Цифровой частотомер Советский патент 1982 года по МПК G01R23/00 

(5М ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР

1

Изобретение относится к вычислительной и электро-измерительной технике и может быть использовано в системах обработки информации и управления.

Известно устройство для измерения частоты следования импульсов, содержащее блок формирования эталонного интервала времени, генератор тактовых импульсов, блок формирования дополнительного интервала времени, счетчик целой части измеряемой частоты, счетчик дробной части измеряемой частоты .

Недостатком устройства является необходимость увеличения цикла измерения за счет формирования дополнительного временного интервала.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению, является цифровой частотомер, содержащий временной селектор, счетчик целой части измеряемой частоты, временной

селектор, блок формирования временного интервала, счетчик импульсов, управляемый делитель частоты, счетчик дробной чести измеряемой частоты Г2.

Недостатком устройства является низкое быстродействие и низкий диапазон измеряемых частот, так как оно позволяет измерять только Низtoкие и инфранизкие частоты.

Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение диапазона измеряемых частот

Поставленная цель достигается

15 тем, что в частотомер, содержащий блок формирования временного интервала, счетчик целой части измеряемой частоты, счетчик дробной части измеряемой частоты, счетчик, счет20чик периода измеряемой частоты, управляемый делитель частоты, первый вход которого подключен к первому выходу счетчика периода измеряемой частоты, а еыход - к входу счетчика, введены .элемент И, блок вычитания, группа элементов И, элемент ИЛИ, блок управления, первый,.второй и третий входы которого подключены к первой, второй и третьей входным шинам, а четвертый вход - к пе|звому выходу лока формирования временного интервала и к первому входу элемента И первый выход блока управ ления соединен с первым входом сче чика целой Части частоты и установочными входами счетчика дробной части частоты, управляемого делите ля частоты и счетчика, второй выход блока управления соединен с входом блока вычитания, третий выход - с входом счетчика периода измеряемой частоты, а четвертый выход с входом блока формирования временного интервала, разрядные выходы счетчика периода измеряемой частоты подключены соответственно к первым входам элементов И группы элементов И, вторые входы которых подключены к соответствующим разрядным выходам счетчика, а выходы элементов И к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом блока вычитания, выход которого соединен со вторым входом управляемого делителя частодам счетчика и счетчика дробной час ТИ измеряемой частоты, выход которо го соединен со вторым входом элемен :та И, выход которого подключен ко второму входу счетчика целой .части частоты. На чертеже приведена структурная схема частотомера. Частотомер содержит блок 1 управ ления, блок 2 формирования временного интервала, элемент 3 , счетчик А целой части измеряемой частот счетчик 5 дробной части измеряемой частоты, управляемый делитель 6 частоты, счетчик 7, блок 8 вычитания, счетчик 9 периода измеряемой частоты, группа элементов 1U И и элемент 11 ИЛИ. Частотомер работает следующим образом. В исходном состоянии счетчики 5,7 и 31блок 2, управляемый делитель 6 частоты обнулены. По сигналу Пуск блок 1 управления дает разрешение на прохождение. импульсов Pjt, синхронизированны тактовых импульсов (ТИ на первый вход счетчика 4 целой части измеряемой частоты и на установочные входы счетчика 5 и управляемого делителя 6 частоты. Одновременно по сигналу Пуск начинают поступать ТИ на вход блока 2 формирования временного интервала. При отсутствии импульсов F блок 2 формирования временного интервала через эталонный интервал времени выдает сигнал на блок 1 управления, заканчивая процесс измерения. Результат измерения будет нулевым. Первый импульс Pj производит новый запуск блока 2 формирования временного интервала, синхронизируя тем самым начало измерения входным импульсом F., В течение первого периода FX происходит заполнение счетчика 9 периода измеряемой частоты ТИ, поступающими с третьего выхода блока 1 Управления. Далее, происходит операция деления величины предполагаемого промежутка между последним импульсом измеряемойчастоты и концом измерительного интервала на величину периода измеряемой частоты РХ ) записанной в счетчике 9. Тактовые импульсы со второго выхода блока 1 управления поступают на вход блока 8 вычитания обозначено количество импульсов, поступивших на данный вход, через Х. Каждый импульс на вычитающем входе блока 8 вычитания (обозначим их количество через , вызовет поглощение одного входного импульса, поэтому количество импульсов на выходе блока 8 равно / . Н) Управляемый .