ЧАСТОТНО-ЦИФРОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1973 года по МПК H03M1/60 G01R23/02 

1

Изобретение относится к автоматике и электроизмерительной технике и может использоваться при измерении электрических и неэлектрических величин, принимающих как положительные, так и отрицательные значения.

Известно частотно-цифровое измерительное устройство, содержащее частотный датчик, выход которого подключен к первому входу схемы «И, другим входом связанной с выходом блока управления, другие выходы блока управления связаны с управляющими входами счетчика и регистра, триггер знака и блок переписи на схемах «И, «ИЛИ.

Однако, если кроме индикации результатов измерения на цифровом табло необходима регистрация их при помощи цифропечатающей машины, то цифропечать отрицательного значения измеряемой величины производится в обратном коде. Кроме того, устройство обладает малым быстродействием, так как в течение времени измерения индикация информации на цифровом табло отсутствует, что проявляется в большей степени при увеличении измерр1тельного интервала.

Отсутствие информации на табло нежелательно особенно для щитовых при-боров, так как вносит неудобства считывания информации с нескольких приборов одновременно.

Целью изобретения является увеличение быстродействия и расширение функциональных возможностей устройства.

Для этого в блоке перезаписи инверсный выход -первого разряда счетчика через схему «И, другим входом подключенную к инверсному выходу триггера знака, связан со входом схемы «ИЛИ, другой вход которой соединен с выходом второй схемы «И, связанной с

прямыми выходами первого разряда счетчика и триггера знака, а выход - со входам первого разряда регистра, вход второго разряда регистра соединен с прямым выходом второго разряда счетчика, третий вход регистра через

схему «ИЛИ связан с выходами трех схем «И, входы первой и третьей из которых связаны с прямым выходом третьего разряда счетчика, а их другие входы - с инверсным выходом второго разряда счетчика и прямым

выходом триггера знака соответственно, входы второй схемы «И связаны с инверсными выходами третьего разряда счетчика и триггера знака и прямым выходом второго разряда счетчика, а вход четвертого разряда регистра через схему «ИЛИ связан со входами двух схем «И, входы первой из которых соединены с инверсными выходами второго и чет вертого разрядов счетчика и триггера знака и с прямым выходом второго разряда счетчика,

выходы второй схемы «И подключены к прямым выходам четвертого разряда счетчика и триггера знака.

Изобретение пояснено чертежами.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема цепей переза-писи для одного двоично-десятичного разряда.

Устройство содержит частотный 1, выход которого через схему «И 2, другим входом связанную с выходом блока управления 3, соединен со входом счетчика 4, выходы счетчика 4 через блок перезаписи 5 связаны со входами регистра 6. Выход счетчика связан со входом триггера знака 7, выходы которого подключены ко входам блока перезаписи. Выходы блока управления 3 подключены ко входам счетчика 4, регистра 6 и триггера знака 7.

Блок перезаписи 5 содержит (см. фиг. 2) схемы «ИЛИ 8, 9, 10, входы которых связавы с выходами схем «И 11, 12, 13, 14, 15 и 16, 17 соответственно.

Устройство работает следующи1М образом.

В начале каждого измерения блок управления 3 формирует импульс, осуществляющий начальную установку счетчика 4 и триггера знака 7. Счетчик импульсов 4 устанавливается в состояние, соответствующее дополнительному коду числового эквивалента начальной частоты датчика 1, а триггер знака 7 - в соетояние, соответствующее отрицательному значению .измеряемой в-еличины.

Импульсы с выхода частотного датчика 1 в течение определенного времени измерения подаются на вход счетчика 4 через схему «И 2, связанную с блоком управления 3. Если измеряемая величина положительна, а следовательно, входная частота превышает начальную частоту датчика 1, то в процессе измерения произойдет переполнение счетчика 4, который импульсом переполнения опрокидывает триггер знака 7 в состояние, соответствующее положительному значению измеряемой величины. В этом случае на .шины блока перезаписи 5 с выходов триггера знака 7 .подается такая совокупность потенциалов, при которой состояние декад счетчика 4 переписывается в регистр памяти в прямом коде. Перезапись осуществляется подачей импульса перезаписи с одного из выходов блока управления 3 на управляющий вход регистра 6.

В случае, если измеряемая величина отрицательна - входная частота меньше начальной частоты дат4ика 1, а поэтому первполнения счетчика 4 не происходит. Триггер знака 7 остается в состоянии, соответствующем отрицательному значению измеряемой величины. Информация в счетчике 4 в этом случае соответствует измеряемой величине, выраженной в дополнительном коде. Перевод дополнительного кода числа в прямой код, выраженный в комбинациях принятого двоично-десятичного кода 8 - 4 - 2-1, осуществляется при помощи блока перезаписи.

Обозначив символом m состояние триггера знака (, если измеряемая величина положительна, и т 0, если она отрицательна), можно найти формулы перехода от кода любого двоичного разряда декады к коду соответствующего разряда регистра памяти. Формулы эти имеют следующий вид:

йр + а 6„ с т.

