистра дробной части, первый выход которого подключен к третьему входу счетчика вмпульсов измеряемой частоты.

Такое выполнение устройства позволяет повысить его точность и ушростить KOHfcTpyiK-цию.

Блок-схема устройства )приведеа1а на чер-теже.

Цифровой частотомер состоит на счетчика илипульсов измеряемой частоты за эталонный интервал времени /, регкстра дробной части результата измерения 2, счетчика- частного 5, счегчика импульсов квантования дробных частей периодов яэмеря-емой частоты 4, счетчика импульсов квантования целых периодов из.меряе)мой частоты 5, генератора импульсов эталонных частот 6, элементов задержки 7-10, вентилей //-17, триггеров 18, 19.

Для измеряемой частоты спра1ведли1во выражение

K+(.r-Ntn Nm) f.

где Т - интервал измерейия (опроса);

Л 7- количество имлульсов эталонной частоты, уложиашихся в часть периода измеряемого сигнала в начале текущего интервала И31мерения;

- коладчест1во :им:пульсов эталонной частоты, уложивших,ся в период измеряемого сялнала, совпавший с начало текущего интервала измерения;

- количество иашульсов эталонной частоты, уложивщихся в часть не риода измеряемого сигнала в конце текущего интервала измерения; .количество импульсов эталонной частоты, уложившихся в период измеряемого сигнала, совпавший с канцо;м текущего интервала измерения (он же является началам Следующего интервала измерения). Генератор 6 вырабатьюает им1пуль:сы эталонных частот /1, /2 И /o-fi /2 f. Импульсы частоты /1 синхронивированы с импулысом .измеряемой частоты.

С появлением на выходе генератора имnyvTbca эталонного интервала иэмерени я, следующего через промежутки Т

-информация о колич-ейтве и чгпульсОВ 1РЗ меряемой частоты за эталонный интервал из счетчика 1 передается во внешние цепи, а счетчик 1 уста навл«вается в 1и сходное состояние;

-сигнал с элемента задержки 7 переводит частное AlrWsT из счетчика 3 через вентиль 16 в регистр 2 дробной части результата измеряемого сигнала, отнесенной « интервалу измерения и из.мереннюй IB начале предыдущего интервала измерения, и сбрасывает счетчик 3;

-сигнал с элемента задерж1ки 8 через интервал /а Т сбрасывает счетчик 4 и опроишдывает триггер 19, ш результате чего вогтиль 14 затир.ается;

-триггер 18 устанавливается в состояние, пр:П котором отаярывается вентиль 11 и Ia счетчик 4 начинают поступать импульсы с частотой /2 для .измерения числа .Vj „

С Приходом первого после начала эталонного интервала времени Импульса -иэмеряемой частоты:

-триггер 18 устанавливается в состояНие, при KOTOpOiM закрывается вентиль 11

(счетчик 4 ;перестает считать число ,);

- триггер 19 - в состояние, при котором вентили 13 и 14 закрываются, вентиль 12 открывается и на вход счетчй:ка 4 подается управляющий сигнал на щяну вычнтання; доступ имюульсов квантования в счетчик 5 прекращается, начинается деление числа N „ в счетчике 4 на число N „ в счетчичсе 5 путем поразрядного вычитания с по;мощью венталей 17, управл яемых распределителем на элементах задержки 9, на вход которых начинают поступать через вентиль 12 И1мпульсы с частотой /ь

После каждого цикла вычитания импульс с выхода последнего элемента задержки 9 через вентиль 15 поступает в регистр 2 на вь читание и в счетчик 3 - на сложение. Деление происходит до момента срабатывания триггера старшего зна1кового разряда счетчика 4, в результате которого вентиль 15 закрывается, и триггер 19 устанавливается в состояние, при котором снова от1К рываются вентили 13 и 14, закрывается вентиль 12 и сни-мается сигнал управления шиной вычитан ия счетчика 4.

Результат алгебраической разности дробных частей периодов, И31мерен1ных в начале и IB 1конце эталонного интервала измерения, выдается ВО внешние цепи и добавляется к paiHee выданному числу.

Дл-Я обеспечения операции деления число дробной части .ViT-Wj,, заюисывается IB счетчик делимого в виде jV.ilО, где п - число разрядов дробной ча.сти результата измере11 я частоты.

Стгустя время „ Т относительно имюульса

эталон ного интервала времени измерен-ия элемент задерж ки 8 выдает сигнал об окончании изiмepeния, сбрасывается счетчик 4, а в триггере 19 подтверждается состояние, при {котором вентиль 12 закрыт, вентили 13 и 14 открыты и снят ситиал управления шиной выЧитанИя счетчика 4.

С этого момента в счетчик 5 через ве нтиль 13 поступают импулЫсы с частотой fi. Через вентиль 14 в счетчик 5 подаются им-пульсы сброса, задержа1Н1Ные элементом 10 и находящиеся по времени между началам каждого нмшульса измеряемого сипнала и первым импульсом из каждой синхронизированной серии импульсов с частотой f.

О.писанные процессы с приходом каждого импульса эталонного интервала повторяются.

СВязь между счетч.И1Ко.м 5 и вентилем 12 nip едн а злачен а для исключения деления на нуль.

Предмет и з о б р е т е (Н и я

Цифровой частотомер, содержащий счетч ик им пульсов измеряемой частоты, счетчики ИМ(пульсов квантования дробных ча.стей и целых периодов измеряемой частоты, генератор эталонных частот, триггеры, элементы задержки и вентили, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, nepiBbift вход счетчика имшульсоз измеряемой частоты соединен со входиой клемМой, входо-м генератора и нулевым входом первого триггера, второй вход - с первым выходом гене,ратора, единичным входом neipiBoro ирипгера, через первый элемент задержки - со входам вентиля теревода частного и пер.выМ входом счетчика частного и через второй элемент задержки - с ш;И1Ной сброса счетчика дробных частей периода и нулевым входом второго триггера улраБления, второй 1ВХ01Д которого подключен к выходу inepвого триггера и через вентиль, связанный со вторым выходом генератора,- IK первому входу счетчика дробных частей периода, третий вход - (К выходу счетчйка дробных частей п ериода и через вентиль, связанный с выходом paoпpeдeлитev я им(пулисав, - с первым входом регистра дробной части результата

измерения д вторым входом счетчика частного, а выход - ко второму входу счетчика дробных частей периода н через вентиль, связалный с третьим выходом генератора, - к первому входу счетчика периодов и через вентиль, связанный со вторым выходом генератора и выходом счетчика периодов, - ко входу распределителя импульсов, образованного последовательно В КлюченНЫ1ми элементами задержки, выходы которых соединены с вентилями, включенными между разряда-ми счетчиков дробных частей и целых периодов, и через вентиль, связа.вный через элемент задерж ки со входной клеммой, - к шине сброса счетчика целых периодов, ттричем выход счетчика частного соедниен через вентиль перевода частного ко второму входу регистра дробной части, первый выход которого подключен к третьему входу счетчика импульсов

измеряемой частоты.