Цифровой частотомер

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для измерения частоты и периода гармонического или импульсного сигналов с повьппенной точностью,Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение частотного диапазона.На фиг. 1 приведена структурная схема цифрового частотомера, на Фнг. 2 - структурная схема накапливающего сумматора 8, на Фиг. 3 - структурная схема блока формирования весовых коэффициентов. 10 15 Цифровой частотомер содержит генератор 1 образцовой частоты, Формирователь 2 импульсов, формирователь 3, импульсов, 0-триггер 4, Э-триггер 5, 20элемент 6 совпадения, блокАормиронания весовых коэффициентов, накапливающий сумматор 8, блок 9 индикации,блок 10 формирования импульса концаизмерения и элемент 11 совпадения.Генератор 1, Формирователь 2, второйэлемент 11 совпадения соединены последовательно, выход элемента 11 совпадения соединен с вторым входом (входом синхронизации) накапливающегосумматора, выход которого соединен свходом блока 9 индикации, вход второ-го формирователя 3 является входомцифрового частотомера, выход Аормирователя 3 подключен к входу синхронизации В-триггера 5 и первому входуэлемента 6 совпадения, второй вход которого подключен к выходу В-триггера 4,а выход - к второму входу (входу синхронизации) блока 7 формирования весовых коэффициентов, выход которогоподключен к входу блока 10 формирования импульса конца измерения и третьему (информационному) входу накапливающего сумматора 8, К-входы 0-триггеров 4 и 5 подключены к выходу блока10 формирования импульса конца измерения, выход П-триггера 4 подключенк Э-входу 0-триггера 5, выход которого соединен с вторым входом элемента5011 совпадениявторой вход синхронизации Формирователя 3 подключен к выходу формирователя 2, вход синхронизации Р-триггера 4 является входомустановки устройства и подключен кпервым (устаноночным) входам накап 55линающего сумматора 8 и блока 7 Аормиронания весовых коэдхЬициентов,0-нход Р-триггера 4 соединен с шиной потенциала, соответствующего логической единице,Накапливающий сумматор Я (Аиг,2)содержит сумматор 12, регистр 13 памяти и счетчик 14 импульсов, первыйвход сумматора 12 является первым(установочным) входом накапливающего сумматора 8, первый вход регистра13 памяти по инАормационной шине подключен к выходу сумматора 12, выход информационной шины - к второмувходу сумматора 12. Выход старшегоразряда - к второму входу счетчика14 импульсов, второй вход (вход синхронизации) регистра 13 памяти является вторым входом (входом синхронизации) накапливающего сумматора 8,выход счетчика 14 и выход регистра13 памяти объединены по шине и являются выходом накапливающего сумматора 8, вторые (установочные) входы регистра 13 памяти и счетчика 4(входы подачи импульса установки нуля) объединены и являются первым (установочным) входом накапливающегосумматора. Блок 7 Формирования весовых коэффицеинтов (Аиг.3) содержитвычитающий счетчик 15, сумматор 16 ирегистр 17 памяти, первый вход счетчика 15 и первый вход регистра 17 памяти объединены и являются вторым входом (входом синхронизации) блока 7формирования весовых коэАФициентов,второй (установочный) вход вычитающего счетчика 15 является первым(устаноночным) входом блока 7 Аормирования весовых коэААициентон, первый вход сумматора 16 соединен с выходом вычитающего счетчика 15, второйвход сумматора соединен с выходом регистра 17 памяти, выход сумматора 16соединен с вторым входом регистра 17памяти.Цифровой частотомер работает следующим образом,Входной гармонический (или импульсный) сигнал преобразуется Аормирователем 3 в моменты переходон через нулевой уровень (например, снизу вверх) в короткие импульсы, привязанные к квантующим импульсам, Квантующие импульсы формируются формирователем 2, на вход которого подается сигнал с.частотой квантования от генератора 1.Привязка к кнантующим импульсам в формирователе 3 может быть выполнена, например, при помпщи П-триггера, 163678630 В цифровом частотомере реализуется оптимальная весовая функция. Частота квантующих импульсов определяется предельной частотой применяе 40 мой элементной базы и может быть выбрана предельно максимальной, - так как период квантующих импульсов определяется быстродействием сумматоров, которое составляет 0,1-1 мкс в зависимости от элементной базы. Это дозволяет уменьшить погрешность измерения и расширить частотный диапазон. чика 15 суммируется с кодом регистра 17 памяти и вновь записывается в последний. После записи через небольшую задержку, имеющую место в реальной схеме, состояние вычитаю- щего счетчика 15 уменьшается на 2, так как импульсы подаются на второй разряд вычитающего счетчика 15. Таким образом, с приходом первого импульса с элемента 6 совпадения на блок 7 формирования весовых коэффициентов в регистре 17 памяти оказывается записанным код числа К, а в вычитающем счетчике 15- код числа 15 (К) . С приходом следующего импульса в регистре 17 памяти оказывается записанным числом К+(К - 2) = 2 К, а в вычитающем счетчике 15 - код числа (К). С приходом треть его импульса эти коды соответственно будут (2 К)+(К) = ЗК; К, При поступлении х-го импульса в регистре 17 памяти будет записан код числа 1 К-(1 -1), а в вычитающем счет2чике 15 - код числа (К), те. в регистре 17 памяти коду записанного числа соответствует код я, определяемый (1). Весовые коэффициенты, удовлетворяющие (1), обеспечивают минимальную погрешность. Для уменьшения числа триггеров вычитающего счетчика 15 необходимо выход последнего (знакового) триггера подключить ко всем старшим РазРядам, сумматора 16. формула изобретенияцифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные генератор образцовой частоты и первый формирователь импульсов, последовательно соединенные накапливающий сумматор и блок индикации, блок Формирования весовых коэффициентов и второй формирователь импульсов, первый вход которого является входом измеряемого сигнала частотомера, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности и расширения час-, тотного диапазона, в него введены блок формирования импульса конца измерения, первый и второй триггеры, первый и второй элементы совпадения, Э-вход первого Э-триггера соединен с шиной потенциала, соответствующего логической единице, вход синхронизации первого Э-триггера соединен с первыми входами накапливающего сумматора и блока формирования весовых коэффициентов и является входом "Начальная установка" частотомера, К-входы первого и второго Э-триггеров подключены к выходу блока формирования импульса конца измерения, первый вход первого элемента совпадения и Э-вход второго Э-триггера подключены к выходу первого Э-триггера, второй вход первого элемента совпадения и вход синхронизации второго Э-триггера подключены к выходу второго формирователя импульсов, второй вход которого и первый вход второго элемента совпадения подключены к выходу первого формирователя импульсов, выход первого элемента сов 7 сспадения подключен к второму входублока формирования весовых коэффициентов,второй вход второго элементасовпадения подключен к выходу второгоЭ-триггера, а выход - к второму входунакапливающего сумматора, выход Формирователя весовых коэффициенто подключен к третьему входу накапливающего сумматора и к входу формирователя импульса конца измерения,1636786 Ом ЗС 7 Составитель И.МинкинРедактор Л,Гратилло Техред С,Мигунова Корректор В. Гирня аказ 81 И Гос ственног 113035 н нроизводственно-издательский комбинат Патент , г, Ужгород, ул. Гагари От ФЖ 2 Тираж 425 омитета ло изобрет осква, Ж, Раушс Подписноеиям и открьггиям при ГКНТ я наб., д, 4/5