Аналоговый частотомер Советский патент 1982 года по МПК G01R23/06 

(54) АНАЛОГОВЫЙ ЧАСТОТОМЕР

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах дпя измерения и контроля частоты следования импульсов. Известен аналоговый частотомер с автоматическим переключением пределов измерения, содержащий линию загдержки, триггер, формирователи, фильтр нижних частот, показывающий прибор, компараторы и коммутатор пределов, связанный выгфдом с управ ляющим входом линии задержки, входом подключенной к клемме входа и первом входу триггера, а выходом t- ко втор му входу этого же триггера, пряьым инверсным выходами связанного раздел но с входами формирователей, выходда которьх сое,цинены с входами фильтра нижних частот, выходом подсоединенно го ко входу показывающего прибора и входам пороговых устройств, выходами подключенных ко входам коммутатора пределов 1 . Недостаток известного частотомера низкое адстродействие. Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности.является частотомер с управляемом формирователем временных интервалов 2. Однако известный частотомер работает в узком диапазоне измеряемах частот. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых частот. Поставленная цепь достигается тем, что, в частотомер, содержащий элемент И, последовательно соединенные управляег«лй формирователь временных интервалов/ триггер, усредняющее звено и индикатор, введены элемент ИЛ и реверсивный счетчик, первые выходы которого соединены с входами индикатора пределов, причем счетный вход триггера соединен с первым входом элемента ИЛИ, тактовым входом реверсивного счетчика и входной шиной устройства, выход элемента ИЛИ соединен с входом запуска управляемого формирователявременных интервалов, выход которого соединен с первым управляющим входом реверсивного счетчика и с первым входом элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, второй вход элемента И соединен с единичным выходом триггера, нулевой выход которого соединен с вторым управляющим входом реверсивного счетчика, втогжле входы которого соединены с входами управления управляемого формирователя временных интервалов. На фиг.1 представлена структурная схема частотомера; на фиг.2-4 ременные диаграмма, поясняющие его |)а6оту., Частотомер содержит (см.фиг.1) формирователь 1 временных интерва1ОВ, реверсивный счетчик 2, индикасор 3 пределов, триггер 4, усредняючее звено 5, индикатор б, элемент 7 1ЛИ, элемент 8 И. Частотомер работает следующим образом. Короткие импульсы с частотой следования, равной или пропорциональной измеряемой л , через элемент 7 ИЛИ поступают на запуск формирователя 1 и тактовый -вход реверсивного счетчика 2,сигналы с выходов которого управляют дискретным изменением длительностей временных интервгшов tcpi формирователя i в соответствии с выб ранным пределом измерения и включают соответствующий номер предела измерения индикатора 3 пределов. Одновременно d этим рабочим фронтом импульса входной частоты f; включается в единичное состояние триггер. 4, выключаемой в исходное нулевое состо яние задним фронтом tcpl с выхода фор мироват я 1. Таким образом, на единичном выходе триггера 4 форглмруются импульсы, длительность которых норми руется формирователем 1 в соответствии с выбранным пределом измерения. Эти импульсы усредняются звеном 5 и подаются на индикатор 6. Длительност временного интервала , вырабатываемого формирователем 1, определяется выражением tcpi т мач С;-Kbtu-Mj гл. г f - периоды измеря ам; J-XUAH;, емой частота f соответствующие крайней нижней и верхней точкам 1-го предела измерения. Контроль за текущим значением f. осуществляется путем сравнения периода измеряемой f с длительностью временного интервала Tcpi , соответствующему i-му пределу измерения. При этом задним фронтом topi с выхода формирователя 1 через открытый элемент И 8 и элемент 7 ИЛИ производится повторный запуск формирователя 1 В зависимости от текущего значения f на управляющих входах реверсивного счетчика 2 в момент прохода очере ного импульса частоты f, присутствуют определенные сигналы с выходов формирователя 1 и триггера 4, благодаря чему реверсивный счетчик 2 пере ключается или остается в прежнем положении. При этом возможны три случа f. T oiec; (текущее значение f; лежит в пределах i-го предела измерения), -(фиг. 2). Импульсом (пнрвым) входной частоты f, запускается формирователь 1 и включается в единичное положение триггер 4. Задним фронтом tcjjL. с выхода формирователя 1 осуществляется сброс триггера 4 в исходное нулевое состояние и повторный запуск формирователя 1. в момент прихода очередного (второго) импульса частоты f на тактовый вход реверсивного счетчика 2 на его управляющих входах присутствуют единичные уровни с выхода формирователя 1 и нулевого выхода триггера 4, которые запрещают пере:ключение реверсивного счетчика 2. Одновременно с этим происходит сброс и запуск формирователя 1 временных интервалов и включение триггера 4 в единичное положение. С приходом последующих .