Цифровое устройство для измерения знакопеременных параметров Советский патент 1975 года по МПК H03K25/04 

На чертеже показана блок-схема предлагаемого цифрового устройства для измерения знакопеременных параметров.

Схема содержит частотный датчик1, ключи 2 и 3, формирователь 4- серии импульсов, схемы ИЛИ 5, 6 и 7, ключи 8 н 9, триггеры 10 и И с раздельными входами, декады 12, 13 и 14, схему И 15, триггер 16 знака и блок управления 17.

Узлы и блоки цифрового устройства имеют следующие функциональные связи.

Импульсы частоты /ж, пропорциональной измеряемой величине х,, с выхода датчика 1 через ключи 2 и 3 поступают на вход формирователя 4 серии импульсов. 9 импульсов с нервого выхода формирователя 4 подаются на одни из входов схем ИЛИ 5, 6 и 7. Второй выход формирователя 4 соединен с информационными входами ключей 8 и 9. Управляющие входы этих ключей связаны с нулевыми выходами соответственно триггеров 10 и 11. Входы «Установка единицы триггеров 10 и 11 соединены с выходом ключа 3. Выход ключа 2 связан со вторым входом схемы ИЛИ 5. Выходы схем ИЛИ 5, 6 и 7 соответственно соединены со входами декад 12, 13 и 14. Выходы декад 12 и 13 связаны соответственно со входами «Установка нуля триггеров 10 и 1 и схем ИЛИ 6 и 7. Третьи входы схем ИЛИ 6 и 7 подсоединены к выходам ключей 8 и 9. Выход декады 14 соединен с первым входом схемы И 15, второй вход которой соединен со вторым выходом формирователя 4, а выход - со входом «Установка нуля триггера 16 знака. Единичный выход триггера 16 связан с управляющим входом ключа 3. Импульс сброса с выхода блока управления 17 подается на щины сброса декад 12, 13, 14 на вход «Установка единицы триггера знака 16. Управляющий вход ключа 2 связан со вторым выходом блока 17.

Измеряемый параметр х принимает как положительные, так и отрицательные значения. Нулевому значению параметра х соответствует не нулевое значение частоты /о на выходе датчика 1 (назовем ее начальной частотой датчика). Причем отрицательной величине нараметра х соответствует частота, значение которой меньше начальной частоты, а положительной величине параметра х частота, значение которой превышает начальную частоту.

В начале каждого измерения импульсов сброса счетчик импульсов, состоящий из декад 12-14, устанавливается в состояиие Ло, соответствующее числовому эквиваленту начальной частоты датчика (), а триггер знака 16 - в положение, соответствующее работе счетчика в вычитания. После этого на время измерения и открывается ключ 2, пропускающий импульсы измеряемой частоты 1х на вход декады 12. До тех пор, пока триггер знака 16 находится в состоянии «-1, соответствующем измерению отрицательных значений измеряемой величины, открыт ключ

3, и счетчик имлульсов работает в режиме вычитания.

При работе счетчика в режиме вычитания с приходом на вход формирователя 4 каждого импульса измеряемой частоты fy, вначале формируется серия из девяти импульсов (первый выход формирователя 4), которые через схемы ИЛИ 5, 6 и 7 подаются соответственно на входы декад 12, 13 и 14. Причем ра|бочий

фронт первого импульса из серии в 9 импульсов совпадает во времени с рабочим фронтом и.мпульса частоты.

В случае, если в процессе счета девяти импульсов происходит переполнение декады, импульс переполнения должен быть сосчитан последующей декадой. Однако ввиду того, что этот импульс (точнее, его рабочий фронт) на входе последующей декады совпадает во вре,мени с одним из импульсов серии, возникает задача заноминания фзкта переполнения декады. С этой целью выходы декад 12 и 13 соединены соответственно со входами «Установка нуля триггеров 10 и 11, предварительно

устанавливаемых в состояние «1.

Установка триггеров 10 и 11 в состояние «1, нри котором ключи 8 и 9 закрыты, производится каждым импульсом на выходе ключа 3. Ключи 8 и 9 находятся в открытом состояНИИ (а, следовательно, триггеры 10 и 11 в состояиии «О) с момента прихода импульса (или его рабочего фронта) с выходов декад 12 и 13 до прихода очередного импульса частоты /;х-. Такое управление триггерами 10 и 11

возможно, так как, если начальную установку декад 12 и 13 производить в состояние «О, первый импульс частоты / не приводит к появлению импульсов на выходах декад 12, 13, а лишь устанавливает триггеры 10, 11 в исходное единичное состояние. Второй импульс частоты 1х приводит к переполнению декад 12, 13. А следовательно, импульсы на обоих входах каждого триггера 10 и 11 могут появиться практически одновременно. Даже если не учитывать разницу во временах срабатывания декады и триггера, можно утверждать, что триггеры 10 и 11 изменяют нри этом свои состояния. Таким образом, в момент переполнения декад 12 и 13 триггеры 10 и И устанавливаются в состояние «О. При этом на управляющих входах ключей 8 и 9 появляется единичный потенциал, разрешающий прохождение через них и схемы ИЛИ 6 и 7 импульса считывания состояния триггеров 10 и 11 на входы

декад 13 и 14. Импульс считывания формируется на втором выходе формирователя 4 после того, как на первом выходе сформирована серия из девяти импульсов. Этот же импульс считывания поступает на

вход схемы И 15. Однако на вход триггера знака 16 названный импульс поступает в единственном случае, а именно, когда при поступлении иа входы декад счетчика импульса считывания декада 14 из состояния «9 переходит

в состояние «О. Только тогда на входе «Установка нуля триггера 16 единичный потенциал меняется на нулевой, устанавливал триггер знака в состояние «О. При этом счетчик иереходит в нулевое состояние, а ключ 3 закрывается. На этом работа счетчика в режиме вычитания заканчивается. В дальнейшем счетчик до конца измерительного интервала /л работает в режиме сложения. Таким образом, если измеряемая частота f меньше начальной /о, из исходно заиисанного в счетчик числа им-пульсы измеряемой частоты вычитаются. Результат измерения оказывается записанным в декадах 12-14 счетчика в нрямом коде. Если частота / больше начальной /о, имнульсы вначале вычитаются из числа Ло. После того как счетчик установится в состояние «000, счетчик нереходит в режим сложения. Результат измерения также оказывается заиисанным в ирямом коде. 6 Предмет изобретения Цифровое )стройство для измерения знакопеременных параметров, содержащее счетчик, состоящий из л декад со схемами ИЛИ на входе каждой, частотный датчик, ключи, формирователь серии импульсов, схему И, триггер знака и блок уиравления, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциопальиых возможностей, оно снабжено (п-1) триггером, а формирователь серии импульсов выполнен в виде управляемого генератора, причем первые входы (п-1) триггеров подключены к выходам декад счетчика, вторые - к выходу формирователя серии импульсов, а выходы через ключи - к входам схем ИЛИ, при этом первый выход формирователя серии импульсов соединен со вторыми входами схем ИЛИ, а второй - с входами ключей и с одним их входов схемы И.