Цифровой измеритель частоты

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (1) 51)4 С 01 К 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН и час эталон импуль генератор 1мирователь 5последователь1 О, счетный14 импульсотавленной целы Я селекторовК-входовый эт И 4, формироследовательносваны новые свяпоследователь дерши ты, ф ов изме- элементы 16Коровин ности тригг в. Для и в ус ряемои И 9, 1 чики 13 счет тижеройс твоедователИЛИ 7 ния п введе овые измериВысшая шко емен ател 9инулемен ых по бразо ор 3 ство СССР 3/10, 1978 тей, тр ггер 8,ыи селекзи. К носте тон из двухройствеподачи(57) Изобретение отно ится к техни ом дискретно ения - повыУстройство с Р. до повыше 3. ил. я частот мето Цель изобре стродействия.измерен го счет шение б СУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ А ЮТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТО лементов И, триггера, В усокращено время с моментагналов измеряемой частоты чала процесса счета, т.е.быстродействие. 1 з.п. ф-л13073Изобретение относится к техникеизмерения частот методом дискретногосчета.Цель изобретения - повышение быстродействия.На фиг. 1 изображена функциональная схема цифрового измерителя частоты; на фиг. 2 - селектор последовательностей; на фиг. 3 - временныедиаграммы работы цифрового измерителя частоты.Цифровой измеритель частоты содержит генератор 1 эталонной частоты, формирователь 2 сдвинутых последовательностей, селекторы 3 последовательностей, четвертый элемент И 4,формирователь 5 импульсов измеряемойпоследовательности, входную шину 6,многовходовый элемент ИЛИ 7, триггер8, второй элемент И 9, третий элемент 2 ОИ 10, первый элемент И 11, счетныйтриггер 12, второй счетчик 13 и первый счетчик 14.Каждый селектор 3 последовательностей состоит из элементов И 15 и 2516 и триггера 17,Цифровой измеритель частоты содержит генератор 1 эталонной частоты,последовательно соединенные формирователь 5 импульсов измеряемой последовательности, вход которого соединенс входной шиной 6, первый элемент И11 и первый счетчик 14 импульсов,последовательно соединенные второйэлемент И 9, счетный триггер 12, третий элемент И 10 и второй счетчик 13,причем первый вход второго элементаИ 9 соединен с первым входом первогоэлемента И 11, второй вход которогосоединен с выходом счетного триггера 4 О12, а второй вход второго элементаИ 9 объединен со вторым входом третьего элемента И 10, а также И селекторов 3 последовательностей, И-входовой элемент ИЛИ 7, четвертый элемент 45И 4, триггер 8 и формирователь 2сдвинутых последовательностей, входом соединенный с выходом генератора1 эталонной частоты, а каждым из Ывыходов подключенный к первым входамкаждого из селекторов 3 последовательности, вторые входы которых черезчетвертый элемент И 4 и его первыйвход подключен к выходу формирователя 5 импульсов измеряемой последавательности, а выходы подключены кИ-входовому элементу ИЛИ 7, выход. которого соединен со входом триггера8, выход которого подключен к второ 68 2му входу четвертого элемента И 4, и со вторыми входами второго 9 и третьего 10 элементов И.Каждый селектор 3 последовательности содержит триггер 17 и два логических элемента И 15 и 16, первые входы которых соединены и подключены к первому входу селектора 3, второй вход первого логического элемента И 15 является вторым входом селектора 3, а его выход соединен со входом триггера 17, выход которого подключен ко второму входу второго элемента И 16, выход которого является выходом селектора 3.Формирователь 2 сдвинутых последовательностей формирует и последовательностей импульсов с периодом Тз, причем каждая следующая последовательность сдвинута относительно предыдущей на интервал времени й с =где и - длительность импульсов каждой последовательности, связанная с периодом Т зависимостью и =гзиЦифровой измеритель частоты работает следующим образом.Генератор 1 эталонной частоты вырабатывает периодическую последовательность импульсов (фиг. 3 в) с частотой Г е = 1/Т э, которая поступает на формирователь 2 сдвинутых последовательностей, в результате чего формирователь 2 на своих выходах формирует сдвинутые последовательности (фиг, 3 г,д,е,ж), поступающие на селекторы 3 последовательностей и в них на первые входы логических элементов И 15 и 16. Однако на выходы элементов И 15 и 16 эти последовательности не проходят, так как на вторых входах элементов И 15 отсутствуют сигналы с выхода логического элемента И 4, а на вторых входах логических элементов И 16 отсутствуют разрешающие сигналы с выходов триггеров 17.В исходном состоянии счетчики 13 и 14 установлены в нулевое состояние, триггер 12 находится в нулевом состоянии, при котором на его выходе отсутствует разрешающий сигнал для элементов И 10 и 11, триггер 8 находится в единичном состоянии, при котором логический элемент И 4 открыт для прохождения импульсов измеряемой последовательности и, наконец, триггеры 17 селекторов 3 последовательности находятся в нулевом состоянии, 3 13073при котором разрешающий потенциал навторых входах элементов И 16 отсутствует. Цепи установки счетчиков и триггеров в исходное состояние для упрощения на фиг. 1 не показаны,Сигнал измеряемой частоты Г от 5хсутствует.