Измеритель частоты импульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 19) (11 1)4 С 01 К 23 0 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКО Бюл. 1(1 45льев, В. В. Кангин 21(088.свидетС 01 КвидетелС 01 К ьство ССС /00, 1981 тво СССР /00, 1979 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТСССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(21) 3986352 (22) 09.12.8 (46) 07. 12.8 (72) А.М.Пав и Н.П,Ямпури (53) 621.317 (56) Авторск В 945919, клАвторское В 834562, кл ОТЫ ИМПУЛЬСОВ осится к технике стоты заполнения частоты импульсов рователи 1, 10 И 2,6,8, счетчик й частоты, арифчетчик 5 периодов еритель 7 задержинтервала, генетоты. Изобретение расширяет область ил.г(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТ (57) Изобретение отн измерения средней ча в пачке, Измеритель (ИЧИ) содержит форми импульсов, элементы 3 периодов измеряемо метический блок 4, с опорной частоты, изм ки, формирователь 9 ратор 11 опорной час повышает точность и использования ИЧИ. 31 135Изобретение относится к техникеизмерения средней частоты заполненияв пачке.Целью изобретения является повышение точности и расширение областиприменения,На Фиг.1 представлена Функциональная схема предлагаемогоизмерителя;на фиг.2 и 3 - временные диаграммы,поясняющие работу, измерителя.Измеритель частоты импульсов содержит первый формирователь 1 импульсов, первый элемент И 2, счетчик 3периодов измеряемой частоты, арифметический блок 4, счетчик 5 периодовопорной частоты, второй элемент И 6измеритель 7 задержки, третий элементИ 8, Формирователь 9 интервала, второй формирователь 10 импульсов и генератор 11 опорной частоты,Выход первого формирователя 1 соединен с первым входом первого элемента И 2, второй вход которого подключен к выходу переноса счетчика 3 периодов измеряемой частоты, третийвход соединен с выходом переноса счетчика 5 периодов опорной частоты ивходом сброса Формирователя 9 интервала, а выход подключен к суммирующему счетному входу счетчика 3 периодов измеряемой частоты, входу сбросаизмерителя 7 задержкии входу записиформирователя 9 интервала, выход генератора 11 опорной частоты соединенс первыми входами второго 6 и третьего 8 элементов И, второй вход второго элемента И 6 соединен с выходомпереноса, а выход - с суммирующимвходом измерителя 7 задержки, второйвход третьего элемента И 8 подключенк выходу заема формирователя 9 интервала и входу второго Формирователя10 импульсов, а выход - к вычитающемусчетному входу Формирователя 9 интервала и суммирующему счетному входусчетчика 5 периодов опорной частоты,выход второго формирователя 10 импульсов подключен к входам сбросасчетчиков 3 и 5 соответственно периодов измеряемой и опорной частот, входу записи измерителя 7 задержки иуправляющему входу арифметическогоблока 4.Каждый из ш разрядов, кроме (ш) -го, выхода измерителя 7 задержкисоединен соответственно с П-входом(ш)-го разряда Формирователя интервала 9, выходы счетчиков периодов7862 5 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 измеряемой 3 частоты и опорной 5 частоты, а также все ш разрядов выходаизмерителя 7 задержки соединены с информационными входами арифметическогоблока 4,Измеритель работает следующим образом.Генератор 11 опорной частоты выдает импульсы с периодом о (фиг,2 сь).В исходном состоянии, т.е, при отсутствии импульсов входного сигнала,счетчик 3 периодов измеряемой частотыи счетчик 5 периодов опорной частотынаходятся в нулевом состоянии, приэтом на их выходах переноса имеютсясигналы логической "1", на остальныхвыходах - сигналы логического "О",измеритель задержки находится в состоянии насыщения при этом на его выходе переноса присутствует сигналлогического "О", который, поступаяна вход элемента И 6, запрещает прохождение импульсов с опорного генератора 11 через него на суммирующийсчетный вход измерителя 7 задержки,на остальных входах измерителя 7 задержки имеются сигналы логической1", формирователь 9 интервала находится в нулевом состоянии, при этомсигнал логического "О" на его выходезаема, поступая на вход элемента И 8,запрещает прохождение импульсов опорного генератора 11 через него на вычитающий вход счетчика формирователя9 интервала и суммирующий вход счетчика 5 периодов опорной частоты.