Частотно-цифровое измерительное устройство

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсинкСоциалистическиеРеспублик(5 )М. Кд. С 01 В 23/00 с присоелинением заявки УЙ(23)Приоритет 3 Ъсударстюлый комитет СССР аа делан изабретеккй и аткрыткЯ(72) Авторы изобретения вовский ордена Ле им, Ленин,(54), ЧАСТОТНО-ЦИФРОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬУСТРОЙСТВО 1Изобретение относится к авто-.матике и электроизмерительной технике и может использоваться при изlмерении электрических и неэлектрических величин, принимающих как. положительные, так и отрицательные значения,Известно частотно-цифровое измерительное устройство, содержащее дат-"чик измеряемой величины, формирователь, ключи, реверсивный счетчик,триггер знака, систему индикации исхему управления 11 1.Однако известное устройство имеетсложную блок-схему, объясняемую наличием реверсивного счетчика и блокаопределения знака разности частот.Наиболее близким к изобретениюявляется частотно-цифровое измеритель.ное устройство, содержащее частотный.датчйк, выход которого подключен кпервому входу элемента И, другим входом связанного с выходом блока управления, а выходом - с входом счетчика,сна политехйический институтого комсомола :Ъ причем другие выходы схемы управле- .ния связаны с управляющими входамисчетчика, регистра и триггера знака,и блок перезаписи 1 2 1..5Однако известное устройство сложно, .так как для выполнения цепей перезаписи для одного двоично-десятичного разряда необходимо восемь логических элементов. Если же учесть,.что внастоящее время счетчики в микросхем"ном исполнении изготавливаются толькос прямыми выходами, что для полученияинверсных выходных сигналов, необходимых для работы цепей перезаписи,в известном устройстве потребуютсяеще по четыре инвертора на каждыйдвоично-десятичный разряд. Кроме того, в, известном устройстве через схему цепей перезаписи всех разрядов про" го ходят две шины от триггера знака (отпрямого и инверсного выходов), чтоусложняет монтаж устройства.Цель изобретения - повышение надежности и помехоэащищенности устройства3 983566 4Поставленная цель достигается тем, вого и второго элементов НЕ соединенычто в частотно-цифровом измеритель- соответственно с третьим и цетвертымном устройстве, содержащем элемент И, входами цепи перезаписи.блок управления, счетчик, блок перезаписи, регистр, триггер знака и 5 На чертеже представлена блок-схемадатчик частоты, выход которого соеди" частотно-цифрового измерительного устнен с первым входом элемента И, вто- Ройства.рой вход которого подключен к перво- Устройство содержит датчик 1 часму выходу блока управления, выход эле тоты, элемент 2 И, блок 3 управления,мента И соединен с первым входом счетсчетчик 4, блок 5 перезаписи, содержачика, второй вход которого подключен щий и цепей перезаписи, где и - колик второму выходу блока управления и чество двоично-Десятичных разрядовк первому входу триггера знака, вто- счетчика и регистра, регистр 6, тригрой вход которого подключен к ос- гер 7 знака.новному выходу счетчика, а выход 15 Каждая цепь перезаписи блока 5 сотриггера знака соединен с управляю- держит первый, второй, третий элеменщим входом блока перезаписи, третий ты равнозначности 8-10, первый и втовход блока управления соединен с уп- рой элементы 11 и 12 И-НЕ, первый иравляющим входом регистра, разрядные второй инверторы 13 и 14,входы счетчика соединены с соответст. 10 Выход датчика 1 соединен с первымвующими разрядными входами регистра, входом элемента 2 И, к второму вхоразрядные выходы которого подключены ду которого подключен первый выходк соответствующим входам блока пере- блока 3 управления. Выход элемензаписи выходы которого соединены с та 2 И соединен с входом счетчика 4,Увыходными шинами устройства. 25 разрядные выходы которого подключенык разрядным входам регистра 6.При этом блок перезаписи состоит Выходы каждого двоично-десятичиз и цепей перезаписи, а каждая цепь ного разряда регистра 6 соединены сперезаписи состоит из трех элементов входами соответствующей ему цепи перавноэначности, двух элементов И-НЕ Зо резаписи блока 5 следующим образом:и двух элементов НЕ, первый вход пер- выход первого (младшего) разряда ревого элемента равнозначности подклю гистра 6 соединен с первым входом перчен к первому входу цепи перезаписи, вого элемента 8 равнозначности, вывторой вход первого элемента равно- ход второго разряда соединен с вторымзначности соединен с управляющим вхо входом второго элемента 12 И-НЕ, выдом цепи перезаписи, с первыми входа- ход третьего разряда регистра 6 соки первого и второго элементов И-НЕ единен с входом первого инвертора 14,выход первого элемента равнозначности выход четвертого разряда регистра 6подключен к первому выходу цепи пере- соединен с входом второго инвертозаписи, второй вход цепи перезаписи 40 .