Частотомер Советский патент 1982 года по МПК G01R23/02 

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может использоваться в цифровых информационно-измерительных системах в составе с мини-ЭВМдля обработки сигналов частотных датчиков.

Известен цифровой частотомер, содержаи1Ий генератор эталонной часто- ты, формирователи импульсов измеряемой и эталонной частот, элемент совпадения и два счетчика, в котором осуществляется заполнение счетчиков в течение времени между двумя совпадениями импульсов измepяe юrI и эта.лонной частот С1.

Недостатком известного устройства является длительное время ожидания первого совпадения при измерении низ ких частот.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровой частотомер, содержа1ций формирователь импульсов эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения и со с четным входом первого счетчика, формирователь импульсов измеряемой частоты, выход которого соединен с вторым входом элемента совпадения и с первым входом первого ключа.

выход которого соединен со счетным входом второго .счетчика 2.

Недостатком известного устройства является большое время измерения на низних частотгш, так как время измерения складывается из периода времени между двумя совпадениями и времени ожидания первого совпадения.

10

Цель изобретения - повышение быст родействия устройства.

Эта цель достигается тем, что в частотомер, содержащий формирователь импульсов эталонной частоты, выход

15 которого соединен с первым входом . элемента совпадения и со счетным вх дом первого счетчика, формирователь импульсов измеряемой частоты, выход которого соединен с вторым входом

20 элемента совпадения и с первым входом первого ключа, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, введены последовательно соединенные первый триггер и гене25ратор эталонной частоты, последова-тельно соединенные второй триггер и второй ключ и последовательно соединенные одновибратор и инвертор, выход которого подключен к входам

30 установки нулей первого и второго

счетчиков, при этом выход одновибратора соединен с единичным входом второго триггера, нулевой вход которого подключен к нулевому входу первого триггера и к выходу элемента совпадения, второй вход которого соединен с единичным входом пе вого триггера, выход которого подключен к второму входу первого ключа, а выход генератора импульсов эталонной частоть соединен с Bxojt;oM формирователя импульсов эталонной частоты,

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого частотомера.

Частотомер содержит эталонный генератор 1, формирователь 2 импульсов эталонной частоты, формирователь 3 импульсов измеряемой частоты счетчики 4 и 5, элемент б совпадения, ключи 7 и 8, триггеры 9 и 10, одновйбратор 11 и инвертор 12.

В исходном состоянии эталонный генератор и ключ 7 блокированы сигналом логического нуля с выхода триггера 9, и заполнения счетчиков не происходит. На входе одновибрато ра, являющимся входом управления, имеет место логический нуль. Формирователи 2 и 3 предназначены для формирования из измеряемой f и эталонной fэ частот положительных импульсов длительностью J и с периодом повторения TX и Тд. Выходы формирователей соединены со входами элемента совпадения, на выходе которого висходном состоянии имеет место логическая единица, которая подается на входы установки нулей триггеров 9 и 10. Перед началом измерений на вход устройства подается измеряемая частота. Выходы счетчиков и 5 подключены к шинам данных мини-ЭВМ и обращение к счетчикам осуществляется как к ячейкам памяти.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

С процессора Iини-ЭBM на вход одновибратора 11 приходит сигнал запроса, и по логическому перепаду 0-1 на входе одновибратора 11 он вырабатывает короткий отрицательный импульс, который через инвертор 12 осуществляет сброс в нулевые состояния счетчиков 4 и 5 и одновременно устанавливает в единичное состояние триггер 10. Далее присутствие сигнала на вХоде одновибратора 11 безразлично. Единичный сигнал с выхода триггера 10 поступает на ключ 8 и открывает его. Первый импульс измеряемой частоты через ключ 8 изменяет состояние триггера 9 с нулевого на единичное. При этом снимается блокировка с генератора 1 и ключа 7. С этого момента начинается формирование первого периода эталонной частоты и одновременное заполнение счетчиков 4 и 5. Заполнение счетчиков продолжается до тех пор, пока на входах элемента совпадения не произойдет совпадения импульсов

измеряемой и эталонной частот. После совпадения на выходе элемента появляется короткий отрицательный импульс, который поступает на вход установки нулей триггеров 9 и 10, изменяя их состояние из единичных на нулевые. На этом процесс измерения заканчивается. Обработка результа,тов далее осуществляется в мини-ЭВМ по следующему соотношению

N,

:i)

f

f,.

X

N

где Ny - код, наклоненный в процессе измерения в счетчике 5; 3 оДг накопленный в счетчике 4 за тот же период времени.

Время измерения при этом определяется величиной

Тх-Тэ

(2)

мзм 2Г

Тцэм

время измерения, исчисляемое от начала прихода импульса опроса на вход одновибратора до выдачи результата измерения в процессор мини-ЭВМ. Относительная ошибка измерения это время равна

c/fx ,

(з;

Введение в устройство генератора 1, одновибратора 11, инвертора 12 и триггеров 9 и 10, управляющих

разблокировкой генератора 1 по первому импульсу измеряемой частоты, позволяет снизить время ожидания первого совпадения по сравнению с известным с периода времени между

двумя совпадениями, составляющего сотни периодов измеряемой частоты, до времени одного периода измеряемэй частоты.

Формула изобретения

Частотомер, содержащий формирователь импульсов эталонной частоты, выход которого соединен с первым

входом элемента совпадения и со счетным входом первого счетчика, формирователь импульсов измеряемой частоты, выход которого соединен с вторым входом элемента совпадения и с первым

входом первого ключа, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, отличающийся тем, что, с целью повьошения. быстродействия, в него введены последова ;тельно соединенные первый триггер

и генератор эталонной частоты, после довательно соединенные, второй три ггер и второй ключ и последовательно соединенные одновибратор и инвертор, выход которого подключен к входам установки нулей и первого и второго счетчика,при этом выход одновибратора соединен с единичным входом второго триггера,нулевой вход которого подключен к нулевому входу первого триггера и к выходу элемента совпадения, второй вход которого соединен с единичным входом первого триггера, выход которого подключен к второму входу первого ключа, а выход генератора импульсов эталонной частоты соединен с входом формирователя импульсов эталонной частоты.

Источники информёщии, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 409149, кл. G 01 R 23/02, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 56619 5, кл. S 01 ft 23/02, 1977.

вмд Вход управления