УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ Советский патент 1974 года по МПК G01R23/10 

1

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в цифровой измерительной технике.

Известно устройство для измерения частоты, содержащее счетчик временного интервала, подключенный через вентиль эталонной частоты к генератору эталонной частоты, счетчик результата измерения, состоящий из счетчика младших разрядов и счетчика старших разрядов, и счетчик эталонной частоты.

Недостатком известного устройства является то, что нижний предел измерений ограничен, так как при малом числе импульсов, поступивших на вход счетчика старших разрядов, преобразователь кода в пределах одного состояния кода счетчика старших разрядов должен выдавать разные коэффициенты пересчета на счетчнк эталонной частоты, что невыполнимо.

Известные устройства не универсальны в работе с разными датчиками.

Для расширения функциональных возможностей предлагаемое устройство снабжено блоком задания коэффициента пересчета счетчика временного интервала, управляющим счетчиком и счетчиком поделенной эталонной частоты, вход которого подключен к выходу схемы совпадения, соединенной со счетчиком эталонной частоты; между последним и счетчиком поделенной опорной частоты включен

блок сравнения кодов, выход которого через вентиль умноженной частоты подсоединен ко входу счетчика младших разрядов, сбросовый вход последнего подсоединен к выходу вентиля входной частоты, а выход - ко входу счетчика старших разрядов; к сбросовому входу счетчика эталонной частоты через схему сборки подсоединены выходы схемы совпадения, вентиля входной частоты и вентиля умноженной частоты; к счетчику временного интервала подключен блок задания коэффициента пересчета, а управляющий счетчик соединен с управляющими входами схемы совпадения, вентиля входной частоты, вентиля управляющего счетчика, вентиля умноженной частоты и вентиля эталонной частоты, счетный вход управляющего счетчика подключен к выходу вентиля управляющего счетчика, один установочный вход которого подключен к выходу счетчика временного интервала, а другой установочный вход - к шине начала цикла измерения.

Такая конструкция устройства позволяет работать с несколькими датчиками с масштабированием их частотных характеристик изменением временного интервала.

На чертеже показана блок схема описываемого устройства, состоящего из управляющегого счетчика 1, вентиля 2 управляющего

счетчика, вентиля 3 входной частоты, схемы

совпадения 4, схемы сборки 5, счетчика 6 эталонной частоты, генератора 7 эталонной частоты, счетчика 8 ноделенной эталонной частоты, вентиля 9 змноженной частоты, вентиля 10 эталонной частоты, блока сравнения И, счетчика 12 младших разрядов, счетчика 13 старших разрядов, счетчика 14 временного интервала и блока 15 задания коэффициента пересчета.

Устройство работает следующим образом.

Сначала управляющий счетчик 1 находится в нулевом состоянии, и все вентили схемы закрыты. С приходом импульса начала замера управляющий счетчик 1 становится в первое состояние и открывает вентиль 2 управляющего счетчика и вентиль 3 входной частоты. Первый импульс входной частоты, пройдя через вентиль 2 управляющего счетчика, ставит управляющий счетчик 1 во второе состояние, в результате чего открывается схема совпадения 4. Кроме того, первый импульс входной частоты через вентиль 3 и схему сборки 5 производит сброс счетчика 6 эталонной частоты, который после этого заполняется импульсами от генератора 7 эталонной частоты. Каждый раз при поступлении k импульсов на вход счетчика 6 срабатывает схема совпадения 4 и через схему сборки 5 происходит сброс счетчика 6, вследствие чего на счетчик 8 поделенной эталонной частоты поступает частота . k

Второй импульс входной частоты, пройдя через вентиль 2, ставит управляющий счетчик 1 в третье состояние, из-за чего закрывается вентиль 2 и схема совпадения 4, и открываются вентиль 9 умноженной частоты и вентиль 10 эталонной частоты. В счетчике 8 в это время зафиксировано число - . Т, как резульk

тат замера периода Т входной частоты, поделенной эталонной частотой. Второй импульс входной частоты через вентиль 3 и схему сборки 5 вновь производит сброс счетчика 6. В дальнейшем лри заполнении последнего импульсами от генератора 7 происходит сброс его каждый раз при срабатывании блока сравнения кодов через вентиль 9 и схему сборки 5, вследствие чего с вентиля 9 на вход счетчика 12 младших разрядов поступает эталонная частота, поделенная на число ---Т,

к

хранимая в счетчике 8. Эта частота есть умноженная в k раз входная частота, так как

- kf, где f входная частота.

