Цифровой частотомер

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик/10 с присоединением заявки Государственный комитет СССР пв делам нзобрвтен и открытий(5 УДК 621.317.761 (088.8 ) ньБата опубликования описа 9.7 72) Авторы изобретени. Соловьев, Р. Я, Скворцова, Л. М и В. Н. Морозов тннн Заявитель Й ЧАСТОТОМЕР Изобре ной и изм быть исп измерения годном для вычислите тение ерите ОТНОСИТСЯ К ьной техник но для авто ты в цифро а в электро маш иную выч исл ител ьи может матического вом коде, приную цифровуюль часто вво Известен цифровой частотомер, содержащий двухканальную схему измерения,первый канал которой выполнен в виде последовательно соединенных генератора тОэталонной частоты, формирователя импульсов, ключа и счетчика, а второй каналв виде последовательно соединенных формирователей импульсов, ключа и счетчика,а также схему совпадения импульсов из- т 5меряемой и эталонной частоты, выход которой через триггер подключен к вторымвходам ключей обоих каналов 1 1,Недостатком такого частотомера является низкое быстродействие,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровойчастотомер, содержащий двухканальную схему измерения, первый канал которой выполнен в виде последовательно соединенных генератора эталонной частоты, формирователя импульсов, ключа и счетчика, а второй канал в виде последовательно соединенных формирователя импульсов, ключа и счетчика, схему совпадения эталонной и измеряемой последовательностей импульсов, выход которой через триггер управления подключен к вторым входам ключей обоих каналов, а также дополнительный канал, включающий дополнительный формирователь импульсов, две схемы совпадения, третИ ключ, причем вход дополнительного формирователя импульсов соединен с входом формирователя импульсов второго канала, а выход через вторую схему совпадения связан с входом счетчика второго канала, выходы же счетчика первого канала через третью схему совпадения подключены к второму входу третьего ключа, первый вход которого соединен с входом счетчика первого канала, а выход - одновременно с вторым входомз 6874 второй схемы совпадения и вторым входом триггера управленияСущественным недостатком этого уст-". ройства является зависимость времени измерения, определяемого интервалом измерения и временем между интервалами измерений от величины разности измеряемой и эталонной частоты, Чем меньше эта разность, тем больше время между измерениями и при малых значениях разности 10 время может быть достаточно большим,Цель изобретения - уменьшение времени измерения.Это достигается эа счет того, что в устройство, содержащее генератор импупь сов эталонной частоты, выход которого подключен к входу формирователя импульсов эталонной частоты, формирователь импульсов измеряемой частоты, выход которого через первый ключ подключен к первому входу счетчика импульсов измеряемой частоты и непосредственно к первому входу блока совпадения, выход которо-. го через управляющий триггер подключен к управляющим входам первого и второго25 ключей; выход второго ключа соединен с первым входом третьего ключа и с входом счетчика импульсов эталонной часто ты, выходы которого через многовходс вый элемент И подключены к второму вхоЗо ду третьего ключа, выход третьего ключа соединен с первыми входами управляющего триггера и элемента И, формирователь меандра, выход которого через элемент Й соединен с вторым входом счетчика им- З 5 пульсов измеряемой частоты, введены блок задержки импульсов эталонной частоты и блок выбора последовательности импульсов эталонной частоты, причем выходЩ 0 формирователя импульсов эталонной частоты подключен к входу блока задержки импульсов эталонной частоты, выходы которого поразрядно соединены с информаци- онными входами блока совпадения и пер 45 выми информационными входами блока вы бора последовательностей импульсов эталонной частоты, вторые информационные входы которого подключены поразрядно к информационным выходам блока совпаде 50 ния, второй вход блока совпадения подключен к первому выходу блока выбора последовательности импульсов эталонной частоты, второй выход которого соединен с.