Цифровой частотомер

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(5)М, Кд. Ц 019 23/00 с присоединением заявки М Гееуаарстеапвй квинтет СССР йв анни нзфйретнннй и етнрьпий(54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТ Изобретение относится к автоматике и информационно- измерительной технике и предназначается дпя автоматического измерения частоты с выдачей результатов измерения в цифровом коде, пригодном для ввода в электронную цифро 5 .,вую вычкслительную машину.Известен цифровой частотомер, содержащий генератор эталонной частоты, счетчик импульсов эталонной частотьг, формкрователь импульсов измеряемой частотй, а также различные вспомогательные схемы 1 .Недостатком известного частотомера является его низкое быстродействие. 15Наибопее близким к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее генератор эталонной частоты, первый и второй делители частоты, управляемые от разрядного регистра, после довательно соединенные первый и второй блоки задержки, счетчик импульсов измеряемой частоты, линейку вентилей, закольцованный сдвиговый регистр, по следовательно соединенные блок анти" совпадений, блок задержки и элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, пер вому входу схемы антисовпаденкй и суммирующему входу реверсивного счетчика, вычитаюшнй вход которогооедкнен с выходом цифрового интег ратора, вход" 1 соторого соединен с выходом второго делителя частоты. Постедовательно соедкненные блоки. антисо впадений, блок задержки и элемент ИЛИ, служат для исключения потери импуль са измеряемой частоты при установке счетчика измеряемой частоеы в ноль к представляют собой одну из возможных реализаций блока исключения поте ,ри импульсов измеряемой частоты 2 .Недостатки известногоустройства- большой объем оборудования при бопьшой : частоте снятия результата и высокой точности йзмерения частоты, а также небольшой диапазон измеряемых час с осковский ордена Ленина и ордена Октябрьской Ревойсй энергетический институт3 10тот при заданной точности и частотеснятия результата,Бель изобретения - повышение надежности,Поставленная цель достигается тем,что в цифровой частотомер, содержащийформирователь импульсов, реверсивныйеФетчик, счетчик импульсов измеряемой частоты, регистр, преобразователькод-частота, первый и второй делителичастоты, разрядный регистр, генераторэталонной частоты, выход которогоподключен к первым входам первогои второго делителей частоты, вторыевходы которых подключены соответст-.венно к первому и второму выходамразрядного регистра, выход второгоделителя частоты соедИнен с первымвходом преобразователя код- частота,второй вход которого подключен к выходу регистра, вход формирователя импульсов подключен к входной шинеустройства, а выход формирователяимпульсов, - к суммирующему входуреверсивного счетчика, введены блокисключения потери импульса, зацоми;нающее устройство, блок управления,триггер, элемент И, счетчик адресазапоминающего устройства (ЗУ), пер-вый вход которого соединен с входомблока управления и с выходом первогоделнтеы частоты, установочные входысчетчика адреса запоминающего устройства соединены с первым входомтриггера, с установочными входамиреверсивного счетчика и с шиной установки начального состояния устройства, первый выход счетчика адреса зало.мннающего устройства подключен квторому входу триггера, а-второй выход счетчика адреса запоминающегоустройства подключен к первому входу запоминающего устройства, второйвход котор го соединен с первым выходом блока управления, третий входзапоминающего устройства соединен свыходом счетчика импульсов измеряемойчастоты, а выход запоминающего устройства соединен с первым входом регистра, второй вход которого подключенк второму выходу блока управления,третий выход которого соединен с первым входом счетчика импульсов измеряемой частоты, а четвертый выходблока .управления соединен с первымвходом блока исключения потери импульса, второй вход которого соецинек свыходом формирователя импульсов,а выходблока исключенияпотери импульса соединен с вторым входом счетчика импульсов теля код-частота подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, а выход элемента И соединен с вычитаюшим вход. дом реверсивного счетчика, причем второй вход счетчика адреса запоминающего устройства подключен к шине установки коэффициента пересчета устройства.На фнг. 1 изображена блок- схема цифрового частотомера; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая принцип действия устройства.Цифровой частотомер содержит первый и второй делители 1 и 2 частоты, разрядный регистр 3, формирователь 4 им пульсов, блох 5 исключения потери нмпульса измеряемой частоты, счетчик 6 рф импульсов измеряемой частоты, запоминающее,устройство 7, блок 8 управле.. Устройство работает следующим:образом.Принцип действия частотомера поясК За няется фиг. 2; на которой через Т,обозначен образцовый интервал времени То при к- ом измерении частоты ЕХ,через Т - последовательность следуюкщих друг за другом равных интервалов 35вРемени, причем т 1 Тх-ТОгде т - число 11 - разрядных чисел, записанных.в запоминающем устройстве 7. На фнг, 2Я = 3, Й - сумма импульсов частоты К на интервале времени Т О, т.еК Юпри кф-ом измерении. Чтобы получитьпервый результат измерения, необходимо подсчитать сумму ийпульсов частоты Х, на интервале времени Т т,е,1М 1 . Йля того, чтобы получить результат второго измеренйя, нужно иэ суммь 45импульсов Ивычесть число импульсовпришедших за интервал времени Т, н1прибавить число импульсов частоты Ух. пришедших за интервал времени Т.Для получения К+ 1 -го иэмерекия 50нужно нз суммы импульсов М 1 вычесть число мипульсов, пришедших эаинтервал времени Т и прибавитьКК+ П 3число импульсов, прйшедших на Тх оминтервале, т.е на интервале времени ТХкоторый следует после интервала Т хчерез время То.Перед, началом работы частотомератриггер 18, счетчики 6 и 9 и ревер905 б 5 1004 сивный счетчик 13 устанавливаются в ноль, В разрядный регистр 3 записы вается число, определяющее длительность интервала времейи Т , также при необс 1.