Цифровой частотомер

(п)5689 О 4 Союз Советских Социалистических РеспубликСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ СТВУ 1) Дополнительное к авт. свид-ву -51) 11.Ь;л.- 6 0 1.76 (21) 2310471/(22) Заявл ки Мг -соединением з ственнык коцит(23) Приоритет - (43) Опубликовано (45) Дата опубли Совета Министров СССРпо делам изобретений) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР ти измеридчя испорть ельных си Известен цифровои частотомер, состоящии из генератора образцовой частоты, выход которого подключен к делителю частоты, счетчика периодов образцовой частоты, схемы считывания результатов измерения, счетчика диапазонов, переключателя образцовых частот, инвертора, логических схем И и триггера 11.Недостатком этого частотомера являются невозможность измерения относительно высоких частот и значительное увеличение габаритов при расширении пределов измерения,С целью повышения точности и быстродействия в,предлагаемый цифровой частотомер введены последовательно соединенные блок переполнения, реверсивный счетчик и блок сравнения, выход которого связан с входом инвертора, причем, второй выход блока переполнения соединен с вторым входом первого счетчика, третий вход последнего связан с входом реверсивного счетчика, а вход блока сравнения соединен с третьим входом переключателя, элементы ИЛИ, выход первого из которых связан с входом второго счетчика, а выход второго элемента ИЛИ - с вторым входом второго элемента И, логический блок,стоты поступают13. Счетчик 11ом 14, сигналыр 15 и через эле - ча блок 19 счиИзобретение относится к обл ельной техники и предназначено ования в автоматических измер темах. дополнительные элементы И, первый из которых включен между выходами генератора образцовой частоты, инвертора и входом элемента ИЛИ, второй - между выходами бло 5 ка сравнения, источника сигнала и вторымвходом элемента ИЛИ, третий - между выходами инвертора, источника сигнала и входом второго элемента ИЛИ, четвертый - между выходами блока сравнения, логического0 блока, и вторым входом реверсивного счетчика и вторым входом второго элемента ИЛИ,причем вход логического блока связан с выходом второго счетчика, а второй выход - свторым входом т игге а.Частотомер содержит генератор 1 образцовой частоты, подключенный к счетчику 2периодов образцовой частоты через переключатель 8 и элемент И 4. Сигнал с блока б переполнения счетчика 2 поступает на реверсивный счетчик б, который через блок 7 сравне,ния, инвертор 8, элемент И 9 и элемент ИЛИ10 соединены со счетчиком 11 периодов измеряемой частоты,Импульсы измеряемой чана входы элементов И 12 исоединен с логическим блоккоторого поступают на триггементы И 1 б, ИЛИ 7, И 18 р РНа чертеже приведена блок-схема цифро ного частотомера,тывания результатов измерения.Устройство содержит источник 20 сигнала.Цифровой частотомер работает следующим образом,В исходном состоянии счетчики 2 и 11 на ходятся в нулевом положении, гритгер 15 - в положении О, а его сигнал запирает элемент И 4. В результате импульсы образцово,"; частоты От генератора опорной частоты не поступают на счетчик 2 через переключа 1 ель 3.В реверсивном счетчике б находится число, которое зависит от точности измерения (количества разрядов счетчика 2), величины образцовой частоты, системы счисления, в последней выдается результат измерения и др- гих параметров частотомера. Это число определяется из следующих условий:1 ,. 1- , -- )Ь ии моор,а Л яагле Моно - значение нижнего предела измерения в счетчике 2; 25оор - максимальная образцовая частота;Лааа, - значение верхнего предела измерения в счетчике 2.Эти условия соответствуют измерению час- З 0готы по одному периоду на максимальной ча 1стоте с точностью не менее, Обозначимф 1 пэто число С, тогда блок сравнения 7 вылаетлогический сигнал, если число счетчика б равно или больше числа С. В начальном состоянии число в счетчике б равно числу С, и блох7 выдает сигнал, поступающий на элемент И9 через инвертор 8, и запрещает прохожлеие импульсов образцовой частоты на вход 40счетчика 11, Кроме того, сигнал с блока 7сравнения поступает на элемент И 12 и разрешает прохождение импульсоз измеряемогосигнала на вход счетчика 11.Сигналы реверсивного счетчика б постулают на переключатель 8 и устанавливают егоз такое положение, при котором на элеменгИ 4 поступают импульсы образцовой частоты. Так как число в счетчике 11 равно 0,то на выходе логического блока 14 сигналчмеет значение 0,При поступлении первого импульса измеряемой частоты на вход частотомера (лляпростоты входная схема формирования импульсов измеряемой частоты из входного сигнала на чертеже не показана) он проходитчерез открытый элемент И 12 и через ИЛИ 10на вход счетчика 11. В последнем устанавливается число 1, в результате на выходеолока 14 появится сигнал, который устанавливает триггер 15 в состояние 1.Сигнал с триггера 15 поступает на элемент И 4 и открывает его для прохождения.мпульсов образцовой частоты,на вход счеггика 2. 