вторым входом второго ключа, выход третьего ключа подключен к второму входу блока выбора последовательности импульсов эталонной частоты, а также эа счет того, что блок совпадения содержит эпе 07 4менты И и мпоговходовый элемент ИЛИ, выход которого является вторым выходом блока совпадения, к первому входу блока совпадения подключены первые входы элементов И, вторые входы которых соединены с вторым входом блока совпадения, информационные выходы которого соединены с третьими входами элементов И, выходы всех элементов И соединены с входами многовходового элемента ИЛИ и являются информационными выходами блока совпадения, а кроме того, блок выбора после довательности импульсов эталонной частоты содержит триггеры, элементы Идваэлемента ИЛИ и элемент задержки, причем первые информационные входы блока выбора последовательности импульсов эталонной частоты соединены с первыми входа=ми элементов И, вторые входы которыхподключены к выходам триггеров и к соответствующим входам первого элементаИЛИ, выход первого элемента ИЛИ черезэлемент задержки соединен с первым выходом блока выбора последовательностиимпульсов эталонной частоть, вторые информационные входы которого соединены с первыми входами триггеров, вторые входы триггеров объединены и являются вторым входом блока выбора последовательности импульсов эталонной частоты, вторым выходом которого является выходвторого элемента ИЛИ, выходы всех эле:.ментов И подключены к соответствующимвходам второго элемента ИЛИ. На фиг. 1 представлена блок-схема цифрового частотомера; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы.Частотомер содержит блок 1 совпадения, формирователь 2 импульсов измеряемой частоты, блок 3 задержки импуль-. сов эталонной частоты, формирователь 4 импульсов эталонной частоты, генератор 5 импульсов эталонной частоты, элемент И 6, формирователь 7 меандра, элементы И 81-8,и многовходовый элемент ИЛИ 8, входящие в блок 1 совпадения, триггер 10 управления, блок 11 выбора последовательностей импульсов эталонной частоты, включающий трат ры 12-12 п элементы Й 13-13, элементы ИЛИ 14, 15 и элемент 16 задержки, импульсно- потенциальные ключи 17-19, счетчик 20 импульсов эталонной частоты, счетчик 21 импульсов измеряемой частоты, многовходовый элемент И 22.Частотомер работает следующим образом.5 687407 61.а блок 1 совпадения подаются после= ходит совпадение, то на первый после заНдовательности импульсов с формирователя пятой разряд счетчика 21 импульсов из 2. который преобрв.зует входное начряже- меряемой частоты поступает импульс, приние частоты тх в импульсы с периодом бавляюший к результату измерения (котоповторения Т = - и И последователь-.рый равен подсчитанному числу импульсовФккостей импульсов с блока 3 задержки и щ плюс записанному в счетчик до измеформирователя 4, которые преобразуют рения числу 0,25) число 0,5. Таким обнапряжение частоты з эталонного ге- разом, при совпадении в элементе И 6нератора 5 в и задержанных относитель- код равен (Я+0,75), а при несовпадениино друг друга последовательностей им О (п 1 +0,25),пульсов с периодом повторения Ть = - Для исключения ошибки из-за задержьс общеи задержкой равной Тьки выходного импульса счетчика 20 имДлительность Ъ формируемых после- пульсов эталонной частоты относительнодовательностей Т). 4.Тэ, а число о импульса эталонной частоты 1 з единичюзадержанных последовательностей часто-ные выходы всех триггеров счетчика 20,тычь ц фнаходящихся в единичном состоянии приего заполнении, подключены к входам мноНа элемент И 6 с формирователя 7 говходового элемента И 22, выход котопоступают импульсы с периодом следова- рого соединен с входом ключа 19, Такимнияз"=но с длительностьюг = -образом, ключ 19 будет открыт при фик 20Х 3,причем задний фронт этих импульсов со- сации-го импульса и Й + 1-ый имответствует переднему фронту импульсов пульс, поступаюший на счетчик 20, пракс формирователя 2, тически одновременно поступит и на элеПри первом совпадении импульсов из- мент И 6.25меряемой частоты с одной из б последо- формирование следуюшего интервалавательностей эталонной частоты на выхо- измерения начнется в момент прихода перде одного из элементов И 8-8 появля- вого же после окончания прейыдушего инется импульс, который через многовходо- тервала измерения импульса измеряемойвый элемент ИЛИ 9 перебрасывает триг- частоты,таккаконобязательносовпагер 10 управления, а также поступает дет с одной чз о, задержанных относина блок 11 выбора последовательности тельно друг друга последовательностейимпульсов эталонной частоты, перебрасы импульсов эталонной частоты 1 зкотораявает один из триггеров 1 2-12, кото- и пройдет через блок 11 выбора последорый разпешает прохождение через один вательности и ключ 17 на вход счетчика35из элементов И 13-13 п и через элемент 20 эталонной частоты.