Цифровой частотомер Советский патент 1974 года по МПК G01R23/10 

- .- 1 . ; ;

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для расширения диапазона частот, измеряе,мых цифровыми частотомерами, i Известный цифровой частотомер, содер- жаший источник импульсов эталонной частоты, соединенный через ключевую схему со с счетчиком импульсов эталонной частоты, счетчик времени, первый вход которого связан с входом Пуск, входы установки - с переключателем кал1Йрованных интервалов времени, а выход - со вторыми входами двух трехвходовых схем И, первыми входа-, ми подключенных к выходам триггера управгления, третьим входом первой схемы - к источнику измеряемой частоты, а выходами через схему ИЛИ - к счетному входу дегкадного счетчика импульсов, выход которого :свяаан с блоком индикации, ключевые схемы ;ii вентили, характеризуется:суженным диапаIgoHOM измеряемых частот. Предлагаемый частотомер отличается от известных тем, что он снабжен двоичным накапливающим сумматс ом параллельного действия, схемой управления умножением

чисел на число 10, дополнительными переключателями, двоичным счетчиком импульсов, шифратором и дешифратором кодов, и управляемым делителем частоты импульсов с дробными коэффициентами деления, выход которого соединен с третьим входом второй схемы И, первь1й счетный вход через управляемый вход первой клюневой схемы с источником импульсов эталонной частоты, входы ввода кодов знаменателя и числителя коэффициентов деления - с выходами выдачи кодов сумматора и параллельными выходами счетчика импульсов эталонной частоты7 счетный вход которого связан с источником эталонной частоты через управляемый вход второй ключевой схемы, первый управляющий вход которой соединен с первым выходом третьей ключевой схемы, связанной управляемым с источником измеряемой частоты, первым управляющим входом - со ВХОДСМ4 Пуск устройства, а §торым выходом - со вторым счетным входом делителя и управляемым входом венти ля, выход которого связан со вторыми уп равляющвмв входами второй и трютьей кл10г

чевьк схем, с входами шифратора кодов первый дополнительный переключатель, с первым управляющим входом делителя и с входом команды Пуск схемы, управления, вход приема команды Стоп которой соединен с выходом вьщачи сигнала переполнения сумматора, связанного входами управления со схемой управления, выход вь1 дачи команды Пуск которой йодключен к .управляющему входу первой ключевой схемы к входу установки в О .декадного, счетчика, к входу установки 1 триггера управления, к входу Пуск счетчика времени и через второй дополнительный переключательк входам установки калиброванных интервалов времени счетчика времени, выход которого через инвертор подключен к управляющему входу вентиля, причем входы приема кодов сумматора соединены с выходами выдачи кодов управляемого делителя, входы приема кодов которого через вентили переноса, связанные управляемыми входами со схемой управления, подключены к выходам вьщачи кодов сумматора, вход установки в О и второй управляющий вход делителя, счетный вход и вход установки в О двоичного счетчика связаны со схемой управ: ления, входы записи дополнительных кодов двоичного счетчика соединены с выходами I шифратора кодов, параллельные выходы - с входами дешифратора кодов, связанного с i элементами индикации положения запятой блока индикации.:

Такое выполнение устройства позволяет расширить диапазон измеряемых частот

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из декадного счетчика 1 импульсов; управляемого делителя 2 частоты с дробными коэффициентами деле- ния; -разрядного двоичного счетчика 3 импульсов эталонной частоты; счетчика 4 времени; (- 1)-разрядного сумматора 5; двоичного счетчика 6; шифратора кодов 7; дешифратора кодов 8; схем И 9 и 10; ключевых схем 11 и 121 инвертора 13; Ключевой схемы 14; вентиля 15; переключателя 16 калиброванных интервалов времени; дополнительных переключателей 17 :и 18; триггера управления 19; схемы 20 управления умноз«ш нием на 10; группы окем ИЛИ 21| источника 22 импульсов эталонной частоты; блока 23 ивдикашш, элемента 24 задержки и схем ИЛИ 25 и 26.

Устройство работает следующим образом.

HMnyjibc команды Пуск поступает че резпереключатеиь 16 и схемы 21 ИЛИ на входы установки калиброваннда интервалов (времени с«1ётчика 4,: Этот же сигнал через I элемент 24 зедержкй и ехемуИЛИ 26 поi дается на вход Пуск счетчика 4 и на пер: вый управляющий Вход ключевой схемы 12/ ; вследствие чего начинаетработать счетчик 4 и открьюается ключевая схема 12. На выходе счетчика 4 появляется потенциал, соответствующий, коду I, каторый поступает на вторые входы схем И,9, 10 :: и через инвертор 13 - на управляющий вход вентиля 15. На первый вход схемы И 10 с нулевого выхода триггера 19 поддается потенциал, соответствующий коду 1, ; следовательно, с началом рабОТЫ счетчика 4 через третий вход схемы И 10 на вход декадного счетчика 1 начинают поступать

V

импульсы измеряемой частоты Fjj . С первого выхода ключевой схемы 12 имрульсы измеряемой частоты подаются на первый ув равляющий вход ключевой схемь 14. Пёр вый импульс измеряемой частоты, появивI шийся на выходе схемы 12 j открывает схему 14, вследствие чего на вход счетчика 3 поступают импульсы с выхода ис(точника 22.

