Цифровой частотомер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЯО 133в 4 С 01 К 23 02 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСК ства. 1 ил ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР У 409149, кл. С 01 В 23/02, 1973.Авторское свидетельство СССР М 566195, кл. С 01 К 23/02, 1977. (54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР(57) Изобретение относится к технике цифрового измерения частоты и может быть использовано в устройствах импульсной техники и системах связи. Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей. Для достижения этой цели в устройство, содержащее генератор 1 эталонной частоты, форми рователь 2 импульсов эталонной частоты, формирователь 3 импульсов измеряемои частоты, блок 5 совпадений,ключи 6 и 7, счетчики 10 и 11, регистры 14 и 15 памяти, элементы ИЛИ 16и 17, блоки 18, 19 и 20 выдачи результата и линию задержки 21, дополнительно введены ключи 8 и 9, блок 4задержки и шифраторы 12 и 13, Предложенный частотомер можно использоватьи в качестве измерителя однократныхвременных интервалов, производя соответствующую установку дополняющегокода (Ад см. описание изобретения)в счетчике 11, а именно в младшийразряд счетчика - ноль, а во все остальные - единицы, Это расширяет пределы измерения временного интервалаи функциональные возможности устрой51015 20 им А х Тх 45 50 55 Изобретение относится к техникецифрового измерения частоты.Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей,На чертеже представлена функциональная схема устройства.Цифровой частотомер содержит генератор 1 эталонной частоты, формирователь 2 импульсов эталонной частоты,формирователь 3 импульсов измеряемойчастоты, блок 4 задержки, блок 5 совпадений, ключи 6-9, счетчики 10 и 11,шифраторы 12 и 13, регистры 14 и 15памяти, элементы ИЛИ 16 и 17, блоки18-20 выдачи результата и линию 21 задержки,Выход генератора 1 эталоццой частоты соединен с входом формирователя2 импульсов эталонной частоты, выходкоторого соединен с входом ключа 9 ифвходом блока 4 задержки. Выход блока4 задержки п-разрядной шиной соединен с вторым входом блока 5 совпадений, первый вход которого подключен квыходу формирователя 3 импульсовизмеряемой частоты. На вход формирователя 3 импульсов измеряемой частоты поступает измеряемая частота,авыход соединен с первым управляющимвходом ключа 9 и входом ключа 6,выход которого соединен со счетнымвходом счетчика,11. К счетному входусчетчика 10 подключен выход ключа 9,и-разрядная выходная шина блока 5совпадений подключена соответственнок входам ключей 7 и 8, причем выходключа 7 сбединец с входом шифратора12, а выход ключа 8 - с входом шифратора 13 и-разрядными шинами. Выходная 1-разрядная шина шифратора 12соединена соответственно с входамиэлемента ИЛИ 16 и установочными входами регистра 14 памяти, причем выходная 1-разрядная шина шифратора 13 соединена соответственно с устацовоч/ ными входами регистра 15 памяти и входами элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с первым управляющим входом ключа 8, а выход элемента ИЛИ 16 соединен с первым управляющим входом ключа 7 и вторым управляющим входом ключа 8,третий управляющий вход которого подключен к выходу переполнения счетчика 11, первому управляющему входу ключа 6, второму управляющему входу ключа 9, входу линии 21 задержки, выход которой соединен с 25 30 35 40 управляющими входамц трех блоков 1820 выдачи результата, выходы которыхявляются выходами частотомера. Информационные входы блока 18 выдачи результата соединены с выходами счетчика 1 О, информационные входы блоков19 и 20 выдачи результата соединенысоответственно с выходами регистра 14памяти и выходами регистра 15 памяти,К входной шинеПуск подключены входы сброса счетчиков 10 и 11, установочные входы счетчика 11, выходы сброса регистров 14 и 15 памяти, третийуправляющий вход ключа 9, вторые управляющие входы ключей 6 и 7 и входзапуска генератора 1 эталонной частоты.В исходном состоянии ключи 6-9 закрыты, генератор 1 выключен и заполнение счетчиков 10 и 11 не происходит.Частотомер работает следующим образом.Перед началом измерений по импульсу Пуск", передним фронтом которого производится запуск генератора 1 в работу, снимается с блокировки ключ 9, а ключи 6 и 7 открываются, осуществляется сброс в нулевое состояние счетчиков 10 и 11 и регистров 14 и 15 памяти, а задним Фронтом производится запись дополнительного двоичного кода А , в счетчик 11, Запись Аосуществляется с целью выбора определенного интервала измерения (С ), определяемого точностью измерения частоты, С, Формируется некоторым числом1периодов Т = измеряемой частоты Г и определяется по формуле где А= 1111 - А, - двоичный3-разрядный код, информирующий о количестве импульсов,необходимых для заполнениясчетчика 11;разрядность счетчика 11.Формирователь 2 импульсов эталонной частоты преобразует синусоидальное напряжение частоты Г генератора 1 в последовательность импульсов с периодом следования Т = 1/Гз, которые поступают на блок 4 задержки, Последний обеспечивает строгую синхронность п-выходных импульсов, сдвинутых друг относительно друга на время , Для этого необходимо выбирать(4) где и - разрядность выходной пшцыблока 4 задержки (количествоэлементов задержек в блоке 4)При пас.