Устройство для измерения частоты

773 входом селектора 9, выход селектора 8 соединен с первым входом триггера 10 управления, выход селектора 9 соединен с вторьпл входом триггера 10 управления, прямой выход которого подключен к вторым входам селекторов 5, 6 измеряемой и эталонной частот, инверсный выход триггера 10 управления соединен с вторыми входами элементов 11, 12 совпадения и с соответствующим входом элемента ИЛИ 14, выход которого соединен с вторым входом Формирователя 17 тактовых импульсов (вторым входом вычислителя 21). Выходы элементов 12 совпадения частотомеров 2 соединены с входа. ми элемента ИЛИ 15, выход которого соединен с первым входом вентильного блока 18, первым входом вычислителя 2 1, выходы элементов 11 совпадения частотомеров 2 соединены с входами элемента ИЛИ 16, выход которого соединен с первым входом накапливающего сумматора 19 (третьим входом вычислителя 21), первый выход. Формирователя тактовых импульсов вычислителя 21 соединен с третьим входом накапливающего сумматора 19, второй выход Формирователя тактовых импульзовано для измерения частоты с выдачей результата измерения в цифровом виде.Цель изобретения - повышение точности измерения и увеличение диапазона измеряемых частот - достигается за счет параллельной работы частотомеров,На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг, 2 - временная диаграмма его работы.Устройство для измерения частоты содержит генератор 1 эталонной частоты, ш частотомеров 2, состоящих из счетчиков 3 и 4 импульсов эталонной и измеряемой частоты, селектора 5 эталонной частоты, селектора 6 измеряемой частоты, триггера 7, селектора 8, селектора 9 и триггера 10 управления, элементы 11 и 12 совпадения, синхронизатор 13, элементы ИЛИ 14-16, формирователь 17 тактовых импульсов, вентильный блок 18, включающий схемы совпадения, имеющие прямые и инверсные выходы, накапливающий сумматор 19 и регистр 20 сдвига. формирователь 17, вентильный блок 18 сумматор 19 и регистр сдвига 20 образуют вычислитель 21.Выход генератора 1 эталонной частоты соединен с входом синхронизатора 13, с первым входом формирователя 17 тактовых импульсов, четвертым входом вычислителя 21 и с первыми входами 1 п селекторов 5 эталонной частоты, частотомеров 2; щ выходов синхронизатора 13 подключены к шинам обнуления п 1 счетчиков 3, 4 импульсов эталонной и измеряемой частоты частотомеров 2 и управляющим входам.ш триггеров 7. Шина импульсов измеряемой частоты соединена с первыми входами ш селекторов 6 измеряемой частоты и с первыми входами тп селекторов 8 и ш селекторов 9, в частотомере 2 выход селектора 6 соединен с входом счетчика 4 импульсов измеряемой частоты, выходы которого подкюпочецы к первым входам т элементов 11 совпадения, выход селектора 5 эталонной частоты соединен с входом п 1 счетчика 3 импульсов эталонной час. тоты, выходы которого подключены к входам п 1 элементов 12 совпадения, выход счетчика 3 импульсов эталонной частоты соединен с первым входом триггера 7, прямой выход которых соединен с вторым входом селектора 8, а инверсный выход соединен с вторым 5 10 15 20 25 З 0, сов соединен с четвертым входом накапливающего сумматора 19 и с вторым входом регистра 20 сдвига, первый вход которого соединен с выходом накапливающего сумматора и с вторым входом вентильного блока 18, выход которого соединен с вторым входом накапливающего сумматора.Устройство работает следующим образом. 35 40 45 50 55 Синхронизатор 13, состоящий из счетчика и дешифраторов, Формирует ш импульсов для запуска ш частотомеров 2, причем эти импульсы запуска задержаны относительно друг друга на время ь и имеют период следования, равный Т, . На шину обнуления -го частотомера 2 поступает 1-й импульс запуска и производит обнуление счетчика 3 импульсов эталонной частоты, счетчика 4 импульсов измеряемой частоты и триггера 7. Триггер 7 формирует разрешение на прохождение импульсов измеряемой частоты 1 через селектор 9. Очередной импульс частоты Г проходит через селектор 9 и взводит триггер 10, который Формирует начало интервала измерения Т;, открывая селекто. ры 5 и 6. 1 1247Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь3 1247773 4В течение -го интервала Т; про- В накапливающий сумматор 19 поисходит заполнение счетчика 3 импуль, первому входу записывается код числасами частоты Г и счетчика 4 импуль И;. Поскольку число И; ) О, знаковыйсами измеряемой частоты Г, причем в . разряд накапг вающего сумматора 19течение интер ала измерения форми находится в единичном состоянии и арователь 17 тактовых импульсов бло- управляющий вход вентильного блока 18кируется сигналом, поступающим с ин- состоящего из схем совпадения, имеюверсного выхода триггера 10 через щих прямые и инверсные выходы, постуэлемент ИЛИ 14, пает потенциал логической единицы.