Масштабируемый низкочастотный цифровой частотомер Советский патент 1980 года по МПК G01R23/00 

(54) МАСШТАБИРУЕМЬт НИЗКОЧАСТОТНЫЙ ЦИФРОВОЙ.

ЧАСТОТОМЕР

1

Изобретение относится к технике контроля и управления технологическими параметрами.

Известны устройства, содержащие генератор, триггер, счетчики и логические элементы 1..

Недостаток известных устройств - низкое быстродействие.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее первый счетчик, сумматор, триггер, первый элемент И, второй счетчик, генератор и второй элемент И 2.

Недостаток известного устройства - также низкое быстродействие.

Цель изобретения - повыщение быстродействия устройства.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные первый счетчик и сумматор, последовательно соединенные триггер, первый элемент И и второй счетчик, а также генератор, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, введены последовательно соединенные первый регистр, второй регистр, второй элемент И и первый элемент НЕ,

последовательно соединенные первый одновибратор и третий регистр, последовательно соединенные делитель частоты и третий элемент И, а также второй элемент НЕ и второй одновибратор, вход которого подключен к второму выходу триггера, к второму входу третьего элемента И и к второму входу второго счетчика, а выход второго одиовибратора соединен с первым входом первого счетчика, при этом выход третьего элемента И подключен к второму входу первого счетчика, второй вход сумматора соединен с вторым выходом второго регистра, второй вход которого подключен к второму входу второго счетчика, выход последнего соединен с вторым входом третьего регистра, вход первого одновибратора подключен к входу первого элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход последнего подключен к входу второго элемента НЕ и к первому входу первого регистра, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а вход делителя частоты подключен к выходу генератора.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит триггер 1, генератор 2, элементы 3 и 4 И, первый счетчик 5, первый регистр 6, второй регистр 7, ; второй счетчик 8, элемент 9 НЕ, элемент 10 И, элемент 11 НЕ, одновибратор 12, третий регистр 13, сумматор 14, одновибратор 15, делитель 16 частоты.

Масштабируемый низкочастотный цифровой частотомер работает следующим образом.

с приходом очередного импульса измеряемой частоты fx начинается первый этап работы схем и триггер 1, работающий в счетном режиме, переходит в состояние, при котором подготавливается элемент 3. При этом от переднего фронта выходного импульса триггера запускается одновибратор 15, который сбрасывает в «О счетчик 5, а сам выходной импульс сбрасывает в «О счетчик 8 и регистр 7. В этом случае Импульсы высокой частоты генератора 2 поступают на вход счетчика 5. Считывание импульсов продолжается до тех пор, пока на вход триггера не приходит следующий импульс измеряемого сигнала. При этом триггер 1 Tilpefбдег вnp6tBgbtro1no HOe состояние, а в счетчике 5 записывается число

N .fo,

где fo - частота генератора 2. С переходом триггера в противоположное состояние начинается второй этап работы схемы. С этого момента работает элемент 4. Как только появляется первый импульс с генератора 2, он, во-первых, служит командой на запись в регистр 6 результатов сложения в сумматоре 14 числа в счетчике 5 (N) с числом, записаиным в регистре 7 (0), во-вторых, этот импульс сосчитывается счетчиком 8. Как только импульс с генератора 2 прекращается, на выходе элемента 9 появляется сигналлогической «1, который служит командой на перезапись числа (1-ой промежуточной суммы) из регистра 6 в регистр 7. После этого на вход сумматора 14 поступают следующие слагаемые: от счетчика 5-N, от регистра 7-N. С появлением второго импульса с генератора 2 в регистр 6 записывается число 2N (2-ая промежуточная сумма). В следующую паузу между сигналами генератора 2 2-ая йрОмеЖутачйая сумма переписывается в регистр 7. Указанные операции повторяются с частотой генератора 2 до тех пор, пока не сработает элемент 10. Это значит, что при многократном суммировании числа N с самим собой в результате получилось число А, старшие разряды которого совпали со значением масштабного коэффициеита Км(Км А-2), где л - число разрядов регистра 7, не выведенных на элемент 10). При этом в счёт чнке 8 записывается число п, определяемое выражением

nN А+б, 8 А

После чего вновь начинается первый этап работы схемы.

Следовательно, время измерения сое тавляет фактически 2Тх. Из последнего выражения следует:

п - .fx М4о

Таким образом, выбирая А б, т. е. увеличивая число разрядов сумматора, регистров и счетчиков можно практически с любой точностью обеспечить выполнение равенства

. , t- xРеализовать это выражение особенно важно в устройствах контроля и управления, когда fx - частота датчика измеряемого параметра. В этом случае всегда необходимо (не ухудшая точности прибора) переводить значение этой частоты в определенные именованные единицы. Делитель 16 предназначен для уменьшения частоты заполнения счетчика 5. Используя дополнительные счетчиковь1е делители, частотомер может использоваться в широком диапазоне частот.

Формула изобретения

Масштабируемый низкочастотный цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные первый счетчик и сумматор, последовательно соединенные триггер, первый элемент И и второй счетчик, а также генератор, выход которого подключен к втором входу первого элемента И, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены последовательно соединенные первый регистр, второй регистр, второй элемент И и первый элемент НЕ, последовательно соедииенные первый одновибратор и третий регистр, последовательио соединенные делитель частоты и третий элемент И, а также второй элемент НЕ и второй одиовибратор, вход которого подключен к второму выходу триггер;, к второму входу третьего элемента Инк второму входу второго счетчика, а выход второго одновибратора соединен с первым входом первого счетчика, при этом выход третьего элемента И подключеи к второму входу первого счетчика, второй вход сумматора соедитяён с вторым выходом второго регистра, второй вход которого подключен

к второму входу второго счетчика, выход последнего соединен с вторым входом третьего регистра, вход первого одновибратора подключен к входу первого элемента НЕ,

выход которого соединен с третьнм входом первого элемента И, выход последнего подключен к входу второго элемента НЕ н к первому входу первого регнстра, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а вход делителя частоты подключен к выходу генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе