Цифровой частотомер

Союз Советских Социалистических Республик(2 9291/ иМ 1 й 23/00 осударственный комнте СССР по аелам нзобретений н открытнй) Приоритет Опубликовано 15 юллетеиь М 22 1. 317,7 (088. 8 ата опубликования описания 15,06,72) Авторыизобретения В нчеев и Б.Н.Денисье ковский ордена Ленина энергетический4институтЪ 1) Заявитель(54) ЦИ ЧАСТОТОМЕ тройства тродейст ом данногоже низкое б Недосвляетсяие. Изоб ке и ин нике и ческого результ и иавтомат льной т автомат выдаче ровом к лектрон машину осится к -измерите ется для частоты с ния в циф ввода в э лительную етение от ормационн редназнач измерения тов измер одном для овую вычи хиотомеры,анной часталоннойпульсов иэик импульсов кже различмы Г 1115 част этал ов э Недостаток этих устройств - низкбыстродействие.Наиболее близким по тсущности к предлагаемомуустройство, содержащее кгенератор образцовой часчик импульсов образцовойформирователь импульсовчастоты, счетчик импульсемой частоты, последоватдиненные блоки антисовпки задержки и элемент ИЛвход которого подключенмирователя импульсов 2 ехническойявляется 20лючи, регистр,тоты, счетчастоты,измеряемойов измеряельно соеадения, блоИ, второйк выходу фор 30 де, р гную цифрс(ЭЦВМ) .Известны цифровые1содержащие генератортоты, счетчик импульсчастоты, формирователь имеряемой частоты и счетизмеряемой частоты, а тные вспомогательные схе Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Эта цель достигается тем, что в цифровой частотомер, содержащий формирователь импульсов, последовательно соединенные первый и второй блоки задержки и счетчик импульсов измеряемой частоты, последовательно сое" диненные блок антисовпадений, блок задержки и элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов и входу блока антисовпадений, выход элемента ИЛИ соединен с вторым. входом счетчика импульсов измеряемой частоты, второй вход блока антисовпадений подключен к выходу второго блока задержки, а также генератор эталонной частоты, введены последовательно соединенные . блок вентилей и сдвиговой регистр, последовательно соединенные цифровой интегратор и реверсивный счетчик, а также первый и второй делители час,тоты и разрядный регистр, выходы которого подключены к первым входам первого и второго делителей частоты, вторые входы последних соединены сВыхОдОм генератора эталонной частотыпри этом Выход перВого делителя частоты поДключен к ВКОДУ первогО блока задержки и к второму входу сдвигового регистра,. третий вход которогосоединен с его гервым выходом, второй%выход сдвигового регистра подключен кпервому Входу циФрового интегратораВторой вход ПОСЛед 1:его соединен сВЬ 1 ХОДОМ ВторОГО ДЕЛитеЛЯ Частоты,вход блока Вентилей подключен кВыхОду счетчика импульсОВ измеряемойчастоты, второй вход блока вентилейсоединен с выходом первого блоказадержки,. а второй Вход реверсивного счетчика подключен к ВыходуФормирователя импульсов.На Фиг.1 представлена блок-схемациФрового частотомера, на Фиг,2диаграмма, поясняющая принцип действия устройства.ЦИФровой частОтомер сОДержит Делители 1 и 2 частоты,. г-разрядныйрегистр 3, Формирователь 4 импульсов, элемент 4 ЛИ 5, счетчик б импульсов измеряемой частоты, сдвигово 1 лрегистр 7, блоки 8 и 9 задержки., блок10 вентилей, блок 11 антисовпадений,блок 12 задержки, циФровой интегратор13, реверсивный счетчик 14 и генератор 15 эталонной частоты.Устройство работает следующимобразом.Принц 1 лп действия частотомера поясКняется на Фиг.2, где То - образцовый интервал времени Тд при К -омизменении частоты Г , 1 х - последо,квательность следующих друг за другомравных интервалов времени, причемю.;- Т, где п 1 - число секций сдвигового регистра 7 го и разрядов; чаФиг.2 1 п.=3,1. - сумма импульсов частоты Гх на ин, ктерзале Времени Тд, те. при к-оми З Мс Р Е Н 1.1 ИЧтобы получить первое измерение,необходимо подсчитать сумму импульссв частоты б на интервале времениДля того, чтобы получить результат 2-го измерения, нужно из суммыимпульсов й, вычесть число импульсовпришедших за интервал времени Т 1 и1 рибавить число мульсов частоты1 р 1 лшедших за интервал Времени,Цля получения К + 1-гс измерениянужно из суммы импульсов М вычесть:исло импульсов, пришедших за интервал времени Т и прибавить число1 л -импульсов пришедших на Т 11 -ом1интервале,. т.е. на интервал ВремениТ ,. который следует после интервалаТ; через время Т.Перед началом работы частотомерасчетчик 6, сдвиговый регистр 7 иорврсивный счетчик 14 устанавлизаютсЯ в нОль, В регистр 3 записывается число, определяющее длительность интервала времени Т. Во время работы частотомера счетчик б считает сумму импульсов частотына каждом интервале времени Т, а Вмоменты окончания этих интерваловсодержимое счетчика б переписывается в сдвиговый регистр 7, Когдасдвиговый регистр 7 полностью заПОЛНИТСЯ ВМЕСТО СУ 1 смЫ ИМПУЛЬСОфна чнтервале т" записывается суммаимпульсов на ийтервале Т, , вместосуммы импульсов на Т за.в .:исываетсясумма импульсов на Т и т,д.111 ЦиФровой интегратор 13 преоб:-аэует подавае 1 ый на. него код Впоследовательность равномерно расставленных на интервале времени Т"импульсов,. которые при небольшихинтервалах времени или К 1 едленноме;1 ЯюЩейсЯ частоты ;"х близки к измеряемой частоте на соответствующеминтервале Времени. Поэтому с реверсивного счетчика 14 можно сниматьоп результат не только через моментыВремени Т нои непрерывно,Таким образом,. Предлагаемый частотомер может работать в режимепериодического осчета ерез время25 1 Х= - - п 1 и в режиме непрерывногоотсчета. Сигналом для снятия результата со счетчика 14 при работе врежиме периодического отсчета можетслужить импульс с выхода делителя 1ЗО частоты, В этом случае точность измеРе 11 иЯ опРеДелЯетсЯ ВРеме 11 ем Точисло секций сдвигового регистра 1 пчастотой снятия резуль гата, котораядолжна быть равна в , Число разря 35 дов и счетчика 6 определяется, исходя из максимального числа импульсовчастоты Г за время Т (чтобы не было перрполнения счечика б)При работе в режиме непрерывного,1."1 отсчета, чем больше интервал Времени Т, тем больше может отличатьсяизмеряемая частота Г; на Т 11 -ом инКтервале времени и генерируемая циФ-,т Д 1ровым интегратором 13 частота на Том интервале , т.е. Увеличивается5погрешность. непрерывного измерения,С другой стороны, чем меньше время Тх,тем больше п 1 (число секций в сдвигоВом регистре 7) и тем больше объемоборудования, затрачиваемого .на пос%ътроение сдвиговоГо регистра 7, Выбор кОнкретнОЙ структуры частОтОмераог.ределяется соблюдением этих противоречивых требований,В обоих режимах чзмеряемая частота будет пропорциональна числу, записанному В реверсивном счетчике резульг,е. й,где й - число, записанное в реверсивном счетчике 14, Йг, - число, Записанное в регистре 3, с - период следования импульсов генератора 15.Такая структура частотомера даетВОзмОжнОсть при сОхранении тОчнОсти существенно увеличить быстродействие частотомеров, работающих на принципе838602 Формула изобретения фиТх "я л ИИПИраж з 4420/б одписное подсчета числа периодов измеряемойчастоты за образцовый промежутоквремени и удовлетворить практическилюбые требования в отношении быстродействия. Цифровой частотомер, содержащийформирователь импульсов, последовательно соединенные первый и второй 1блоки задержки, и счетчик импульсовизмеряемой частоты, последовательносоединенные блок антисовпадений,блок задержки и элемент ИЛИ, второйвход которого подключен к выходу фор. 15мирователя импульсов и входу блокаантисовпадений, выход элемента ИЛИсоединен с вторым входом счетчикаимпульсов измеряемой частоты, второйвход блока антисовпадений подключенк выходу второго блока задержки, атакже генератор эталонной частоты,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения быстродействия, внего введены последовательно соединенные блок вентилей и сдвиговойрегистр, последовательно соединенные цифровой интегратор и реверсивный счетчик, а также первый и второйделители частоты и разрядный. регистр,выходы которого подключены к первымвходам первого и второго делителейчастоты, вторые входы последних соеди.нены с выходом генератора эталоннойчастоты, при этом выход первого делителя частоты подключен к входупервого блока задержки и к второмувходу сдвигового регистра, третийвход которого соединен с его первымвыходом, второй выход сдвиговогорегистра подключен к первому входуцифрового интегратора, второй входпоследнего соединен с выходом второго делителя частоты, вход блока вентилей подключен к выходу счетчикаимпульсов измеряемой частоты, второйвход блока вентилей соединен с выходом первого блока задержки, а второйвход реверсивного счетчика подключенк выходу формирователя импульсов.Источники информации,принятые во. внимание пр: экспертизе1. Ермолов Р.С. Цифровые частотомеры. Л., "Энергия", 1973, с,8.2. Авторское свидетельство СССРР 524139, кл. С 01 В 23/02, 1932. илиал ППП "Патент",