Измеритель частотно-временных параметров электрических сигналов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 270879 (21) 2811025/18-21с присоединением заявки йо(51)М, К, С 01 В 2 Э/02 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к электро- измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для измерения частотно-временных параметров электрических сигналов.Известно устройство для измерения частотно-временных параметров электрических сигналов, содержащее генератор образцовой частоты, счетчики импульсов с ключами на входах, триггеры, схемы совпадения, блок управления и микропроцессор 1Однако данный измеритель обладает относительно узкими функциональными возможностями, 15Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.Поставленная цель достигается тем, что в измеритель частотно-временных 20 параметров электрических сигналов, содержащий два счетчика импульсов с элементами И на входах, блок сравнения кодов, микропроцессор, шина данных которого подключена к первому и второму счетчику и к блоку сравнения кодов, четыре триггера, элемент ИЛИ и пять элементов И, при этом выход первого элемента И соединен с первым входом шестого элемента И, 30 выход второго элемента И соединен спервым входом третьего элемента И,разрядные выходы второго счетчикасоединены с разрядными входами блокасравнения кодов, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И, выход третьего элемента Исоединен с установочным входом третьего триггера, выход которого соединен с установочным входом третьеготриггера, выход которого соединен совторым входом шестого элемента И, выход четвертого элемента И соединенс установочным входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход пятого элемента И соединен с установочным входом второго триггера,выход седьмого элемента И соединенс первым входом элемента ИЛИ, введеныэлемент ИЛИ, три элемента И иблок сравнения частот, при этом счетчики импульсов и блок сравнения кодов подключены к шине управлениямикропроцессора, первый вход которого соединен с вторым выходом блокасравнения частот, а второй вход соединен со сбросовыми входами первогои второго триггеров и,выходом шестого элемента И, выход микропроцессора10 20 15. 30 ленное значение используемой частоты 1 а, номинальное значение М Ом измеряемой величины (в случае необхо,димости определения отклонения измеряемой величины от номинального значения) и допустимую погрешность из, мерения Ф 3 д. После получения сиг- нала "Начать измерение" микропроцессор 1 устанавливает в исходное состояние бистабильные элементы измерителя, определяет значение ИЗ =Ч(д ) и залосит его в блок 4 сравнения кодов. Далее микропроцессор 1 устанав. - ливает в единичное состояние триггерФ 18 разрешающий потенциал с выхода которого поступает на входы элементов 8-9 и блока 21 сравнения частот, последний сравнивает частоты Г и 1 ч и в зависимости от результата сравнения разрешающим потенциалом на определенном выходе подключает ко входу счетчика 2 импульсы меньшей, а ко входу счетчика 3 импульсы большей частоты, Если,. напри-. 45 соединен с установочным входом четвертого триггера, сбросовой вход ко торого соединен с выходом первого триггера, а выход - с первыми входами четвертого и пятого элементов И и управляющим входом блока сравнения частот, первый вход которого соединен со вторыми входами седьмого и десятого, а второй вход - с вторыми входами восьмого и девятого элементов И, первый выход блока сравнения частот соединен с первыми входами седьмого и девятого, а второй выход - с первыми входами восьмого и десятого элементов И, выход восьмого элемента И соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, инверсный выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, а первый выход - со вторыми входами первого и пятого элементов И, выходы девятого и десятого элементов И соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом второго элемента И,выход второго триггера соединен с первым входом второго и третьим входом четвертого элемента И.На чертеже показана структурная схема измерителя.Измеритель содержит микропроцессор 1, счетчики 2 и 3 импульсов, блок 4 сравнения кодов, элементы 5- 14 совпадения, триггеры 15- 18, элементы ИЛИ 19-20 и блок 21 сравнения частот,Устройство работает следующим образом.Микропроцессор 1 согласно заложенному в него программному обеспечению управляет процессом измерения и выполняет вычислительные операции. Перед началом работы микропроцессору 1 задают вид измерения, единицы представления результата измерения, чисмер, Го1, то разрешающий потенциал с первого выхода блока 21 поступает на первые входы элементов 11и 13. Первый импульс меньшей частоты (1 о), поступивший на второй входэлемента 11, через элементы 19 и 9устанавливает в единичное состояниетриггер 1 б. Разрешающий потенциалс выхода последнего открывает элемент б и счетчик 3 импульсов начинаетподсчитывать число импульсов большейчастоты (Г), поступающих на егосчетный вход через элементы 13, 20и б. После окончания импульса 1 ц единичный потенциал с выхода триггера16 через элемент И 8 устанавливаетв единичное состояние триггер 15, который открывает элемент И 5 и устанавливает в нулевое состояние триггер 18, Счетчик 2 импульсов начинаетподсчитывать число последующих импульсов меньшей частоты, поступающих на его вход через элементы 11,19 и 5, В ходе счета импульсов образцовой и неизвестной частоты блок 4сравнения кодов непрерывно"сравнивает число импульсов большей частоты,подсчитываемое счетчиком 3, с заданным числом (М о). При сравненииуказанных чисел блок 4 подает на входэлемента 7 разрешающий потенциал,и поступающий после этого на входсчетчика 3 импульс большей частоты1 ч) через элемент 7 устанавливаетв единичное состояние триггер 17.