Цифровой частотомер

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК И 9) ( 151) 4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ К А ВТОРСКОМУ СВИ нстивые измериВысшая шк ельство СССРК 23/02, 1976. 4) 7) ОТОМЕ РОВОЙ ЧА бретение цифожеах оситсяхинке й измерительной в устройтельнойявляется спользованой и вычислизобретени ггь ники,вышение ьс ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) Шпяндин В.М. Цифротельные устройства. - Мла, 1981, с.335.Авторское свидетУ 533877, кл. С 01 точности измерения. Для достиженияпоставленной цели в устройство, содержащее вычитающий счетчик 3, первый суммирующий счетчик 4, генератор7 опорной частоты, входной формирователь 8, ключ 9, триггер 10, логические элементы ИЛИ 11 и И 12 и блок 13управления, дополнительно введены накапливающий сумматор 1, мультиплексор 2, второй суммирующий счетчик 5и двоичный делитель 6 частоты. Дляуменьшения выходной частоты в двараза после второго переполнения счет чика 4 с целью сохранения высокойточности измерений в устройство введен делитель 6 частоты, управляемыйсчетчиком 5. При этом коэффициент деления двоичного делителя 6 частотыувеличивается в два раза после каждого переполнения счетчика 4. 1 ил.Изобретение относится к цифровой измерительной технике,Цель изобретения - повьппение точности измерения. 5На чертеже представлена функциональная схема цифрового частотомера.Цифровой частотомер содержит накапливающий сумматор 1, мультиплексор 10 2, вычитающий счетчик 3, первый суммирующий счетчик 4, второй суммирующий счетчик 5, двоичный делитель 6 частоты, генератор 7 опорной частоты,. входной формирователь 8, ключ 9; 15 триггер 10, элемент ИЛИ 11, элемент И 12, блок 13 управления.Второй вход блока 13 управления соединен с выходом переноса первого 20 суммирующего счетчика 4, счетный вход которого соединен с выходом ключа 9, второй вход которого соединен с выходом генератора 7 опорной частоты, четвертый вход блока 13 управления 25 соединен с выходом входного формирователя 8, первая группа входов мультиплексора 2 соединена с инверсной группой выходов первого суммирующего счетчика 4, счетный вход которого 30 соединен с первым входом блока 13 управления и входом установки триггера 10, а выход переноса первого суммирующего счетчика 4 - со счетным входом второго суммирующего счетчика 5, вторая группа входов мультиплексора 2 соединена с группой выходов вычитающего счетчика 3, счетный вход которого соединен с первым выходом блока 13 управления, второй выход ко торого соединен с первым входом элемента ИЛИ 11, второй вход которого соединен с выходом элемента И 12, входом сброса триггера 10 и входом двоичного делителя 6 частоты, группа 45 управляющих входов которого соединена с инверсными выходами второго суммирующего счетчика 5, а выход делителя 6 частоты - с третьим входом блока 13 управления, выход элемента ИПИ 11 соединен с тактовым входом накапливающего сумматора 1 и с первым входом элемента И 12, второй вход которого соединен с выходом переполнения накапливающего сумматора 1, гРуппа информационных входов которого соединена с группой выходов мультиплексора 2, управляющий вход которого соединен с выходом триггера 10, выход входного формирователя 8 соединен спервым входом ключа 9.Частотомер работает следующим образом.В исходном состоянии ключ 9 закрыт, накапливающий сумматор 1 находится в единичном состоянии, суммирующий счетчик 4 находится в нулевомсостоянии, а суммирующий счетчик 5в единичном (при этом коэффициентделения делителя 6 частоты равен 1),в вычитающем счетчике 3 записано число а. Ключ 9 открывается на время,равное одному или нескольким периодам Т. В течение этого времени импульсы генератора 7 образцовой частоты с частотой следования Г поступают на вход суммирующего счетчика 4.Импульс первого переполнения счетчика 4, поступающий на блок 13 управления, обеспечивает прохождение импульсов входной последовательности навход элемента ИПИ 11 и импульсов свыхода делителя 6 частоты на счетныйвход вычитающего счетчика 3,Приращение Йх входной импульснойпоследовательности х, поступающейна первый вход элемента ИЛИ 11, вызывает на выходе элемента И 12 приращение Йу импульсной последовательности у и формирует в счетчике 3 текущее значение числа у. Приращение йх импульсной последовательности х, поступающей на вход установки триггера 10, вызывает на его выходе появление единичного потенциала, который подается на управляющие входы мультиплексора 2При этом на группе выходов муЛьтиплексора 2 появляется текущее значение числа в счетчике 3, которое подается на группу информационных входов накапливающего сумматора 1, При поступлении приращения дх импульсной последовательности х через элемент ИЛИ 11 на тактовый вход накапливающего сумматора 1 его содержимое суммируется с данными у, установленными на группе выходов мультиплексора 2Если при этом выход переноса накапливающего сумматора 1 устанавливается в нуль, то накапливающий сумматор 1 выполняет операцию суммирования с числом у при поступлении приращения Йх импульсною последовательности х до появления единичного потенциала на выходе переноса накапливающего сумматора 1.