Частотный измеритель Советский патент 1981 года по МПК G01R23/00 

Устройство относится к измерительной технике и может найти примейенйе в автоматических контоольно-измерительных системах для измеоения частот импульсов в ШИРОКОМ диапазоне из менения частот. Известны цифровые измерители, основанные на подсчете периодов этгшон ной частоты в интервале времени, рав ном некоторому числу периодов измеряемой частоты 1 содержащие триггеры, элементы И. счетчики и генератор flj Недостатком известного устройства является низкая надежность. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является частотный измеритель, содеожаший генератор э алонной частоты, два счетчика, два триггера, запоминающий регистр, схему сравнения, причем выход генератора эталонной частоты подключен к первому входу первого элемента И, второй вход КОТОРОГО соединен с выходом первого триггера, первый вход которого подключен К выходу ВТО рого элемента И. первый вход которого соединен со входной шиной частотно-импульсного сигнала и с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом второго триггера, второй выход второго триггера подключен ко второму входу второго элемента И, выходы первого и третьего элементов И подключены соответственно к счетным входзм первого и ВТОРОГО счетчиков импульсов, выходы запоминающего регистра подключены к первым входам блока сравнения, вторые входы КОТОРОГО соединены с выходами первого счетчика импульсов, а выход блока сравнения подключен ко второму входу- второго триггера, первый вход которого соединен с шиной запускающих импульсов, выходы в- орого и третьего элементов И подключены соответственно .к первому и ВТОРОМУ входам первого триггера 2. Недостаток данного устройства заключается в низкой надежности. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет устранения случайных сбоев. Эта цель достигается тем. что частотный измеритель, содержащий два счетчика,;два основных триггера, три основных элемента И, блок сравнения/ ,запоминающий регистр, генератор эталонной частоты, выход которого под ключей к первому входу первого основjHoro элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого основного триггера, первый вхол второго Основного элемента И соединен с первым входом третьего основнопо элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом второго основного триггера, второй выход последнего подключен к вторсзму входу второго основного элемента И, выхода первого и третьего Ьсновных элементов И подключены соответственно к счетным входам первого и второго счетчиков импульсов, выходы зсшоминающего регистра подключены к первым входам блока сравнения, вторые входы которого средияены с выходами первого счетчика импулх оов, первый вход второго осяовного триггера соединен с (НИНОЙ saitycKa устройства, введены два лополиитёльш2х триггера, два дополнительиых эяемента И, блок задержки« элет«ент НЕ и два элемента ИЛИ, первые входы которых объединены и соедиибны с ВЫХОДСЯ4 переполнения лервого счетчика и с входом обнуления второго счетчика, причем выход первого {разряда второго счетчика соединен с першл входом первого дополнительного элемеита И, второй вход которого соединен с первкж выходом первого дополиительыого триггера, выход первого дополнительного элемента И подключен к вхЬду обнуления первого счетчика, к второму входу первого дополиНтельиого триггера и через элемент задержки - к вторетлу входу второго дополнительного триггера, пертлЛ вход которого соединен с выходом влока сравнения, выход второго дополнительного триггера соединен с первым входом второго дополнительного элемента Я, второй вход которого соединен с вто{шм выходом первого дополнительного триггера, третий вход ВТОРОГО дополнительиого элемента И соединен с выходсяк элемеита НЕ, выход второго дополвительного элемента и соединён с вторым входом первого элемента ИЛИ, BTOtx ft вход второго элемента ШШ соединеи с выходом второго осиовиого элемеита И, выхоj№f первого и второхч элементов ИЛИ соединены соответственно с втотяали Bxofis второго и первого основных триггеров, первые входи первого основного и первого дополнительного триггеров соединены с первым входом осиовного триггера.

. 1

На чертеже изображена схема устройства.

частотный измеритель содержит входную ШИНУ 1 частотно-импульсного сиг.нала, шину 2 запуска, элементы 3-i И, триггера 8-11, счетчики 12, 13 импульсов/ генератор 14 эталонной частоты, блок 15 сравнения, запоми;нанадий регистр 16 с входными шинами

17, элемент 18 задержки, элементы 19-20 ИЛИ, элемент 21 НЕ.

Частотный измеритель работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 12, 13 обнулены, триггеры 8 и 9 находятся в нулевом состоянии и соответственно своими выходами закрывают элементы ЗИ и 5И. Предварительно устанавливают на регистре 16 по его- шинам 17 код числа К.

Командный сигнал, поступающий по шине 2, устанавливает триггеры 8 10в единичное состояние. Высокие уровни выходов триггеров 8-10 открывают соответственно элементы 3, 5, 6 и импульСы измеряемой частоты поступают на вход счетчика 13, а импульсы генератора 14 эталонной частоты поступают на вход счетчика 12.

При наличии импульсов измеряемой частоты по шине 1, устройство работает следующим образом.

Первый нмпульс, прошедший через открытый элемент 5, опрокидывает первый разряд счетчика 13 в единичное состояние. Если первый импульс из-за уменьшения длительности и амплитуды, которое произошло в результате частичного совпадения с импульсом запуска по шине 1, не опрокинет первый разряд счётчика 13, то следующий импульс измеряемой частоты окрокинет в единичное состояние.