делитель 6 частоты производит деление входных импульсов на коэффициент YO , задаваемый по его управляюи ему входу со счетчика 9« На входе счетчика 7 количество импульсов равно , (2) где у 1. Количество импульсов на выходах счетчика 7 соответственно равно и т.До Количество импульсов уа входах элемента 11 ИЛИ равно . ЛьМ г т.д..где .1 - значение разрядов выходного -кода. На выходе элемента 11 ИЛИ количеств импульсов равно X i YiX4 . ЧгМ . Х2. Т 8 f.- Решая совместно уравнение ( 2 ) и ( 3) получим ,, Импульсы Х поступают на вход счетчика 5 дробной части измеряемо частоты. Появление каждого импульс Fy говорит о -том, что предыдущий импульс fy не был последний и поэтому производится обнуление счетчи ков 5, и 7 и управляемого делител частоты и процесс деления повторяе ся. В случае, когда величина послед го промежутка окажется больше, чем значение периода Fy произойдет переполнение счетчика 5 дробной част измеряемой частоты Fy , которое дает разрешение на запись импульса конца измерительного интервала через элемент 3 И на второй вход сче чика k целой части измеряемой частоты. Предлагаемое устройство позволяет измерять частоту входных импульсов, но обладает большим быctp действием, так как операция деления происходит внутри измерительного интервала. Диапазон измеряемы частот в данном устройстве значительно выше, так как оно позволяет измерить не только низкие, но и средние и высокие частоты. Поэтому оно в большей степени отвечает требованиям, предъявляемым к аналогич ным устройствам. Использование предлагаемого устройства в системах сбора и обiработки информации позволит повысить скорость обработки информации, точность и достоверность. Формула изобретения Цифровой частотомер, содержащий блок формирования временного интер вала, счетчик целой части измеряемой частоты, счетчик дробной части измеряемой частоты, счетчик, счетчик периода измеряемой частоты, управляемый делитель частоты, первый вход которого подключен к первому выходу счетчика периода измеряемой частоты, а выход - к входу счетчика, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и расширения диапазона измеряемых частот, в него введены элемент И, блок вычитания, группа элементов И , элемент ИЛИ, блок управления, первый, второй, и третий входы которого подключены к первой, второй и третьей входным шинам, а четвертый вход - к первому выходу блока формирования временного интервала и к первому входу элемента И, первый выход блока управления соединен с первым входом счетчика целой части частоты и установочными входами счетчика дробной части частоты, управляемого делителя частоты и счетчика, второй выход блока управления соединен с входом блока вычитания, третий выход - с входом счетчика периода измеряемой частоты, а четвертый выход - с входом блока формирования временного интёрвала при этом разрядные выходы счетчика периода измеряемой частоты подключены соответственно к первым входам элементов И группы элементов И, вторые- входы которых подключены к соответствуЮ1чим разрядным выходам счетчика, а выходы элементов И к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом блока вычитания, выход которого соединен, со вторым входом управляемого делителя частоты, выход которого подключен к входам счетчика и счетчика дробной части измеряемой частоты, выход которого соединен со вторым входом элемента И, выход которого подключен ко второму входу счетчика целой части частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе р 1 Авторское свидетельство СССР № 351173, кл. G01 R 23/10, 1973о. 2. Авторское свидетельст.во СССР № 2728.9 кл. Gpl R 23/00. 97i.