Через время, определяемоеемкостью 10 Под действием этого потенциала вентии счетчика 3 (в момент переполнения льный блок 18 инвертирует код и"ксчетчика 3) и равное с = и, сра поступающий на его вход со счетчикаЕ 3, и передает этот инверсный код и,батывает триггер 7, закрывая селектор. на второй вход накапливающего сумма 9 и давая разрешение на прохождение тора 19си а а Г через селектор 8. Очеред- Одновременно сигнал Т . Проходитнои импульс измеряемой частоты Г через элемент ИЛИ 14 и снимает блокипроходит через селектор 8 и опрокиды- ровку с второго входа формирователявает триггер 10, формируя конец ин-: 17 тактовых импульсов, который начитервала изме ения Т пает вырабатывать сдвинутые по времеВ момент окончания -го интервала ни друг относительно друга тактыизмерения на счетчике 3 оказывается Т и Тгзафиксированным число и;, а на счет- По первому такту Т, в накапливаючике 4 - число Бло ;, причем щем сумматоре 19 происходит сложениекода И; с инверсным кодом й . Послеи =и +6 и1 оокончайия первого такта Т в накапли 1вающем сумматоре 19 оказывается запигде и, - число периодов частоты Е санным число И = И - и котороеЛ 1в момент переполнения счет- может быть положительным или отрицачика З-з.; тельным. Связь знакового разрядаи, - число периодов .частоты Г, накапливающего сумматора 19 с младшимзафиксированное на счетчике разрядом регистра 20 сдвига выпол 3-х в момент срабатывания иена таким образом, что в момент,триггера 10-1. когда формирователь 17 тактовых имИзмеряемая частота Г равна отно- пульсов формирует второй такт Тх 352шению числа полных периодов измеря- (такт сдвига), в младший разряд реемой частоты И; и их суммарной дли- гистра 20 сдвига записывается инвертельности, т.е. сия состояния знакового разряда накапливающего сумматора 19.Ц, М; , И;.Одновременно по второму такту Тк 1 1, аТи; и.Япроисходит сдвиг содержимого накапли 1 эТ. вающего сумматора 19 и регистра 20сдвига на один разряд в сторону старАналогичным образом работает любой ших ррядов На этом заканчиваетсяпервый цикл преобразования кодов И иПреобразование кодов И; и и; в ко и, в код Г;, в результате которогов регистре 20 сдвига оказываетсячастоты Ек. = Х - производится1и,записанным значение первого старшего1 разряда кода Гпосле окончания каждого из интерваловк 1измерения следующим образом. ПреобраПо окончании первого цикла преобзование производится с помощью эле- . разования в накапливающел вающем сумматорементов 11, 12 совпадения, элементов 19 находится число 2 М;. В зависиИПИ 14-1 б и вычислителя 21,. мости от знака этого чистого числа на управПосле окончания -го из ш интерва. .ляющйй вход вентильного блока 18лов измерения на время Ср с помощью 55 поступает либо потенциал логическойсигнала Т снимаемого с инверсного единицы, либо потенциал логическоговыхода триггера 10 управления, эле- нуля. В.первом случае вентильныйменты 11, 12 совпадения открываются. блок 8 инвертирует код и , во втором случае в накапливающий сумматор 19 передается прямой код числа и;.После этого формирователь 17 тактовых импульсов формирует вторые два такта Т и Т, в результате чего фор. мируется второй разряд кода Г. и т,д.К 1По окончании всех циклов преобразования в регистре 20 сдвига оказы" вается записанным код измеряемой час таты йЧисло циклов преобразования выбирается в зависимости от требуемой .точности преобразования. Обычно число циклов равно числу разрядов счетчи ка 3 импульсов эталонной частоты.Увеличивая число циклов преобразования, можно практически свести к нулю погрешность преобразования кодов И, и и . в код Е;, при этом лишь 20 несколько увеличив число разрядов накапливающего сумматора 19 и регисра 20 сдвига.Преобразование осуществляется за времяи,25При поступлении в накапливающий сумматор 19 с выходов следующего ( + 1) измерителя частоты кодови и; происходят такие же преобразования, как для кодов И;и и; З 0 В этом случае перед началом преобразования в накапливающий сумматор 19 записывается код числа М;,. За время преобразования 1 р формируется код Е,35Такцм образом, на регистре 20 сдвига формируется код Г, обновление которого производится через время Ф. (причем время 3 должно быть больше времени преобразования Тр ) .40Повышение точности измерения частоты достигается за счет наличия в предлагаемом устройстве ш измерителей частоты, имеющих погрешность иэ мерения, равную дискрету высокой частоты Е , вместо счетных каналов известного устройства, представляющих грубые измерители с погрешностью, равной дискрету измеряемой (низкой) частоты.Увеличение диапазона измеряемых частот достигается за счет того, что измерение частоты производится непрерывно за время интервала измерения, а перепись информации со счетчиков измеряемой и эталонной частот производится после окончания интервала измеренияФормула из об ре те нияУстройство для измерения частоты,содержащее последовательно соединенные генератор эталонной частоты исинхронизатор, ш счетных каналов,отличающееся тем, что, сцелью повышения точности и расширениядиапазона измеряемых частот, каждыйсчетный канал выполнен в виде частотомера, вход измеряемой частоты которого соединен с входной шиной, входэталонной частоты которого соединенс выходом генератора эталонной часто.ты, а вход пуска - с соответствующим выходом синхронизатора, первые,вторые и третьи выходы всех частотомеров соответственно через первый,второй и третий элементы ИЛИ соединены с соответствующими входами вычислителя, выход генератора эталоннойчастоты соединен с четвертым входомвычислителя.,1247773 дакт Швыдкая каз 4119/4 Тираж 72 одпис ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проек оставитель ехред В.К Новоселовар Корректор Е, Сирохман