I Со второго выхода схемы 12 импульсы

частоты поступают на второй счетный вход делителя 27 причём импушл,

совпадающий во времени с первым импульj сом, появившимся на выходе схемы 12, на второй выход этой схемы не проходит.

В течение времени поступления импульсов измеряемойчасто:гйсо второго выхода схемы 12 делитель 2 работает в режиме

, счетчика - регистра импульсов.

I По истечении времени, определяемого положением переключателя 16 счетчик 4 прекращает работу, и схемаЮ И закрывается, В счетчике 1 будеа;- зафиксирован двоично-десятичный код числа

h:./

-«ТТ 5 V

Х 7

где t,- калиброванный интервал времени измерения;

h - натуральное число или .пределяьмые положением переключателя 16. В момент прекращения работы счетчика на выходе инвертора 13 появляется потенjциaл, соотве:тствую,щ;ий коду 1-, вследствие |чего с выхода ключевой схемы 12 на выход бботкрытого вентиля 15 проходит импульс измеряемой частоты F«. Этот нмпульс псхлупает на вторые управляющие входы ключевых схем 12 и 14, вследствие чего эти схемы .,5 : ;; . :Vr;;:- закрываются. Кроме того, эгог же импульс подается на первый управляющий вход дели теля 2 на вход Пуск схемы 20 и через дереключатегеь 18 и шифратор 7 --на входы записи дополнительных кодов счетчика S. К этому моменту времени с первого выхода схемы 12 поступит ( VI +1) импульсов, а со второго выхода -11,, импульсов. Число t фиксируется вделителе 2 и соагветств ет целому числу периодов измеряемой част ты, в течение интервала времени измерения которых на вход счетчика 3 проходит импульсов эгалонной частогы. С приходом импульсного сигнала на оди из входов шифратора 7 в двоичный счетчик 6 записьтается число 2%-1, а - число разрядов счетчика 6; р - натуральное число или О, определяемые положением переключателя 18. С приходом импульсного сигнала на первый управляющий вход делителя 2 делитель подготавливается к работе в режиме промежугочного регистра. На выходах вьщачи кодов делителя соответственно автоматически :усганавливаются двоичные коды чисел . Ч г-1 Пд И , тде q - число разрядов двоичного счетчи1 ка 3; t - число двоичных разрядов числа , зафиксированного в счетчике 3 э, с первого выхода схемы 20 на вход сумматора 5 поступает сигнал, вследствие чего в сумматор записьтается код числа А. Со вгорого вьд{;ода схемы 20 на вход Суммирование сумматора 5 поступают им пульсы, вследсгвие чего с каждым импуль- сом к двоичному коду числа, йаходящегосн в сумматоре, с выходов выдачи кодов управляемого делителя добавляется двоичный код числа П . К моменту прихода очередной командц Суммирование в суммагоре будет находиться число q-l -2 () где m - число предыдущих суммирований. В зависимости ог соотношения эгалонной Гд и измеряемой частот Г схема i .. ,6 управления обеспечивает два режима рабо,ты частагомера. Первый режим обеспечи1вается при условии, что F . ,. - , :;-m ;iQ r-. , Sf.;x ;;--: --v -. .. : jjj.p СЖ2 1 .: я® &/.Т wcpo двоич цых разрядов числа wn. Импульс переполнения сумматора посту. пает на вход приема команды Стоп схему 2О управления, которая формирует еиг. налы гашения счетчика 6 и включения блокаПиндйкации 23, на цифровом табло I которого высвечивается десятичный код числа «h N, 10 ,. Второй режим работы частотомера схемы обеспечивает при условии, что Fj Х сумматор не переполняется после прихода на вход приема команды ; Суммирование-первых десяти импульсов, г . е. при условии, что и , В эгрм случае после поступления на вход суммирования сумматора десяти импугйьсов. на кодовых шинах схемы 2О управления появляются импульсные сигналы управления, вследствие чего выполняются последовательно следующие операции: гащение делителя 2; перенос числа В из: сумматора в делитель 2; гашение сумматора; выдача числа А в сумматор. 1 После каждого цикла умножения на десять содержимого дели геля 2 на вход счетчика 6 поступает импульс. Перед началом каждого последующего цикла умножения на десять в делителе будет находиться двоичный код числа U,-,i а в счетчике 6 - двоичный код числа 2-р-И.-1, где 1 - число предыдущих циклов умножения. Циклы умножения псеторяются до появле- ния импульса переполнения сумматора. Пусть; сумматор переполняется в (К+1)-ом цикле. К этому моменту в делителе 2 и сумматоре 5. будутНаходиться соответственно числа 10-Пд и , где m4,iO. В счетчике 6 будет зафиксирован двоичный код числа М2 Mj +К +1 или ) при , что К р . Импульсные сигналы, посгупающие с выходом схемы 20 управления, последователь но произЕюдят гашение сумматора, перенос числа 10 n.f4 с выходе выдачи кодсж управляемого делигеля в сумматор и гашение управляемого делигеля, после чего с выхода схемы 20 поступает импульсный снгнал. Вследствие этого- счетчнк 1 устанавливается в нулевое положение; на первом входе схемы 9 И устанавливается потенциал, соответствующий I (потенциал поступает с единичного выхода триггера 19);j открывается; ключевая схема 11, чере управляемый вход которой с выхода источника 22 на первый счетный вход дели Теля 2 начинают поступать импульсы} устанавливается Заданное ,положением пе 1Ю1Шо ч1 теля)времярабснгы счетчика 4; ; запускается счетч1 к4; { С началом по г упления импульсов эталон F на первый счетный вход деной частоты лителя 2 делителе начинает работать в ре- жиме деления эталсжной частоть на дробньЦ коэффициент вида а так как с кодовых выходе счетчика 3 на выходы приема кодов числителю делителя 2 поступает код числа р Fs, :а 1 а на Входы приема кодов знаменателя этого же |делителя с выходе® выдаЧ1я кодов сумматора подается код числа Q 10 П, то с выхода делителя 2 на вход схемы 9 И будет поступать частота Г -1э Аг ВЫХ KQ Р Счетчик импульссе вьщаёт импульсный :сигнал длительностью , где р - натуральное число или О, определяемые положением пер слючателя 17,, В течение временного интервала Т, через схему И на вход счетчика 1 N2 2 X o-5x «импульсов. в момент окончания работы счетчика 4 :ip выхода схемы управления 20 поступает нгнал в блсж индикации 23, в следствие чего на его цифровом табло высвечивается Сигнал у&азания десятичный код числа положения запятой в блсж индикации поступает с эыходов дешифратора 8, на входы которого с выходса счетчика 6 подается двоичный код числа . В результате, на цифровом табло частотомера будет пред ставлено число «2 ставлено число . с.-, численное аi . 10 ченве определяет частоту в герцах с точностью до К-р десятичных знаке после запятой. Предмет изобретения Цифровой частотомер, содержащий источник импульсов эталонной частоты, соединенный через ключевую схему со счетчиком импульсе эталонной частоты, счетчик времени, первый вход которого связан со входом Пуск, входы установки - с переклю- , чателем калиброванных интервалов времеаи, а выход - со вторыми входами двух трехвходс ых схем И, первыми входами подключенных к выходам триггера управления, третьим входом первой схемы - к источнику измеряемой частоты, а выходами через схему ИЛИ - к счетному входу декадного счетчика имцульсс, выход каторо1 о связан с блоком индикации,, ключевые схемы и вентили, о т Пи ч а ю щ ни с я тем, что, с целью расширения Диапазона измеряемых частот, он снабжен двоичным накапливаюшик (Сумматором параллельного действия, схемой/ управления умножением чисел на число 10, Дополнительными переключателями, двоичным счетчиком импульсов, шифратором и дешифратором кодов и управляемым делителем частоты импульсов с дробными ко фиииентами Дарения, выход, кртрррго coe диненстретьимвходомвторойсхемыИ, счетный вход через управляемый вход первой ключевой схемы - с источником импульсов эталонной частоты, входы ввода кодов знаменателя и числителя коэффициентов деления - с выходами вьщачи кодов сумматора и параллельными выходами счет, чика импульсов эталонной частоты, счетнЫй вход которого связан с источником ; эталонной частоты через управляемый вход второй ключевой схемы, первый управляющий вход которой соединен с первым выхо«дом третьей ключевой схемы, связанной управляемым входом с источником измеряемой частоты, первым управляющим входом - со входом Пуск устройства, а