туплеции импульсов измеряемой частоты Г, сформированных формирователем 3 в последовательность импульсон длительностью сТ на блок 10 5 совпадения и ключи 6 и 9 первый из них, поступая на управляющий вход ключа 9, открывает ега и одновременно через ключ 6 поступает на счетцьп вход счетчика 11. Кроме того, первый 15 импульс частоты Г совпадает в блоке 5 совпадений с одним из задержанных импульсов эталонной частоты Г ,Через ключ 9 импульсы эталонной частоты поступают на счетный вход счетчика 1 О. 20 В момент совпадения импульса измеряемой и импульса эталонной частот у бло. ка 5 совпадений возбуждается только один из выходов и-разрядной шины и на выходе блока 5 совпадений фармиру. ется код "1 из и". Лаццый код поступает на вход шифратора 12, где оц преобразуется в 1 с-разрядный двоичный код, который поступает затем на установочные входы регистра 14 памяти, ЗО а также на входы элемента ИЛИ 16, сигнал с выхода которого закрывает ключ 7 и снимает с блокировки ключ 8,Па импульсу переполнения счетчика 11 закрываются ключи б и 9, открывается ключ 8, через который код "1 из и" с блока 5 совпадений поступает на установочные входы регистра 15 памяти и на входы элемента ИЛИ 17, сигналом с выхода которого ключ 9 вновь 40 закрывается. Кроме того, импульс переполнения счетчика 11 поступает на вход линии 21 задержки, которая эадерживает его цд время Г,с , гдемаксимальное время из времен переходных процессов, протекающих в счетчике 10 и регистре 14 или 15 памяти, Сигналом с выхода линии 21 задержки производится опрос блоков 18- 20 выдачи результатов, благодаря которым снимается информация с тп-разрядцога счетчика 10 - двоичный код А , 1 с-разрядных регистров 14 или 15 памяти - лвс ичный кад А , и двоичный код А с ссстветствецна, 55Зцдчс цис и змеряемой частоты определяется цсПармулсА,лт, ьС,где ь 1., = А сВ предлагаемом частотомере обеспечивается совпадение импульсов измеряемой и эталонной частот с поступлением первого импульса измеряемой частоты, который формирует начало измерений, и по истечении этого времени (Гэ ) в частотомере происходит второе совпадение импульсов опять же с поступлением импульса измеряемой частоты, который формирует конец измерений. Таким образом, повышение быстродействия частотомера достигается за счет исключения времени ожидания до момента первого и второго совпадений,Цифровой частотомер можно использовать и в качестве измерителя однократных временных интервалов, производя соответствующую установку дополняющего кода Ав счетчике 11, аименно в младщий разряд счетчиканоль, а во все остальные - единицы,Тогда измеряемый временной интервалТ определится из выражения О Э Э2 ф что расширяет функциональные воэможности цифрового частотомера,Ф а р м у л а и з о б р е т е н и я Цифровой частотомер, содержащий генератор эталонной частоты, выход которого соединен с входам формирователя импульсов эталонной частоты, выход которого подключен к входу первого ключа, выход которого соединен сасчетным входам первого счетчика,формирователь импульсов измеряемой частаты, выход которого соединен с первым входом блока совпадений и входом второго ключа, выход которого соединенсо счетным входом второго счетчика,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения быстродействия и расширения функциональных важмажностей,в него дополнительно введены блок задержки, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов эталонной частоты, а выход соединен с вта;рым входом блока совпадений и-разрядной шиной, причем выход формирователя импульсов измеряемой частоты соединен с первым управляющим входампервого ключа, третий и четвертыиключи, входы которых са ггнетс тцеццоЗаказ 4126/43 Тираж 730ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 подключены к входной и-разрядной шине блока совпадений, первый шифратор,вход которого соединен с выходомтретьего ключа п-разрядной шиной, авыходная 1-разрядная шина - соответственно с входами первого элементаИЛИ и установочными входами первогорегистра памяти, второй шифратор, входкоторого и-разрядной шиной подключенк выходу четвертого ключа, а выходная 1-разрядная шина соединена соответственно е установочными входамивторого регистра памяти и входамивторого элемента ИЛИ, выход которогосоединен с первым управляющим входомчетвертого ключа, а выход первогоэлемента ИЛИ соединен с первым управляющим входом третьего ключа и вторымуправляющим входом четвертого ключа,третий управляющий вход которого подключен к выходу переполнения второгосчетчика, первому управляющему входувторого ключа, второму управляющемувходу первого ключа, входу линии задержки, выход которой соединен с управляющими входами трех блоков выдачи результата, выходы которых являются выходами частотомера, информационные входы первого блока выдачирезультата соединены с выходами первого счетчика, информационные входывторого и третьего блоков выдачи результата соединены соответственно свыходами первого регистра памяти ивыходами второго регистра памяти, к 1 В входной шине Пуск поцключены входысброса первого и второго счетчиков,второй управляющий вход третьегоключа, установочные входы второгосчетчика, входы сброса первого и вто рого регистров памяти, третий управляющий вход первого ключа, второй управляющий вход второго ключа, вход запуска генератора эталонной частоты,