Ус 1 у=- йх + в в -йу,2П+1 т2 40 где и+1 - разрядность накапливающего сумматора 1; У,т у - текущее значение чисел в счетчиках 3 и 4 соответст 45 венно.Далее получаем: с 1 у = --- 1 х в+ 1-у, 50 С учетом входной и вькодной последовательностей это выражение можно55 записать следующим образом:,Если после операции суммирования на выходе переноса накапливающего сумматора 1 устанавливается единичный потенциал, то на выходе элемента И 12 появляется приращение йу импульСной последовательности у, которое поступает через элемент ИЛИ 11 на тактовый вход накапливающего сумматора 1 и на вход сброса триггера 10, 10 на выходе которого появляется нулевой потенциал, и подается на управляющие входы мультиплексора 2, При этом на информационные входы накапливающего сумматора 1 через мультиплексор 2 15 подается текущее значение числа в счетчике 4, которое суммируется с содержимым накапливающего сумматора 1. Если на выходе переноса устанавливается единичный потеницал, то при ращение Йу импульсной последовательности у появляется на выходе элемента И 12При этом на вькоде триггера 10 сохраняется нулевой потенциал и текущее значение числа в счетчике 4 остается на информационных входах накапливающего сумматора 1 и повторно суммируется с содержимым накапливающего сумматора 1, Если на выходе переноса накапливающего сумматора 1 30 устанавливается нулевой потенциал, то устройство продолжает работу лишь при поступлении на его вход приращения Йх импульсной последовательности х. Следовательно, работа устройства описывается следующим выражением: Йу = - - Йх.бтРазделяя переменные и интегрируяс учетом пределов интегрирования,получаем:После преобразований:й 2у11 . 4х+2Моделирование работы устройства показало необходимость уменьшения выходной частоты в 2 раза после второго переполнения счетчика 4 с целью сохранения высокой точности измерения во всем диапазоне измеряемой частоты. Для этого в схеме используется двоичный делитель 6 частоты, управляемый счетчиком 5, причем коэффициент деления двоичного делителя 6 частоты увеличивается в 2 раза после каждого переполнения счетчика 4.Техническое преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в повышении точности измерения частоты,Формула изобретенияПифровой частотомер, содержащий входной формирователь, генератор опорной частоты, ключ, элемент ИЛИ, элемент И, триггер, суммирующий и вычитающий счетчики, блок управления, второй вход которого соединен с выходом переноса первого суммирующего счетчика, счетный вход которого соединен с выходом ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, четвертый вход блока управления соединен с выходом входного формирователя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены накапливающий сумматор, двоичный делитель частоты, второй суммирующий счетчик и мультиплексор, первая группа входов которого соединена с инверсной группой выходов первого суммирующего счетчика, счетный вход которого соединен с первым входом блока управления и входом установки триггера, а выход переноса первого суммирующего счетчика - со счетным входом второго суммирующего1372245 Составитель Е,МинкинТехред А.Кравчук Корректор В. Гирняк Редактор Н.Тупица Заказ 477/37 Тираж 772ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 счетчика, вторая группа входов мультиплексора соединена с группой выходов вычитающего счетчика, счетныйвход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выходкоторого соединен с первым входомэлемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с выходом элемента И, входомсброса триггера и входом двоичногоделителя частоты, группа управляющихвходов которого соединена с инверсной группой выходов второго суммирующего счетчика, а выход делителя частоты - с третьим входом блока управ,ления, выход элемента ИЛИ соединенс тактовым входом накапливающего сумматора и с первым входом элемента И,второй вход которого соединен с выходом переполнения накапливающегосумматора, группа информационных входов которого соединена с группой вы ходов мультиплексора, управляющийвход которого соединен с выходомтриггера, выход входного формирователя соединен с первьи входом клю -ча.