Цифровой измеритель частоты Советский патент 1979 года по МПК G01R23/02 

Схема содержит управляемый делитель частоты 1, блок 2 формирования и управления, /п-декадный счетчик 3, генератор 4 тактовых импульсов, дополнительный элемент И 5, элемент задержки б с отводами, блок 7 управляемых ключей, делитель частоты 8, вход измерителя 9, счетчик результата 10, (т+«)-декадный счетчик И, элементы И 12, элементы ИЛИ 13, декады 14, триггеры управления 15 и логические элементы И 16.

Измеритель работает следующим образом.

При поступлении на вход устройства сигнала неизвестной частоты (например, синусоидального колебания или последовательности импульсов с неизвестной частотой) блок 2 формирования и управления формирует старт-стопный импульс, длительность которого равна периоду входного сигнала илн больше периода входного сигнала в 10, 100, 1000 и т. д. раз (в зависимости от значения коэффициента деления делителя 1). Коэффициент деления можно регулировать в пределах 1 : 1, 1 : 10, 1 : 100 и т. д. Старт-стонный импульс с выхода блока 2 одновременно поступает на нервые входы всех элементов И 12, открывая (соединяя) междекадные связи счетчика 3. В результате счетчик 3 в течение длительности старт-стопного импульса заполняется импульсами тактового генератора 4, имеющими период TO.

По окончании старт-стопного импульса элементы И 12 по первому входу закрываются, разъединяя связи между декадами. Одновременно блок 2 формирует импульс, который с его второго выхода поступает на второй вход элемента И 5, к первому входу которой подключен генератор тактовых импульсов 4. С выхода элемента И 5 импульсы следуют на элемент задержки 6 и через него с соответствующих отводов поступают на вход элемента ИЛИ 13, на входы блока 7 (входы схемы логического элемента И 16) и вход делителя 8 с коэффициентом деления десять. Момент поступления импульса с выхода блока 2 на вход элемента И 5 является началом переписи в счетчик 11 числа, записанного в счетчике 3. Период одного цикла переписи равен десяти периодам тактовой частоты. За время равное десяти TO из счетчика 3 в счетчик 11 переписывается в цифровом коде значение временного интервала Тх. При этом в счетчике 3 информация после переписи Тх сохраняется. Перепись производится из всех т декад 14 счетчика 3 в первые т декады счетчика 11 одновременно, так как выход первой декады счетчика 3 соединен через соответствующий ключ блока 7 с входом первой декады счетчика И, выход 2-й декады через соответствующий ключ и элемент ИЛИ 13 - с входом 2-й декады, выход 3-й декады - с входом третьей декады счетчика 11 и т. д. Каждый из ключей блока 7 открывается ровно на такое время, которое обеспечивает прохождение стольких импульсов тактового генератора 4, сколько их было записано в соответствующей декаде счетчика 3. Например, в первой декаде счетчика 3 было записано число «4 (четыре). Перепись (запись) этого же числа в первую декаду счетчика

11 происходит следующим образом. По команде с блока 2 формирования и управления импульсы тактового генератора поступают через соответствующий (в данном случае первый) элемент задержки на элемент ИЛИ 13 и на вход первой декады счетчика 3. Так как в декаде записано число четыре, то после прохождения пяти импульсов декада (элементарный счетчик) заполнится и следующий щестой импульс

будет являться импульсом переполнения, который появится на выходе декады и откроет первый ключ блока 7. В связи с тем, что на второй вход этого ключа поступают импульсы тактового генератора 4 (первый

отвод элемента задержки 6) и они имеют нормированную длительность, то только 7-ой импульс пройдет через ключ и поступит на вход первой декады счетчика И, делитель 8 и счетчик 10. Затем все ключи

блока 7 закроются импульсом, поступивщим с выхода делителя 8 с коэффициентом деления десять, на вход которого также поступают импульсы тактового генератора 4 с выхода элемента задержки 6. ТаКИМ образом все ключи блока 7 закрываются одновременно, а открываются каждый в свое время. Это зависит от того, какое число хранится в соответствующей декаде счетчика 3. Процесс переписи значения

цифрового кода из счетчика 3 в счетчик 11 будет происходить до тех пор, пока счетчик 11 не переполнится. Импульс переполнения поступает на блок 2 формирования и управления, который вырабатывает сигнал,

запрещающий прохождение импульсов тактового генератора 4 через элемент И 5. Количество циклов переписи кода счетчика 3 фиксируется в счетчике 10 результата измерения в герцах. На этом процессе измерения заканчивается.

Формула изобретения

Цифровой измеритель частоты, содержащий (т-f/г)-декадный счетчик, блок формирования и управления, первый выход которого подключен к входу т-декадного счетчика, а второй к входу счетчика результатов, причем второй вход т-декадного счетчика подключен к выходу генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения, он снабжен управляемым делителем частоты, выходом подключенным к входу блока формирования и управления, и последовательно соединенными элементом И, элементом задержки с отводами, делителем частоты и блоком управляемых ключей, выходы которого соединены с входами (/п+л)-декадного счетчика, а входы с выходами элемента задержки и с соответствующими входами т-декадного счетчика, выходы которого подключены соответственно к остальным входам блока управляемых ключей, выход (т + л)-декадного счетчика соединен с вторым входом блока формирования и управления, третий вход последнего подключен к входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход делителя частоты подключен к второму входу счетчика результата.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 391728, кл. Н ОЗК 13/20, 1972.

2.Патент США № 3842347, кл. 324-7 SD, 1974.

гйС