Цифровой частотомер Советский патент 1977 года по МПК G01R23/00 

(54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОЛ ЕР тывания результатов измерения. Устройство содаржит источиик 20 сигнала. Цифровой частото.мер работает следующим образом. В исходном состоянии счетчики.2и // нахолятся в нулезол положенн-и, гритгер 75 - в положении «О, а его сигнал запирает элемент И4. Е результате 1импульсы образцовой частоты от генератора опорной частоты нэ поступают на счетчгж 2 через переключатель 3. . В реверсивном счетчике 6 .находится число, которое зависит от точности измерения (кол«честв.а разрядов счетчика 2), величины образцовой частоты, системы счисления, в последней выдается результат измерения и других параметров частотомера. Это число определяется из следующих условий: ., л iiiin Аобр.,1 где ./Viiiin значение нижнего предела измерения в счетчике 2; /обр., - ма1КС мальная образцовая частота;.х - значение верхнего предела измерения в счетчике 2. Эти услоБия соответст1вуют измерению часготы по одному периоду на макси.мальной частоте с точностью не менее . Обозначим это число с тогда блок сравнения 7 выдает логический сигнал, если число счетчика 6 раз. но или больще числа С. В начальном состоянии число В счетчиже 6 равно числу С, и блок 7 выдает сигнал, поступающий на элемент И 9 через инвертор 5, и запрещает шрохождеаие импульсов образцовой частоты на вход счетчика /А Кроме того, сигнал с -блока 7 сравнения поступает на элемент И 12 и разрешает прохождение импульсов измеряемого сигнала на вход счетчика 1J. Сигналы реверсивного счетчика 6 постуггают на переключатель 3 и устанавливают его в такое положение, при котором на элемеяг И 4 поступают импульсы образцовой частоты. TaiK каК число в счетчике // равно «0, то на Выходе логического блока 14 сигнал меет значение «О, При .поступлении первого импульса измеряемой частоты на вход частотомера (для простоты входная схема формирования импульсов измеряемой частоты из входного сигнала на чертеже .не показана) он проходит через открытый элемент И 12 и через ИЛИ 10 па вход счетчика 11. В последнем зстанавлипается число «1, в результате ,на выходе блока 14 появится сигнал, который устанавливает триггер 15 в состояние «1. Сигнал с триггера 15 поступает на элемент И и открывает его для прохождения ;1мпульсов образцовой частоты на вход счетчика 2. Таюим образом, поступление -первого импульса измеряемой частоты после начальной установки определяет начало измерения. Если к приходу второго импульса измеряемой частоты счетчик 2 принимает зна:чение больще Amir,, но не больще Amas, то с выхода счетчика 2 выдается сигнал на элемент И 18. Одновременно на этот элемент поступает сигнал элемента ИЛИ 17, представляющий второй ИМпульс измеряемой частоты. В этом случае второй импульс измеряеморг частоты определяет конец измер.ения. Триггер 15 переводится в состояние «О сигналом с элемента И 18. Результат измерения поступает на блок 19 считывания результатов измерения, а частотомер устанавливается в качестве состояния и подготавливается для следующего измерения. Если к приходу второго импульса измеряемого сигнала число в счетчике 2 меньще, то измерение продолжается, т. е. на входы счегчика 2 поступают импульсы образцовой частоты. Импульсы на вход счетчика 2 поступают до тех пор, ПОКа число в счетчике // е принимает одно из значений М а, где М -число в счетчике 11, а - основание счисления (числа О, 1, 2 ...). Одновременно число в счетчике 2 больше ЛтщПри выполнении этого условия на выходе элемента И 18 появляется импульс, определяющий конец измерения. В течение всего в.ремеН1И измерения счетчик 11 считывает tMпульсы из меряемого сигнала, а логический блок 14 выдает сигналы в моменты, когда число М в счетчйке равно а. Сигналы с элемента И 16 поступают на суммирующий вход с счетчика 6, число в котором увеличивается, и блок выдает логический сигнал. Переключатель 3 «е осуществляет переключение, а на вход счетчика 2 через элемент И 4 поступают импульсы максимальной частоты образцового сигнала. Если до прихода второго импульса измеряемого сигнала число в счетчике 2 станет больще Nmay., ЧТО соответстзует переполнению счетчика 2, то блок 5 переполнения выдает импульс, который уменьшает число в счетчике в а раз и одновременно, поступая на вычитающий вход счетчика 6, уменьщает число в этом счетчике на «1. Выходной сигнал счетчика 6, управляющий переключателем 3, приводит к тому, что с выхода переключателя 3 выдается образцовая частота в а раз меньше максимальной. При уменьшении числа в счетчике 6 на единицу блок сравнения 7 выдает сигнал «О. В результате открывается элемент И 9, импульсы образцовой (максимальной) частоты поступают через элемент ИЛИ 10 на вход счетчика 11. Сигналом блока 7 закрывается элемент И 12, при этом импульсы из-.меряемого сигнала не поступают на счетчик 11, который в этом случае выполняет функции делителя частоты образцового сигнала.

5 Результат деления со счетчика // поступает на пераключатбоТь 3. Сигнал блока 7 сра1знения закрывает элемент 16 и тем самым запрещает прохождение сигнала через элемент Р1ЛИ /7 на элемент И 18 и на счетчик 6. При каждом переполнении счетчика 2 уменьшается число в счетчике 2 в а раз и осуществляется .переключение на новую образцовую частоту, в а раз меньщую предыдущей. Измерение Прекращается с приходОМ второго 1 млульса измерительного сигнала, который поступает на открытый элемент И 13, а затем через элемент ИЛИ 17 и элемент И 18 - на триггер 15 и блок 19 считывания результатов измерения. Формула изобретения Цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные генератор образдовой частоты, переключатель, элемент И, счетчик, последовательно соединенные блок считывания и триггер, выход которого .подключен к второму входу элемента И, а также инвертор, второй счетчик, своим выходом соединенный с вторым входом переключателя и второй элемент И, включенный между выходом первого счетчика и входом блока считывания, о т л и ч а ю щ и и .с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него дополнительно введены последователь6но соединенные блок переполнения, реверсизный счетчик и блок сраанения, выход которо.го связан с входом инвертора, причем второй выход блока .переполнения соединен с вторым входом первого счетчика, третий вход последнего связан с входом реверсивного счетчика, а вход блока .сравнения соединен с третьим ВХОДОМ переключателя, элементы ИЛИ, ;выход -первого из которых связан с входОМ второго счетч.ика, а выход второго элемента ИЛИ - с вторым входом второго элемента И, логический блок, дополнительные элементы И, первый из которых включен между выходами генератора образцовой частоты, инвертора ,и входом элемента ИЛИ, второй - между выходами блока сравнения, источника сигнала и вторым входом элемента ИЛИ, третий - между выхода.ми инвертора, источника сигнала и входом второго элемента ИЛИ, четвертый - между выходами блока сравнения, логического блока и вторым входом реверсив ного счетчика и вторым входом второго элемента ИЛИ, причем вход логического блока связан с выходом второго счетчика, а второй выход с вторым входом триггера. Источник информации, принятый во внимание при экспертизе: 1. Р. Е. Ермолов «Цифровые частотомеры, Ленинград, 1973, с. 46.