65 Таким образом, поступление первого импульса измеряемой частоты после начальной установки определяет начало измерения,ЕСЛИ К ПрИХОду ВтОрОГО ИМПуЛЬСа ИЗаМЕ- ряемой частоты счетчик 2 принимает зна"-:ение больше Л"оно, но не больше Хо,аа, то с выхода счетчика 2 выдается сигнал на элемент И 18. Одновременно на этот элемент поступает сигнал элемента ИЛИ 17, прелстазляющпй второй импульс измеряемой частоты.В этом случае второй импульс измеряемои частоты определяет конец измерения. Триг;ер 15 персводится в состояние 0 сигналом с элемента И 18. Результат измерения поступает на блок 19 счптывачия результатоз измерения, а частотамер устанавливается в качестве состояния и подготавливается лля следующего измерения,Если к приходу второго импульса измеряемого сигнала число в счетчике 2 меньше, то измерение продолжается, т, е. на вхолы счетчика 2 поступают импульсы образцовоп частоты, Импульсы на вход счетчика 2 поступают ло тех пор, пока число з счетчике (1 не принимает одно из значений Л 1=а, гле М . число в счетчике 11, а - основание счисления (числа О, 1, 2 ). Одновременно число в счетчике 2 больше Ло 1 о,При выполнении этого условия на выходе элемента И 18 появляется импульс, определяющий конец измерения, В течение всего времени измерения счетчик 11 считывает импульсы измеряемого сигнала, а логический блок 14 выдает сигналы в моменты, когда число ЛХ в счетчике равно а.Сигналы с элемента И 1 б поступают на суммирующий вход с счетчика б, число в ко тором увеличивается, и блок вьшает логический сигнал, Переключатель 3 не осуществляет переключение, а на вход счетчика 2 через элемент И 4 поступают импульсы макснмальной частоты образцового сигнала.Если до прихода второго импульса измеряемого сигнала число в счетчике 2 станет ООЛЪШЕ Чтаа ЧТО СООТВЕТСТЗУЕТ ПЕРЕПОЛЧЕЧИЮ счетчика 2, то блок 5 переполнения вылает импульс, который уменьшает число в счетч - ке 2 в а раз и одновременно, поступая на вычитающий вход счетчика б, уменьшает число в этом счетчике на 1.Выходной сигнал счетчика б, управляющий переключателем 3, приводит к тому, что с выхода переключателя 3 выдается образцовая частота в а раз меньше максимальной.При уменьшении числа в счетчике б на единицу блок сравнения 7 выдает сигнал О. В результате открывается элемент И 9, импульсы образцовой (максимальной) частоты поступают через элемент ИЛИ 10 на вход счегчика 11. Сигналом блока 7 закрывается элемент И 12, при этом импульсы измеряемого сигнала не поступают на счетчик 11, который в этом случае выполняет функции делителя частоты образцового сигнала.Результат деления со счетчика 11 поступает на пераклиочатель 3. Сигнал блока 7 сравнения закрывает элемент 16 и тем самым запрещает прохождение сигнала через элемечт ИЛИ 17 на элемент И 13 и на счетчик 6. При каждом переполнении счетчика 2 уменьшается число в счетчике 2 в а раз и осуществляется переключение на новую образцовую частоту, в а раз меньшую предыдущей.Измерение прекращается с приходом второго импульса измерительного сигнала, кото. рый поступает на открытый элемент И 13, а затем через элемент ИЛИ 17 и элемент И 1 В - на триггер 15 и блок 19 считывания результатов измерения.формула изобретенияЦифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные генератор образцо вой частоты, переключатель, элемент И, счетчик, последовательно соединенные блок считывания и триггер, выход которого подключен к второму входу элемента И, а также инвертор, второй счетчик, своим выходом соединенный с вторым входом переключателя и второй элемент И, включенный между выходом первого счетчика и входом блока считывания, отл ич а ющи Й ся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него дополнительно введены последовательно соединенные блок переполнения, реверсизный счетчик и блок сравнения, выход которого связан с входом инвертора. причем второй выход блока переполнения соединен5 с вторым входом первого счетчика, третийвход последнего связан с входом реверсивного счетчика, а вход блока сравнения соединен с третьим входом переключателя, ,элементы ИЛИ, выход,первого из которых 10 связан с входом второго счетчика, а выходвторого элемента 1 ЛЛИ - с вторым вхо,дом второго элемента И, логическпГ блок, дополнительные элементы И, первый из которых включен между выходамп генератора образцовой частоты. инзертора и входом элемента ИЛИ, второй - между выходами блока сравнения, источника сигнала и вторым входом элемента ИЛИ, третий - между выходами инвертора, источника сигнала и вхо О дом второго элемента ИЛИ, четвертыймежду выходами блока сравнения, логического блока и вторым входом реверсивного счетчика и вторым входом второго элемента ИЛИ, причем вход логического блока связан с вы ходом второго счетчика, а второй выход с ,вторым входом триггера.Источник информации, принятый зо внимание при экспертизе:1. Р, Е. Ермолов Цифровые частотомеры, Ленинград, 1973, с. 46.568904 Составитель О. БогомоловТехред И, Карандашова Корректор И. Симкина Редактор Т, Янова Тип. Харьк. фил, пред, Патент Заказ 652/1706 Изд Мо 683 Тираж 1109 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, )К-З 5, Раушская наб., д. 4/5