9, вторым выходом - со вторым-/( вхо дом делителя и управляемым,ходом венгиля, выход которого связан со вторыми управляющими входами второй и третьей ключевых схем, со входами шифратора кодов через первый дополнительный переключ гель, с первым управляющим входом делителя и со входами команды Пуск схемы . управления, вход приема команды Стоп которой соединен с выходом вьщачи сигнала переполнения сумматора, связанного входами управления со схемой управления выход вьщачи команды Пуск которой подключен к управляющему входу первой ключевой схемы, к входу установки в О декадного счетчика, к входу установки в триггера управления, к входу Пуск счетчика времени и через второй дополнительный переключатель входам уста.Л новки Щ 1 роёан11шх;и1:гтервалов времени счетчика времени, выход которого через инвертор подключен к управляющему входу ; вентиля, причем входы приема кодов сумматора соединены с выходами выдачи кодов управляемого делителя, входы приема кодов которого через вентили переноса, связанные управляемыми входами со схёмой управления, подключены к выходам выдачи кодов сумматора, вход установки в I О и второй управляющий вход делителя, счетный вход и вход устансеки в О дво ичного счетчика связаны со схемой управления, входы записи дополнительных кодов двоичного счетчика соединены с выходами шифратора кодов, параллельные выходы - с входами дешифратора кодов, выходами свя ванного с элементами индикапни положения э§5ятой блока индикации.