Ра 13. Выход второго элемента 12 И-НЕсоединен с вторым выходом цепи пере- соединен с первым входом второго элезаписи и с вторым входом второго эле- мента 9 равнозначности и вторым вхомента И-НЕ, первый вход второго эле- дом первого элемента 11 И-НЕ, выходмента равнозначности подключен к вы- первого инвертора 14 соединен с вторымходу второго элемента И-НЕ и к второ 45 входом второго элемента 9 равнозначму входу первого элемента И-НЕ, вто- ности и третьим входом первого алерой вход второго элемента равноэнач- мента 11 И-НЕ, выход инвертора 13ности соединен с выходом первого эле-с вторым входом третьего элемента 10мента НЕ и с третьим входом первого равнозначности, к первому входу котоэлемента И-НЕ, выход второго элемента рого подключен выход первого элеменравнозначности соединен с третьим вы- та 11 И-НЕ. К второму входу первогоходом цепи перезаписи, первый входэлемента 8 равнозначности, к первомутретьего элемента равйозначности под- входу второго элемента 12 И-НЕ и кключен к выходу первого элемента И-НЕф первому входу первого элемента 11 И-НЕвторой вход третьего элемента Равно- подключен выход триггера 7 знака, кзначности соединен с выходом втоР го второму и первому входам которого под 55элемента НЕ, выход третьего элемента ключены соответственно выход сцетчи-Равнозначности поДключен к цетверто- ка 4 и второй выход блока 3 управлему выходу цепи перезаписи, входы пер- ния, который подключен также к вто40 5 9835 рому входу счетчика 4, Третий выход блока 3 подключен к управляющему входу регистра 6. Выходы первого, второго, третьего элементов 8-10 равнозначности каждой цепи перезаписи и выход 5 вторых двоично-десятичных разрядов регистра б соединены с выходными шинами устройства,Блок 3 управления представляет собой последовательно соединенные ге нератор опорной частоты и счетчик сподключенным к его выходам наборомлогических схем вырабатывающих послеровательность управляющих сигналов;"Установка счетчика 4 и триггера 7 зна. ка", "Измерение входной величины", "Перезапись в регистр б".Устройство работает следующим образом.В начале каждого измерения блок 3 20 управления формирует импульс, осуществляющий начальную установку счетчика 4 и триггера 7 знака. Счетчик 4устанавливается в состояние, соответствующее дополнительному коду число - 5 вого эквивалента начальной частоты датчика 1. а триггер 7 знака - в состояние. соответствующие отрицательному значению измеряемой величины.Импульсы с выхода датчика 1 в течение определенного времени измерения через .элементы 2 И поступаютна вход счетчика 4. Если измеряемаявеличина положительна, то счетчик 4переполнится, триггер 7 знака пеРеключится в состояние, соответствующее положительному значению измеряемой величины. В результате этого состояние регистра 6 с помощью цепей перезаписи блока 5 будет выводиться на выходные шины устройства в прямомкоде.Если измеряемая величина отрицательна, переполнение счетчика 4 не произойдет, триггер 7 знака останется в первоначальном состоянии, цепиперезаписи блока 5 преобразуют дополнительный код числа, записанного врегистр б, в прямой и выводят егона выходные шины,По сравнению с известным устройством предлагаемое отличается прас"тотой схемного решения цепей перезаписи и монтажа всего устройства. Так,при выполнении цепей перезаписи на55микросхемах, например К 133 серии, впредложенном устройстве потребуется4два корпуса (а точнее 1 -). Если/ 66 6предположить, что счетчик результатаимеет шесть двоично-десятичных разрядов, то для выполнения цепей перезаписи потребуется десять корпусов,Что касается известного устройства,то подсчет корпусов, необходимых длявыполнения его цепей перезаписи, затруднителен, так как среди микросхем отсутствуют элементы И, ИЛИ( есть И-НЕ, ИЛИ-НЕ). Если построитьцепи перезаписи в известном устройстве на элементах одной из наиболеераспространенных серий К 133, то наодин двоично-десятичный разряд потребуется 4 - корпуса а на шесть21разрядов 25 - , т.