При поступлении на вход устройства входного сигнала на выходе формирователя 1 образуются импульсы,период следования которых равен периоду следования импульсов входногосигнала и длительность которых равна, (фиг,2 б). Эти импульсы поступаютна первый вход элемента И 2 и, поскольку на остальных его входах сигналы логической "1" с выходов переносасчетчика 3 периодов измеряемой частоты и счетчика 5 периодов опорной частоты, проходят через него на суммирующий счетный вход счетчика 3 периодов измеряемой частоты, вход сбросаизмерителя 7 задержки и вход записиформирователя 9 интервалаСчетчик 3периодов измеряемой частоты осуществляет подсчет этих импульсов и приколичестве импульсов входного сигналабольше, чем емкость счетчика 3, т,е.рядов счетчика, ограничивает пачкупо количеству импульсов следующим образом: на выходе переноса этого счетчика появляется сигнал логического"0", который, поступая на второй входэлемента И 2, запрещает прохождениечерез него импульсов с формирователя 1.Измеритель 7 задержки осуществляет 10измерение текущего значения периодовэтих импульсов, а Формирователь 9интервала - задержку этих импульсовна двойное значение текущего периода,Измеритель 7 задержки, кроме того,осуществляет измерение величины этойзадержки по окончании пачки импульсоввходного сигнала. Происходит это следующим образом. Передним фронтом первого импульса формирователь 9 интервала устанавливается в состояние насыщения, т.е. в нем записано число2, где ш - число двоичных разрядовизмерителя 7 задержки и формирователя9 интервалов, поскольку на его Р-входах присутствуют сигналы логической"1" с выходов измерителя 7, при этомна его выходе заема появляется сигналлогической "1", который поступает навход элемента И 8 и разрешает прохож- ЗОдение через него импульсов опорногогенератора 11 на вычитающий счетныйвход формирователя 9 интервала и суммирующий счетный вход счетчика 5 периодов опорной частоты. Задним фрон 35том первого импульса измеритель задержки сбрасывается в нуль и сигналлогической "1" на его выходе переносапоступает на вход элемента И б и разрешает прохождение через него импульсов опорного генератора 11 на суммирующий счетный вход измерителя 7 задержки,К моменту прихода второго импульсав измерителе 7 задержки присУтствУет 4 бкод числа М соответствующий периодумежду первым и вторым импульсами входного сигнала е в формирователе 9код числа 2 - М,. Передним фронтомвторого импульса в формирователь 9интервала записывается код числа2 М,+1, поскольку его Р-входы соединены соответствующим образом с выходами измерителя 7 задержки, а заднимфронтом второго импульса измеритель7 задержки сбрасывается в нуль. К моменту прихода третьего импульса пачкив измерителе задержки 7 имеется кодчисла М, соответствующий периоду между вторым и третьим импульсами пачки С , а в формирователе 9 интервала код числа 2 М,+ 1-М . Передним фронтом третьего импульса в формирователь 9 интервала записывается код числа 2 Г 1+1, а задним фронтом измеритель 7 задержки сбрасывается в нуль и т,д, К моменту прихода последнего импульса в измерителе 7 задержки имеется код числа М соответствую Ущий периоду между последним и предпоследним импульсами пачки С, а в формирователе 9 интервала код числа 2 М +1-М1Передним фронтом последнего импульса в формирователь 9 интервала записывается код числа 2 М.+1, а задним фронтом измеритель 7 задержки сбрасывается в нуль.