Ю 1 И 14 на выход блока 11 выбора после- Таким образом, предлагаемая схемадовательности импульсов именно той из цифрового частотомера позволяет уменьпоеледоватедьностей эталонной частоты . шить время измерения.блока 3 задержки, которая совпадает с 4 Оимпульсами измеряемой частоты в одномиз элементов И 8-8, Одновременно сра- ф о р м у л а и з о б р е т е н и ябатываюший триггер (12 12) черезэлемент ИЛИ 15 и элемент задержки 16 1. Цифровой частотомер, содержашийзвпрешает дальнейшее нрохожпение импульгенератор импульсов эталонной частоты,сов эталонной частоты на выходы элемен- выход которого подключен к входу формитов И 8-8 п. При перебрасывании тригге- рователя импульсов эталонной частоты,ра 10 управления открываются ключи 18, формирователь импульсов измеряемой час 17 и счетчики начинают подсчет соответ- тоты, выход которого через первый ключственно импульсов эталонной и измеряе- о подключен к первому входу счетчика иммой частот. При соответствующем выборе пульсов измеряемой частоты и непосредемкоси К счетчика 20 через единичный ственно к первому входу блока совпадения,интервал времени Ь, (например, одну се- выход которого через управляющий тригкунду) на его выходе появится импульс гер подключен к управляющим входам пери перебросит трптер 10 управления, за-його и второго ключей, выход второго клюкрываюший ключи 17, 18 и триггеры 12 ча соединен с первым входом третьего12 п, открывавшие элементы И 81-8 ключа и с входом счетчика импульсов этаОдновременно этот импульс поступает и лонной частоты, выходы которого черезна элемент И 6. Если в последнем проис многовходовый элемент И подключены к7 6874второму входу третьего ключа, выход третьего ключа соединен с первыми входамиуправляющего триггера и элемента И,формирователь меандра, выход которого через элемент И соединен с вторым входомсчетчика импульсов измеряемой частоты,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це 1лью уменьшения времени измерения, в него введены блок задержки импульсов эталонной частоты и блок выбора последовательности импульсов эталонной частоты,причем выход формирователя импульсовэталонной частоты подключен к входу блока задержки импульсов эталонной частотывыходы которого поразрядно соединены синформационными входами блока совпадения и первыми информационны и входамиблока выбора последовательностей импульсов эталонной частоты, вторые информационные входы которого подключены поразрядно к информационным выходам блокасовпадения, второй вход блока совпаденияподключен к первому выходу блока выбора последовательности импульсов эталонной частоты, второй выход которого сое 25динен с вторым входом второго ключа,выход третьего ключа подключен к второму входу блока выбора последовательности импульсов эталонной частоты,2. Частотомер по и. 1, о т л и ч а 30ю щ и й с я тем, что блок совпадениясодержит элементы И и многовходовыйэлемент. ИЛИ, выход которого являетсявторым выходом блока совпадения, к первому входу блока совпадения подключеныпервые входы элементов И, вторые входыкоторых соединены с вторым входом бло 07 8ка совпадения, информационные входы которого соединены с третьими входами элементов И, выходы всех элементов И соединены с входами многовходового элемента ИЛИ и являются информационными выходами блока совпадения.3, Частотомер по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что блок выбора последовательности импульсов эталонной частоты содержит триггеры элементы И, два элемента ИЛИ и элемент задержки, причем первые информационные входы блока выбора последовательности импульсов эталонной частоты соединены с первыми входами элементов И, вторые входы которых подключены к выходам триггеров и к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ через элемент задержки соединен с первым выходом блока выбора последовательнодтк импульсов эталонной частоты, вторые информационные входы которого соединены с первыми входами триггеров, вторые входы триггеров объединены и являются вторым входом блока выбора последовательности импульсов эталонной частоты, вторым выходом которого является выход второго элемента ИЛИ, выходы всех элементов И подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Ъ 409149, кл. С 01 й 23/10.2. Авторское свидетельство СССР М 490041, кл. С 01 Й 25/01, 1974 (прототип),687407 5571/42 Тираж 1090 ЦН ИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рау