е, в предложенном устройстве использовано в 2,5 раза меньше элементов, чем в известном. Если принять стоимость одного элемен; та К 133 серии в среднем 2 руб то затраты на изготовление 1 экземпляра предложенного устройства ( в смысле стоимости использованных элементов) на 32 руб. меньше затрат в известном.Монтаж предложенного устройства более просттак как требует подключение только прямых выходов счетчика результата через регистр к входам цепей перезаписи и одного выхода триггера знака, в то время как,в известном устройстве необходимо подключение к входам цепей перезаписи как прямых,так и обратных выходов счетчика результата, а также двух выходов триггера знака. Уменьшение подводимых проводов к цепям перезаписи в предложенном устройстве повышает его надежность.В известном устройстве выходы ре"гистра выведены на внешние шины устройства. Это уменьшает помехозащищенность устройства, так как помехи, возникающие на его внешних разъемах, будут сбивать состояние регистраПредложенное устройство обладает повышенной помехозащищенностью, так как на внешние разъемы выведены не выхо - ды регистра, а выходы цепей перезаписи, Поэтому помеха, возникшая навнешних разъемах устройства, не приведет к сбою регистра.Таким образом, подключение цепей перезаписи блока 5 к выходным шинам устройства и соединение Разрядных выходов счетчика с соответствующими разрядными входами регистра, разрядные выходы которого соединены с соот9835 Формула изобретения ветствующими входами цепей перезаписи, а также изменение принципиальнойсхемы цепей перезаписи обеспечиваетповышение надежности и помехозащищенности устройства. 5 1. Частотео-цифровое измерительное устройство, содержащее элемент И, блок управления, счетчик, блок перезаписи, регистр, триггер знака и датчик частоты, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления, выход элемента И соединен с первым входом счетчика, второй вход которого подключен к второму выходу блока управления и к первому входу триггера знака, второй вход которого подключенк основному выходу счетчика, а выход триггера знака соединен с управляющим входом блока перезаписи, третийвыход блока управления соединен с управляющим входом регистра, о т л,и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности и помехозащищенности, разрядные выходы счетчика соединены с соответствующими разрядными входами регистра, разрядйые выходы которого подключены к соответствующим входам блока перезаписи, выходы которого соединены с выходными шинами ы устройства.2. Устройство по и, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок перезаписи выполнен в виде И цепей перезаписи, каждая из которых содержит ев три элемента равнозначности, два эле 66 8мента И-НЕ, два элемента НЕ, при этомпервый вход первого элемента равнозначности подключен к первому входуцепи перезаписи, второй вход первогоэлемента равнозначности соединен суправляющим входом цепи перезаписи,с первыми входами первого и второгоэлементов И-НЕ, выход первого элемента равнозначности подключен к первому выходу цепи перезаписи, второйвход цепи перезаписи соединен с вторым выходом цепи перезаписи и с вторым входом второго элемента И-НЕ, первый вход второго элемента равнозначности подключен к выходу второго элемента И-НЕ и к второму входу первогоэлемента И-НЕ, второй вход второгоэлемента равнозначности соединен свыходом первого элемента НЕ и с третьим входом первого элемента И-НЕ,выход второго элемента равнозначностисоединен с третьим выходом цепи перезаписи, первый вход третьего элемента равнозначности подключен к выходупервого элемента И-НЕ, второй входтретьего элемента равнозначности соединен с выходом второго элемента НЕ,выход третьего элемента равнозначности подключен к четвертому выходу цепи перезаписи, входы, первого и второго элементов НЕ соединены соответственно с третьим и четвертым входами цепи перезаписи.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеГолембо В.А. и др. Пьезокварцевые АЦП температуры. Киев, "Вищашкола", 1977, с. 392. Авторское свидетельство СССРй 08 Й 56, кл. Н 03 К 13/02 1971Ред Зак иал ППП " тна о Н. Николайчук911/51ВНИИПИ Госпо дела11 ДОЯд Мос тавитель Н. Каплиноеа М.ТеперЬвЪдвттвавтаж 717венного коиитета СССРретений и открытий-К Раевская наб.ь шг 8г Ужгород, ул Про Тир а рст изоб а Ж тент орректор ". Огар,одписное