Высокий вьисодной уровень первого разряда счетчика 13 через ОТКРЫТЫЙ элемент 6 обнуляет счетчик 12, устанавливает триггер 11 в нулевое состояние, опрокидывает триггер 10 через время, равное времени задержки элемента 18, в единичное состояние. Элемент 18 задержки вводится для компенсации времени срабатывания триггера 11. Устанавливаясь в единичное состояние, триггер 10 закрывает элемент 6 и открывает элемент 7 соответственно первым и вторым выходами. G этого момента счетчик 12 начинает подсчитывать импульсы генерг тора 14 этсшонной частоты с нулевого состояния. После накопления счетчиком 12 числа импульсов, равных числу К, срабатывает блок 15 сравнения. Выходной сигнал блока 15 сравнения опрокиды1вает триггер 11 в единичное состояние. Высокий уровень выхода триггера

11открывает элемент 7 по его пёрвЬму входу. При наличии высокого уровня инверсного частотно-импульсного сигнала измеряемой частоты, срабаты- вает элемент 7 , и его выходной сигнал, проходя через элемент 19, опрокидывает триггер 9 в нулевое состояние. Опрокидываясь в нулейое состояние/ триггер 9 закрывает элемент 5

и открывает элемент 4. Счетчик 13 прекращает подсчет импульсов измеряемой частоты, а импульс измеряемой частоты, следующий за последним импульсом, подсчитанным счетчиком 13, црступает через открытый элемент 4 и элемент 20 на нулевой вход тригге ра 8 и опрокидывает последний в нулевое состояние. Элемент 3 эё1крывается и прекращает подачу импульсов эталонной частоты на вход счетчика 12. На этом процесс измерения прекращается., Таким образом, в результате того что начало подсчета импульсов эталонной частоты счетчиком 12 определяется по первому срабатыванию первого разряда счетчика 13, совпадени частотно-импульсного сигнала по шине 1 с импульсом запуска по шине 2 не приводит к искгикению результата измерения, а стробирование выхода блока 15 сравнения инверсным сигналом измеряемой частоты делает невоз можным совпадение выходного сигнала идущего с выхода элемента 7 с часто но-импульсным сигналом. В случае отсутствия импульсов ча тотно-импульсного сигнала по шине 1 по истечении времени, равного t « я® Vi объем рчетчика 12, импульс переполнения счетчика 12 об нуляет счетчик 13 и, проходя элементы 20, 19, опрокидывает триггеры 8 и 9 в нулевое состояние. На этом процесс измерения прекращается Выходной сигнал, снятый со второго выхода триггера 8, сигнализирует программному устройству об окончани измерения., Таким образом, устройство при ,измерении нулевых частот выдает информацию о результате измерения и/ об окончании измерения. Формула изобретения . Частотный измеритель, содержащий два счетчика, два основных триггера три основных элемента И, блок сравнения, запоминающий регистр, генера тор этгшонной частоты, выход которО го подключен к первому входу первого основного элемента И, второй вхо которого соединен с выходом первого основного триггера, первый вход .втр оого основного элемента И соединен С первым входом т,ретьего основного элемента И, второй вход которого со единен с первым выходом ВТОРОГО оЬйовного триггера, второй выход поспеднего подключен к второму входу второго основного элемента И, выходы пеового и третьего основных элементов И подключены соответственно к счетным входам первого и второго счетчиков импульсов, выходы запоминающего регистра подключены к первым вхолам блока сравнения, вторые входы которого соединены с выходами первого счетчика импульсов-, первый вход второго основного триггера соединен с шиной запуска устройства, отличаю, щийся тем, что, с целью повышения надёжности, в него введены два дополнительных триггера, два дополнительных элемента И, блок задержки, элемент НЕ и два элемента ИЛИ, первые входы которых объединены и соединены с выходом переполнения первого счетчика и с входом обнуления второго счетчика, прячем выход первого разряда второго счетчика соединен с первым входом первого дополнительного элемента И, второй вход которого соединён с первым выходом первого дополнительного триггера, выход первого дополнительного элемента И подключен к входу обнуления первого счетчика, к второму входу первого дополнительного триггера через элемент защержки к ВТОРОМУ входу второго дополнительного триггера, первый вход которого соединен с выходом блока сравнения, выход второго дополнительного триггера соединен с первым входом второго дополнительного элемента И, ВТОРОЙ вход которого соединен с вгооьвл выходом первого дополнительного триггера, третий вход ВТОРОГО дополнительного элемента И соединен с выходом элемента НЕ, выхол второго дополнительного элемента И соединен с вторьм входом первого элемента ИЛИ,- второй вход ВТОРОГО элемента ИЛИ соединен с выходом второго .основного элемента И, выходы первого и ВТОРОГО элементов ИЛИ соединены соответственно с вторыми входа ли второго и первого основных триггеров, первые входы первотхз основно-го и первого дополнительного триггеров соединены с первым входом второго основного триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Осно1вы построения автоматизированных систем КОНТРОЛЯ сложных объектов. Под ред. П.И.Кузнеиова. М., Энергия, 1969, с. 95-98. 2. Авторское свидетельство СССР 599222, кл. G 01 R 23/00, 23.08.76.