Счетчик младших разрядов имеет емкость, равную числу k-, поэтому при поступлении на счетчик 12 числа импульсов, равного k, с его выхода на счетчик 13 старших разрядов выделяются импульсы переноса.

С приходом каждого импульса входной частоты происходит коррекция счетчика 12 и счетчика 6 путем сброса их в «О импульсами с выхода вентиля 3. При этом, если за предыдущий период первой входной частоты на счетчик 12 поступило число импульсов меньше k, но больше - (последний триггер счетZi

чика 12 находится в состоянии «1), то при сбросе выделяется импульс переноса в счетчик 13 старших разрядов. Если за предыдущий период входной частоты на счетчик 12 поступило число импульсов больше k, но

ЗА ,

меньше - (импульс переноса уже выделил t

ся, а последний триггер находится в состоянии «О), то происходит просто сброс счетчика 12, а импульса переноса при этом не выделяется.

Через открытый вентиль 10 эталонной частоты с генератора 7 на вход счетчика 14 временного интервала поступает эталонная частота /эт и формируется временной интервал

Тизм- :

При поступлении числа импульсов, определяемого блоком 15 задания коэффициента пересчета, на счетчик 14 с его выделяется импульс, устанавливающий управляющий счетчик 1 в нулевое состояние, в результате чего закрываются iBCe вентили схемы, а в счетчике результата измерения, состоящем из счетчика 12 младших разрядов и счетчика 13 старших разрядов, фиксируется результат измерения

/ -/-ТизмЗдесь описано устройство, в котором формирование временного интервала начинается с приходом второго импульса входной частоты. Цикл измерения можно сократить, если формировать временной интервал (открывать вентиль эталонной частоты) с приходом первого импульса входной частоты, а выход управляющего счетчика 1, на котором выделяется импульс с приходом второго импульса входной

частоты, соединить со входом записи единицы счетчика 13 старших разрядов.

Предмет изобр етен ия

1. Устройство для измерения частоты, содержащее счетчик эталонной частоты, блок сравнения кодов, счетчик младших разрядов и счетчик старших разрядов и последовательно соединенные генератор эталонной частоты,

вентиль эталонной частоты по первому входу и счетчик временного интервала по первому входу, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно снабжено управляющим счетчиком, счетчиком поделенной эталонной частоты, вентилем входной частоты, вентилем управляющего счетчика, вентилем умноженной частоты, схемой совпадения, схемой сборки и блоком задания коэффициента пересчета,

причем один вход управляющего счетчика подключен к выходу его вентиля, вход которого соединен с источником сигнала измеряемой частоты, при этом другой вход управляющего счетчика подключен ,к выходу счетчика, временного интервала, а третий - к шине начала

Цикла измерений, а выход управляющего счетчика соединен со вторыми входами ето вентиля и вентиля входной частоты, а также со вторым входом вентиля эталонной частоты и нервыми входами вентиля умноженной частоты и схемы совпадения, второй вход последней подключен к выходу счетчика эталонной частоты, а выход - к входу счетчика поделенной эталонной частоты и к первому входу схемы сборки, второй вход которой соединен с выходом вентиля входной частоты и первым входом счетчика младших разрядов, а третий вход ее соединен со вторым входом счетчика младших разрядов и выходом вентиля умноженной частоты, два входа которого подключены соответственно « выходу управляющего счетчика и выходу блока сравнения

кодов, первый вход последнего соединен с первым выходом счетчика эталонной частоты, два входа которого соединены соответственно с выходом генератора эталонной частоты и

выходом схемы сборки, а второй выход счетчика эталонной частоты подключен к второму входу схемы совпадения, при этом второй вход блока сравнения кодов соединен с выходом счетчика поделенной эталонной частоты, а второй вход счетчика временных интервалов подключен к выходу блока задания коэ(фициента пересчета.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью сокращения цикла измерения на один период входной частоты, выход управляющего счетчика соединен с входом записи единицы счетчика старших разрядов.