Появившийся после этого на входе элемента 5 импульс меньшей частоты (1 ц )поступает на вход счетчика 2, черезэлемент 10 устанавливает в нулевоесостояние триггеры 15 и 1 б, нулевыепотенциалы с выходов которых закрывают элементы 5 и б, и извещает обокончании счета микропроцессора 1.Микропроцессор 1 считывает с первоговыхода блока 21 признак соотношениячастот, величины зафиксированных чи-сел из счетчиков 2 и 3 и определяетконечный результат измерения частотыГч или периода Тч, из соотношенияНо,Х о1с чо о чгде й о - подсчитанное число периодовобразцовой частоты.Результат измерения микропроцессора 1 представляют в абсолютныхединицах частоты, времени или в процентах по отношению к заданному значению й о,Измеритель частотно-временных параметров электрических сигналов позволяет достигнуть максимальногобыстродействия при сохранении, заданной точности измерения и использовании одного номинала образцовой частоты в широком диапазоне с погрешностью, не превышающей заданной,В зависимости от программного обеспечения, заложенного в памяти микропроцессора, данный измеритель частотно-временных параметров электрических сигналов позволяет производить измерения частоты, периода, длительности временного интервала, отношения двух частот, отклонение измеряемых параметров от заданных, производить последующую обработку результатов по заданному алгоритму и представлять результат измерения в удобном для экспериментатора виде.Формула изобретенияИзмеритель частотно-временных параметров электрических сигналов, содержащий два счетчика импульсов с элементами И на входах, блок сравнения кодов, микропроцессор, шина данных которого подключена к первому и второму счетчику и к блоку сравнения кодов, четыре триггера, элемент ИЛИ и пять элементов И, при этом выход первого элемента И соединен с первым входом шестого элемента И, выход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента И, разрядные выходы второго счетЧика соединены с разрядными входами блока сравнения кодов, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И, выход третьего элемента И соединен с установочным входом третьего триггера, выход которого соединен с установочным входом третьего триггера, выход которого соединен со вторым входом шестого элемента И, выход четвертого элемента И соединен с установочным входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход пятого элемента И соединен с установочным входом второго триггера, выход седьмого элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможнос"тей, в него введены элемент ИЛИ, триэлемента И и блок сравнения частот,при этом счетчики импульсов и блоксравнения кодов подключены к шинеуправления микропроцессора, первыйвход которого соединен с вторым выходом блока сравнения частот, а второй вход соединен со сбросовыми входами первого и второго триггерови выходом шестого элемента И, выходмикропроцессора соединен с установочным входом четвертого триггера,сбросовый вход которого соединен свыходом первого триггера, а выход -с первыми входами четвертого и пя того элементов .И и управляющйми входом блока сравнения частот, первыйвход которого соединен со вторымивходами седьмого и десятого, а второй вход - с вторыми входами восьмо- Щ го и девятого элементов И, первыйвыход блока сравнения частот соединенс первыми входами седьмого и девятого, а второй выход - с первыми входами восьмого и десятого элементов И,выход восьмого элемента И соединенсо вторым входом первого элемента ИЛИ,инверсный выход которого соединен свторым выходом четвертого элемента И,а прямой выход - со вторыми входамипервого и пятого элементов И, выходыдевятого и десятого элементов И соединены с соответствующими входамивторого элемента ИЛИ, выход которогосоединен со вторым входом второгоэлемента И, выход второго триггерасоединен с первым входом второго итретьим входом четвертого элементов И. Источники информации,40 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское. свидетельство СССРпо заявке В 2716031,кл. С 01 В 23/02, 1979.855522 Составитель В, НовоселовК, Волощук Техред И.Голинка Корректор Г. Решетни Редак 6898(62 Филиал ИПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Тираж 732 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Иосква, З, Подписноего комитета СССРий и открытийаушская наб., д. 4/5