V +

т.

Р я dp - dg-m + dg-m.

На фиг. 2 приведена функциональная схема цепей перезаписи для одного десятичного разряда, обеспечивающих в соответствии с приведенными формулами либо перезапись прямого значения кода, если измеряемая величина положительна, либо перевод дополнительного кода в прямой, если измеряемая величина отрицательна.

Состояние триггеров 4-1, 4-2, 4-3 и 4-4 декады счетчика 4 переписывается при помощи блока перезаписи 5 в триггеры 6-1, 6-2, 6-3, 6-4 регистра 6 или в прямом или в обратном (дополняющем до девяти) коде в зависимости от состояния триггера знака 7. Перезапись производится подачей импульса перезаписи с выхода блока управления 3 на соответствующие входы триггеров регистра 6.

iB случае измерения отрицательного значения исследуемой величины результат измерения отличается от действительного значения на единицу, так как при этом число в счетчике оказывается записанным в дополнительном коде, а перезапись этого числа в регистр памяти производится в обратном (дополняющем до девяти) коде.

Эту погрещность можно уменьщить в два раза соответствующей настройкой частотного датчика. Кроме того, ее можно полностью устранить, если начальную установку счетчика «мпульсов производить не в дополнительный, а в обратный код числового эквивалента начальной частоты датчика 1. При этом, если измеряемая величина положительна, на вход счетчика по окончании измерения следует добавить один импульс.

Блок перезаписи выполнен следующ-им образом. Цепь .перезаписи состояния первого (младшего) триггера 4-1 представляет собой схему равнозначности, состоящую из двух схем :«И 11 и 12 одной схемы «ИЛИ 8. Одни из входов схем И 11, 12 соединены с инверсным и прямым выходами первого триггера 4-1 декады счетчика 4. Вторые входы схемы «И И и 12 соединены с инверсным и прямым выходом триггера знака 7. Выход схемы «ИЛИ 8 соединен со входом триггера регистра 6-1.

Для перезаписи состояния второго триггера 4-2 счетчпка 4 его прямой выход соединен со входом триггера 6-2 регистра.

Цепь перезаписи состояния третьего триггера 4-3 счетчика 4 выполнена из трех схем «И

13-15 и одной схемы «ИЛИ 9, выход которой соединен со входом триггера 6-3 регистра 6. Один вход схемы «И 13 соединен с инверсным выходом триггера 4-2. Второй вход схемы «И 13 соединен с первым входом схемы «И 15 и прямым выходом триггера 4-3. Иервый вход схемы «И 14 соединен с прямым выходом триггера 4-2, второй - с инверсным выходом триггера 4-3, а третий - с инверсным выходом триггера знака 7. Прямой выход триггера знака 7 подсоединен ко -второму входу схемы «И 15.

Состояние триггера 4-4 счетчика 4 переписывается в триггер 6-4 регистра 6 при помощи цепи перезаписи, состоящей из двух схем «И 16 и 17 и схемы «ИЛИ 10, выход Которой соединен со входом триггера 6-4. Три входа схемы «И 16 соединены с инверсными выходами триггеров 4-2, 4-3, 4-4, четвертый - с инверсным выходом триггера знака 7. Один из входов схемы «И 17 соединен с прямым выходом триггера 4-4, а. второй - с прямым выходом триггера знака 7.

Предмет изобретения

Частотно-цифровое измерительное устройство, содержащее частотный датчик, выход которого подключен к первому входу схемы «И, другим входом связанной с выходом блока управления, а выходом - с входом счетчика, причем другие выходы блока управления связаны с управляющими входами счетчика.

регистра и триггера знака, блок перезаписи на схемах «И, «ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и расширения функциональных возможностей устройства, в блоке перезаписи инверсный выход первого разряда счетчика через схему «И, другим входом подключенную к инверсному выходу триггера знака, связан со входом схемы «ИЛИ, другой вход которой соединен с выходом второй схемы «И, связанной с прямыми выходами первого разряда счетчика и триггера знака, а выход - со входом первого разряда регистра, (Вход второго разряда регистра соединен с прямым выходом второго разряда счетчика, третий вход регистра через схему ИЛИ связан с выходами трех схем «И, входы первой и третьей из которых связаны с прямым выходом третьего разряда счетчика, а их другие входы - с инверсным выходом второго разряда счетчика и прямым выходом триггера знака соответственно, входы второй схемы «И связаны с инверсными выходами третьего разряда счетчика и триггера знака и прямым выходом второго разряда счетчика, а вход четвертого разряда регистра через схему «ИЛИ связан со входами двух схем «И, входы первой из которых соединены с инверсными выходами второго и четвертого разрядов счетчика и триггера знака и с прямым выходом второго разряда счетчика, входы второй схемы «И подключены к прямым выходам четвертого разряда счетчика и триггера знака.

Перезат -исъ