импульсов частоты f частотомер работает аналогично, при этом нормированная длительность Тор, импульсов, подаваемых на усредняющее звено 5, остается неизменной . Т (текущее значение f , превышает верхнюю границу i-го предела измерения), (фиг.3). Импульсом (первым) входной частоты f запускается формирователь 1 и включается в единичное положение триггер 4. Очередной (второй) импульс частоты f, подаваемлй на тактовый .вход реверсивного счетчика 2 зафиксирует на его управляющих входах единичный и нулевой уровни с выхода формирователя 1 и нулевого выхода триггера 4 соответственно. Реверсивный счетчик 2 переключается в соседнее (i+1) положение и управляющим сигналом с его выхода переключается номер предела измерения индикатора 3 пределов, а также в два раза уменьшается длительность временного интервала tcpi формирователя 1, что соответствует (1+1) пределу измерения. Следующий (третий) импульс частоты fj( осуществляет сброс и запуск формирователя 1, включение триггера 4 в единичное состояние и тактирование реверсивного счетчика 2. Если на управляющих входах последнего будут присутствовать единичные урсвни, счетчик 2 переключаться не будет, а в последующем цикле измерения формирователь 1 вырабатывает временный интервал fcpCLA-) Тф1( , что соответствует (i+1) пределу измерения. Если же на управляющих входах реверсивного счетчика 2 по-прежнему будут присутствовать единичный и нулевой уровни, то с приходом последующего импульса частоты счетчик 2 переключается в (i+2) положение. При этом происходит переключение номера предела измерения индикатора. 3 пределов, а также уменьшение в два раза временного интервала Тфц;и -фор мирователя 1. Такой процесс дискрет ного уменьшения длительности tcpi нормированных импульсов продолжается до тех пор, пока текущее значени измеряемой частоты fд не будет соот ветствовать нужному пределу измерен Motxl (текущее значение f,, выходит-за нижнюю границу i-ro пред ла измерения), (фиг.4) В мс-мент пр хода первого импульса частоты f сх ма переключается по вьлиеописанному алгоритму, однако импульс (вторсй) зафиксирует на управляющих входах реверсивного счетчика 2 нулевой потенциал с выхода формирователя 1 и единичный - с нулевого выхода триггера 4. Реверсивный счетчик 2 переключается в (i-1) положение и управляющим сигналом с его выхода переключается номер предела измерения индикатора 3 пределов, а также в два раза увеличивается длительность временного интервала topi , что соответствует (1-1) пределу измерения. Такой процесс дискретного увеличения tcpt продолжается до тех пор, пока текущее значение измеряемой час тоты f( не будет соответствовать нужному пределу измерения и на управляющих входах реверсивного счетчи ка 2 в момент прихода очередного импульса частоты f будут зафиксированы единичные уровни. Частотомер обеспечивает высокое быстродействие а широком диапазоне измеряемых частот, так как скорость переключения пределов измерения не зависит от инерционности усредняющего звена. Формула изобретения Анало1овый частотомер, содержащий элемент И, последовательно соединенные управляемый формирователь временных интервалов, триггер, усредняющее звено и индикатор, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых частот, в него введены элемент ИЛИ и реверсивный счетчик, первые выходы которого соединены с входами индикатора пределов, причем счетный вход триггера соединен с первым входом элемента ИЛИ, тактовым входом реверсивного счетчика и входной шиной устройства, выход элемента ИЛИ соединен С входом запуска управляемого формирователя временных интервалов, выход которого соединен с первым управляющим входом реверсивного счетчика и с первым элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, второй вход элемента И соединен с единичным выходом триггера, нулевой выход которого соединен с вторым управляющим входом реверсивного счетчика, вторые выходы кото рого соединены с входами управления управляемого формирователя временных интервалов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 410325, кл. G 01 R 23/00, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР 432888, кл. G 01 R 23/00, 1974.

W -mJ

фиг Пербый Ьтйьой , 1|W 7г. Третий mSepmнй fff/ntU Шестой . l lTTTT -- -