ходимости устанавливается нужный коэф- ю фициент пересчета счетчика адреса 9, Во время работы устройства счетчик 6 считает сумму импульсов частоты Яна кФкдом интервале Тк, а в момыты окончания этих интервалов по сигна- й лу с выхода первого делителя 1 частоты содержимое счетчика 6 переписыыется в запоминающее устройство 7, причем блок 8. управления сначала выдает сигнал на считывание информа ции из ячеек запоминающего устройства 7 в регистр 10, а затем на запись информации из счетчика 6 в эти же ячейки, Блок 5 исключения потери импульса измеряемой частоты управляет Зф ся от блока 8 управления и служит для исключения потери импульса измеряемой частоты на входе счетчика 6 при его совпадении с импульсом сброса счет чика 6 в ноль, а также для синхро- И низации подсчета импульсов счетчиком 6 с записью информации в запоминающее устройство 7. где р 1 - число, записанное в реверсивном счетчике 13;Я - число, записанное в разрядномрегистре 3;ьпериод следования импульсовгенератора 14.При необходимости изменять коэффипиент пересчета счетчика адреса, уста новочные входы счетчика 9 адреса подключается к первой дополнительной входной шине установки начального . состояния устройства.Запоминающее устройство при необходимости имнъ.бопьшую частоту снятия результата и Высокую точность измере ння частоты, запоминает большой объем информации, поступающей со счетчика измеряемой частоты, что приводит к тому, что основная часть оборудования приходится на сдвиговой регистр. Поокольку степень интеграции запоминаюпих устройств гораздо выше степени интеграции микросхем, на которых стро ятся сдвиговые регистры, применение запоминающего устройства дает существенное уменьшение обьема оборудования, требуемого для построения предлагаемого цифрового частотомера с помощьюКогда запоминающее устройство 7 .полностью заполнится, вместо суммы1импульсов на интервале Тх записываеъщ+1 ся сумма импульсов на интервале ТК вместо суммы импульсов на Т записывается сумма импульсов наТ и т.д,Х Сигнал переполнения счетчика 9 адреса, 33 свидетельствующий о заполнении запоминающего устройства 7 нужной информа цией, устанавливает триггер 15 в единицу, что разрешает прохождение через элемент 11 И последовательности им- Ю пульсов с преобразователя 12 на реверсивный счетчик 13. Преобразователь 12 преобразует подаваемый на него код в последовательность равномерно расставленных на интервале времени ТХ импульсов, расноложение которых при небольших интервалах времени или медленно меняющейся частоте .:Х подобно расположению импульсов измеряемой частоты на сож 1ветствующем интервале времени, Поз- Зе тому с реверсивного счетчйка 13 можно снимать результат не только через моменты времени ТХ, но и непрерывно. В обоих режимах измеряемая частота будет пропорциональна числу, записанному в реверсивном счетчике 13, т.еЙ МХ Т й рте изменения коэффициента пересчета счетчика адреса можно менять щ, т.е.число запоминаемых чисел. Это даетвозможность измерить частоты в широком диапазоне при сохранении точнооти и частоты снятия результата.Формула изобретенияЦифровой частотомер, содержащий формирователь импульсов, реверсивный счетчик, счетчик импульсов, измеряемой частоты, регистр, преобразователь код- частота, первый и второй делители частоты, разрядный регистр, генера тор эталонной частоты, выход которого подкйючен к первым входам первого и второго делителей частоты, вторые входы которых подключены соответсъ венно к первому и второму выходам, разрядного регистра, выход второго делителя частоты соединен с первым входом преобразователя код-частота, второй вход которого подключен к выходу регистра, вход формирователи импульсов подключен к входной шине устройства, а выход формирователя импульсов - к суммирующему входу реверсивного счетчика, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью повыше7 100 .ния надежности, в него введены блок исключения потери импульса, запоминакл щее устройство, блок управления, триг. гер, элемент И, счетчйк адреса заноминающего устройства, первый вход котора го соединен с входом блока управления и с выходом первого делителя частоты, установочные входы счет щка адреса запоминающего, устройства соединены, с первыми входом триггера,с установочными входами реверсивного счетчика и с шиной установки начального состояния устройства, первый выход счетчика адреса запоминающего . устройства подключен к второму входу триггера, а второй выход счетчика адреса запоминающего устройства подк- лючеУ к первому входу запоминающего устройства, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, третий вход запоминающего . устройства соединен с выходом счеьчика импульсов измеряемой частоты, а выход запоминающего устройства . соединен с первым входом регистра, второй вход которого подключен к второму выходу блока управления, третий 9 4905. 8выход которого соединен с первым. входом счетчика импульсов измеряемойчастоты, а четвертый выход блока.управления соединен с первым входомз блока исключения потери импульса, вто-рой вход которого соединен с выходомформирователя импульсов, а выход блока исключения потери импульса соединенс вторым входом счетчика импульсовФ измеряемой частоты, выход преобразователя код-частота подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с,выходом триггера, авыход элемента И соединен с вычитающим1 входом реверсивного счетчика.2, Частотомер но и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что второй входсчетчика адреса запоминающего устройства подключен к шине установки коэф 20 фипяента пересчета устройства.Источники информации,принятые во вниманые при экспертизе1. Ермолов Р. С Цифровые частотомеоы, Л"Энергия, 1973 с. 8,Эз 2. Авторское свидетельство СССРпозаявке Ж 2819291/18-21,кл. С 01 Й 23/00,4.03.80Подписи окомитета СССРи открытийскак наб, д. 4/5 каз 1876/57 Тираж 708 ВНИИ ПИ Государствеоног по делам изобретений 11.3035, Москва Ж 35, Рауш