Работа цифрового измерителя частоты начинается с поступления на входную шину 6 исследуемого сигнала Р(момент д на фиг. За), Будучи преобразованным в формирователе 5 впоследовательность импульсов (нафиг. Зб), он поступает на входы логических элементов И 4, 9 и 11.Поскольку логический элемент И 4 открытразрешающим напряжением на выходетриггера 8, то первый же импульс последовательности Г с выхода формирователя 5 поступает на входы селекторов 3 последовательности, где проходит на вторые входы логических элементов И 15 и в одном их этих элементов совпадает (фиг. Зе) по временис соответствующей выходной последова- я 5тельностью формирователя 2. В результате этого совпадения на выходе данного элемента И 15 появляется сигнал,который поступает на единичный входтриггера 17 данного. селектора, триг- ЗОгер 17 меняет свое состояние, в результате чего на его выходе, соединенном с логическим элементом И 16появляется разрешающий сигнал и элемент И 16 начинает пропускать импульсы соответствующей последовательности с формирователя 2. С выхода селектора 3 последовательности этиимпульсы поступают на вход логического элемента ИЛИ 7, с выхода которого поступают на триггер 8 и логические элементы И 9 и 10.Первый же из прошедших импульсовпоследовательности с выхода элемента ИЛИ 7 совпадает с избранной последовательностью формирователя 2и, следовательно, не совпадает сдругими последовательностями, в результате чего триггер 8 переводитсяв противоположное состояние и снимает со входа элемента И 4 разрешающее напряжение. Это приводит к тому,что в дальнейшем импульсыпоследовательности Г на входах селекторов3 последовательностей будут отсутствовать и остальные селекторы выдавать сигналы на свои выходы не будут, Поступление выходного сигналалогического элемента ИЛИ 7 на второй 68 4вход логическогоэлемента И 9 одновременно с существованием на его первом входе сигнала измеряемой последовательности Т приводит к появлению на выходе этого элемента И сигнала (фиг.З з, импульс а), который поступает на счетный вход триггера 12, Триггер 12 меняет свое состояние и на его выходе появляется разрешающее напряжение (фиг. Зк), отпирающее элементы И 10 и 11. Через эти элементы И обе последовательностиимпульсов поступают на счетные входы счетчиков 13 (фиг, Зм) и 14 (фиг. Зл), причем счетчик 13 считает количество импульсов последовательности Тз, а счетчик 14 - после - довательности Т.Подсчет продолжается до тех пор, пока не проиэойдет совпадение во времени импульсов тех же двух последовательностей. При совпадении на выходе элемента И 9 появится сигнал, который вернет в исходное состояние триггер 12, в результате че - го логические элементы И 10 и 11 закроются и поступление импульсов на счетчики 13 и 14 прекратится.Таким образом, за время нахождения триггера 12 в единичном состоянии на счетчик 13 пройдут И з импульсов с периодом Т,а на счетчик 14 пройдут Иимпульсов с периодом Т. Измеряемая частота Рх определяется из выраженияТаким образом, в цифровом измерителе частоты сокращено время с момента подачи сигналов измеряемой частоты Рд до начала процесса сче - та,. т,е. повышено быстродействие.формула из обретения1,Цифровой измеритель частоты, содержащий генератор эталонной частоты, последовательно соединенные формирователь импульсов измеряемых последовательностей, вход которого соединен с входной шиной, элемент И и счетчик импульсов, а также последовательно соединенные второй элемент И, счетный триггер, третий элемент И и второй счетчик, причем, первый вход второго элемента И соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с вы 1 зоз5ходом счетного триггера, второй вход второго элемента И соединен с вторым входом третьего элемента И, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены И селектоРов последовательностей, 1-входовой элемент ИЛИ, четвертый элемент И, триггер и формирователь сдвинутых последовательностей, входом соединенный с 10 выходом генератора эталонного периода, а каждым из И выходов подключенный к первым входам каждого из селекторов последовательности, вторые входы которых через четвертый эле мент И и его первый вход подключены к выходу формирователя импульса измеряемой последовательности, а выхо 68 6ды подключены к Б-входовому элементу ИЛИ, выход которого соединен с. входом триггера, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента И и с вторыми входами второго и третьего эпементов И.2, Измеритель по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что селектор последовательности содержит триггер и два логических элемента И, первые входы которых соединены и подключены к первому входу селектора, второй вход первого элемента И является вторым входом селектора, а его выход соединен с входом триггера, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, выход которого является выходом селектора.орректор С.Шекмар едактор А.Ревин аказ 1627/ 44 Тираж 131 П ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб исно 4/ оиэводственно-пол рафическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,