Цифровой измеритель частоты Советский патент 1981 года по МПК G01R23/10 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к цифровым пряборам для измерения частоты пульса. Известен цифровой пульсотгисометр, основанный на измерении интервала между импульсами пульса и последующем определении по таблице соответствуюпшй частоты ударов пульса в минуту Ш. Недостатком .прибора является отсутствие автоматизации измерения частоты. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является цифровой измеритель частоты пульса, содержащий генератор тактовой частоты, выход которого соединен со счётным входом счетчика времени, селектор входного сигнала, пер вый счетчик импульсов, к выходам которого подключены входы преобразователя код-частота, второй счетчик импульсов, а также регистр, выходы которого соединены с индикатором, а также содержит счетчик деления и схе му ИЛИ Г23 . Данный цифровой измеритель частоты пульса облетает невысокой точностью измерения пульса при времени измерения, принятом в медицинской практике и равном 10-15 с. Целью изобретения является повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель частоты, содержащий енератор тактовой частоты, выход которого соединен со счетным входом счетчика времени, селектор входного сигнала, первый счетчик импульсов, к выходам которого подключены входы преобразователя код-частота, второй счетчик импульсов, регистр, выходы которого соединены с индикатором, введены триггер, коммутатор, сумматор и умножитель количества импульсов, вход которого подключен к выходу селектора входного сигнала, входу установки нуля второго счетчика импульсов и тактовому входу триггера, выход умножителя количества импульсов подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, выходы которого соединены с первой группой входов сумматора, вторая группа входов которого соединена с выходами второго счетчика импульсов, а выходы сумматора подключены к информационным входам регистра, тактовый вход которого подключен к выходу счетчика времени и D-входу триггера, вход установки единицы которого подключен к выходу коммутатора, выход триггера подключен ко входам установки нуля, счетчика времени и первого счетчика импульсов, выход преобразователя код-частота соединен со счетным входом второго счетчика импульсов.

На чертеже приведена структурная схема цифрового измерителя частоты.

Устройство содержит триггер 1, счетчик 2 времени, первый счетчик 3 импульсов, селектор 4 входного сигнала, умножитель 5 количества импульсов, преобразователь 6 код-частота, второй счетчик 7 импульсов, сумматор 8, параллельный регистр 9, генератор 10 тактовой частоты, индикатор 11, коммутатор 12.

Устройство работает следукяцим образом.

При включении кратковременный сигнал запуска измерителя поступает с KOMMyfaTopa 12 на S-вход триггера 1 и устанавливает его в единичное состояние. При этом выходной.сигнал триггера 1 устанавливает в нуль счетчик 2 времени и счетчик 3 импульсов. Вследствие этого на D-входе триггера 1 также устанавливается нуль.

Схема остается в этом положении до прихода первого импульса с выхода селектора 4 входного сигнала. С приходом этого импульса триггер 1 переходит в нулевое состояние, разрешая работу счетчика 2 времени и счетчика 3 импульсов. Тем самым осуществляется привязка временного ин-тервала измерения к переднему фронту первого приходящего импульса.

Умножитель 5 количества импульсов на каждый импульс, приходящий с селектора 4 входного сигнала, вьвдает К импульсов на счетчик 3 импульсов. Счетчик 3 подсчитывает количество пришедших импульсов, при этом изменяется состояние его выходов и преобразоратель 6 код-частота вьщает импульсы с частотой, пропорциональной количеству импульсов-, пришедших на счетчик 3.

Выходные импульсы преобразователя 6 подсчитываются вторым счетчиком 7. Каждым импульсом, приходящим с селектора 4 выходнрго сигнала, счетчик 7 сбрасывается в нуль. Параллельный -сумматор 8 суммирует количество импульсов, накопленное счетчиками 3 и 7, и. подает результат на информадаонные О-входы регистра 9.

После того, как счетчик 2 времени накопит наперед заданное количество импульсов, поступающих с генератора 10 тактовой частоты, на его выходе появится единица, означающая окон.чание временного интервгша измерения. В этот момент времени содержимое счетчика 3 равно выражению М KN,

где К - коэффициент умножения умножителя 5 количества импульсов ;

N - количество импульсов, поступивших с селектора 4 входного сигнала за интервал времени.

На выходе преобразователя 6 кодчастота будет при этом частота

f пМ,

где п - коэффициент пропорциональности. Содержимое счетчика 7 будет равно М tf ntM KntN, где t - время между последним импульсом селектора 4 и концом интервала измерения. На выходе сумматора 8 будет код М М KNd+nt). В момент окончания интервала измерения на тактовый вход регистра 9 поступит единица с выхода счетчика 2 времени. При это число М запишется в регистр 9 и поступит на индикатор 11.

Первый пришедший после этого импульс с селектора 4 переведет триггер 1 в состояние единицы, так как на его 0-входе была к этому времени единица с выхода счетчика 2 времени. Выход триггера 1 сбросит в нуль счетчики 3 и 7. Приход следукщего импульса с селектора 4 входного сигнала переведет трйгге;р 1 в состояние нуль и опять запустит схему в режим счета импульсов.

Подбором соответствующего коэффициента п можно получить требуемую точность.

Предлагаемое изобретение позволяет значительно повысить точность измерения частоты, без увеличения длительности измерений.

Формула изобретения

Цифровой измеритель частоты, содержащий генератор тактовой частоты, выход которого соединен со счетным входом счетчика времени, селектор входного сигнала, первый счетчик импульсов, к выходам которого подключены входы преобразователя код-частота, второй счетчик импульсов, регистр, входы которого соединены с индикатором, отличающийd я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены триггер, коммутатор, сумматор и умножитель количества импульсов, вход которого подключен к выходу селектора входного сигнала, входу установки нуля второго счетчика импульсов и тактовому входу триггера, выход умножителя количества импульсов подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, выходы которого соединены с первой группой входов сумматора, вторая группа входов котоporo соединена с выходами второго счетчика импульсов, а выходы сумматора подключены к информационным входам регистра, тактовый вход которого подключен к выходу счетчика времени и D-входу триггера, вход установки единицы которого подключен к выходу коммутатора, выход триггера подключен ко входс1м установки нуля счетчика времени и первого счетчика импульсов, выход преобразователя код-частота соединен со счетным входам второго счетчика импульсов.

Источники информации принятые во внима е при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 659144, кл. А 61 В 5/02, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР № 661383, кл. G 01 R 23/02, 1976 (прототип).