Если импульсы входного сигнала удовлетворяют условиюй,с (2х макск минЭгде макс - максимальный иминимальный периоды следования импульсов в данной пачке;2=1 для данной схемы,на выходе заема формирователя 9 интервала в течение следования всехимпульсов пачки имеется сигнал логической "1", поскольку 2 М;, +1) М,и сигнал логического 0 на его выходе заема появляется через время (2 М+1) относительно переднегоофронта последнего импульса пачки (Фиг.2 в), а на выходах измерителя 7 задержки в этом момент времени при- сутствует код числа, соответствующий временному интервалу (2 М +1)Таким образом, с выхода заема формирователя 9 интервала снимается импульс, длительность которого равна Т+(2 М;+1) , . Счетчик 5 периодов опор ной частоты осуществляет измерение длительности этого импульса и, если длительность этого импульса больше, чем (2) 1:, (к - количество двоичных разрядов счетчика периодов опорной частоты 5), ограничивает время измерения следующим образом: на выходе переноса счетчика 5 появляется сигнал логического 0, который, поступая на вход элемента И 2, запрещает прохождение импульсов с формирователя 1, а поступая на вход сброса формирователя 9 интервала, устанавли-,. вает его в ноль.Формирователь 10 импульсов выдает импульс (фиг,21), передний фронт ко 1357862Формула изобретенияИзмеритель частоты импульсов, со - держащий первый формирователь импульсов, счетчики периодов измеряемой и опорной частот, арифметический блок, генератор опорной частоты, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения об 45 торого совпадает с задним фронтом импульса с выхода заема формирователя 9 интервала, а задний фронт задержки . относительно его на время 1, . Этот импульс, поступая на вход управления5 арифметического блока 4, передним фронтом делает запрос на прерывание. На момент считывания в счетчике 3 периодов измеряемой частоты имеется 1 б код числа О, соответствующий количеству импульсов в данной пачке, В счетчике периодов опорной частоты имется код числа М, соответствующий времени (2 М+1) ,+Т, в измерителе 7 задержки код числа Ь, соответствующий времени (2 М;+1) ,-Процесс обработки прерывания заканчивается вводом кода числа Ь. Задним фронтом импульса с формирователя 10 счетчик 3 периодов измеряемой частоты, измеритель 7 задержки и счетчик 5 периодов опорной частоты 5 устанавливаются в исходное состояние.Величина частоты входного сигнала 25 определяется иэ выражения Г=М/(М-Ь+ ,/С )Й , вычисления выполняются программным путем в арифметическом блоке 4Таким образом, в предлагаемом уст-. ройстве достигается повышенная точность измерения за счет вычисления частоты по полному количеству импульсов в пачке, и, кроме того, расширяется область применения эа счет возможности измерения частоты входного сигнала в виде непрерывной импульсной последовательности,ласти применечия измерителя, в негодополнительно введены три элементаИ, измеритель задержки, формирователь интервала, второй формировательимпульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом первого элемента И, второй входкоторого подключен к выходу переносасчетчика периодов измеряемой частоты,третий вход соединен с выходом переноса счетчика периодов опорной частоты и входом сброса формирователя интервала, а выход подключен к суммирующему счетному входу .счетчика периодов измеряемой частоты, входусброса измерителя задержки и входузаписи формирователя интервала, выходгенератора опорной частоты соединенс первыми входами второго и третьегоэлементов И, второй вход второго элемента И соединен с выходом переноса,а выход - с суммирующим входом иэмерителя задержки, второй вход третьегоэлемента И подключен к выходу заемаформирователя интервала и входу формирователя импульсов, а выход - квычитающему счетному входу формирователя интервала и суммирующему счетному входу счетчика периодов опорнойчастоты, выход второго формирователяимпульсов подключен к входам сбросасчетчиков периодов измеряемой и опорной частот, входу записи измерителязадержки и управляющему входу арифметического блока, 0-входы измерителязадержки и 0-вход первого разрядаформирователя интервала соединены сшиной логической единицы, каждый изт разрядов, кроме (ш)-го, выходаизмерителя задержки соединен соответственно с Р-входом (ш)-го разрядаформирователя интервала, выходы счетчиков периодов измеряемой частоты иопорной частоты, а ":.акже все ш разрядов выхода иэмери:"еля задержки соединены с информационными входамиарифметического блока.Корректор А,Тяс едактор О.Голов аз 5994/45ВНИИП Тираж 730 Государственного комитета елам изобретений и открытий осква, Ж, Раушская наб.