Цифровой частотомер

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(11) 481851 Союз СоветскихСоциалистическихУеслублик 161) Дополнительное к авт. саид-ву) Заявлено 05.10.73 (21) 1962765/18-10присоединением заявки-М. Кл,012 23/02 Государственный ноннтеСовете Министров СССоо делан изобретенийи открытий 3) Приори Опубликовано 25 08 75.Бюллетень31 Дата опубликования описания 23.10,75 бЗ) Уд 621,317.7, П, Касич 71) Заявите РОВОЙ ЧАСТОТОМ 4) стро лите 1Изобретение относится к области изме,рительной техники.Известен цифровой частотомер, работа .которого основана на двухступенчатом методе измерения низкочастотных сигналов.Известный цифровой частотомер содер жит декадный счетчик отношения тактовой и измеряемой частот, декадный счетчикимпульсов тактовой частоты (пересчетная схема), декадный счетчик времени изме,рения импульсов тактовой частоты и умножитель частоты, связанный шинами управления с параллельными выходами счет чика отношения частот, частотными вхо- . дами - с выходами счетчика импульсов тактовой частоты, а выходом - с входом счетчика времени. Счетные входы счетчика отношения частот, счетчика тактовой частоты и выход счетчика времени связаны со схемой синхронизации и управ пения,Недостатками известного частотомера является довольно узкий частотный диапазон и сложная конструкция.Лля расширения частотного диапазонаоб и упрошения предлагаемый частотомер снабжен двумя счетчиками - регистрами сдвигаюшими, декадным управляемым де- лителем частоты, реверсивным счетчиком с кодером и схемой ИЛИ", причем первый счетчик - регистр сдвигающий, промежуточный регистр с включенными на входах вентилями переноса кодов, декадный управляемый делитель частоты и второй счетчик-регистр сдвигаюший соединены последовательно, выходы счетчиков-регистров сдвигаюших подключены к входам реверсивного счетчика, выходы ключевых схем соединены с входами счетчиков-регистров сдвигаюших, выход схемы ИЛИ подключен к входу одного из счетчиков регистров, а входы - к выходу схемы вьделения целого числа периодов измеряемой частоты и к выходу декадного управ ляемого делителя соответственно.На чертеже приведена функциональная схема пифрового частотомера.Частотомер состоит из счетчиков-реги в 1 и 2 сдвигаюших, управляемого де ля 3 ключевых схем 4 и 5, схемы30 6 выделения целого числа периодов измеряемой частоты, промежуточного регистра7, вентилей 8 переноса кодов, реверсивного счетчика 9, кодера 1 О, переключателей 1 1, 12 и 13, счетчика времени 514, вентиля 15, схемы 16 синхронизации,блока 17 цифровой индикации, результатовизмерений и указания положения запятойи элемента 18 задержки. Каждый из счетчиков-регистров сдвигаюших содержит декадный счетчик 19, вентили 20, двоичныйсчетчик 21 и декодер 22, Управляемыйделитель содержит однодекадный управляемый делитель 23, декадный умножитель 24 и схему запрета 25, Схема выделения целого числа периодов содержитключевые схемы 26,27 и элемент 28задержки (схемы ИЛИ на чертеже обозначены),Работает частотомер следующим образом, С приходол импульсного сигнала"Пуск" частотомера открывается ключевая схема 26 схемы 6 выделения целогочисла периодов и одновременно в реверсивный счетчик 9 с выходов кодера 10 25записывается двоичный код числаЙ =01 - 1( -21 2где тп -число десятичных разрядовсчетчика-регистра 2;Ь, - натуральное число или нуль,2определяелые положением переключателя11.Импульсы измеряемой частотысвыхода схемы 16 синхронизации начинают, поступать через управляемый вход ключевой схемы 26 на выход этой схемы. Схема 16 синхронизации реализует привязкуимпульсного асинхронного сигнала измеряемой частоты Гх к импульсам эта-,рлонной частоты У , а также обеспечивает синхронную работу основных узловчастотомера, Первый импульс, появившийся на выходе ключевой схемы 26, открывает ключевую схему 27. Так как время 45задержки импульсных сигналов элементом28 задержки больше длительности импульсов, поступающих с выхода ключевой схемы 26, первый импульс на выход ключевой схемы 2 7 не проходит. 50Импульсы с выхода ключевой схемы26 через дополнительный выход скелеты6 выделения целого числа периодов посту пают также на управляющий вход ключевой схемы 4 и через переключатель 13- 55на соответствуюший вход установки времени. измерения и пуска счетчика 14 времени. Первый импульс, появившийся надополнительном выходе схемы 6 выделения целого числа периодов, запускает60 4счетчик 14 времени, открывает ключевуюсхему 4, с выхода которой на вход счетчика-регистора 1 начинают поступатьимпульсы эталонной частоты РНа инверсном выходе счетчика 14 временипоявляется отрицательный импульснопотенциальный сигнал длительностьюГ, = 1 10-" сек ,где К - натуральное число или нуль,1определяемые положением переключателя13. Этот сигнал поступает на управлякэший вход вентиля 15, вследствие чеговентиль 15 закрывается. Второй и последующие импульсы частоты Г с выхода ключевой схемы 26 через управляемый вход ключевой схемы 27 поступают на основной выход схемы выделения целого числа периодов и далее науправляемый вход вентиля 15 и на счетный вход счетчика-регистра 2. По истеФчении временного интервала С на инверсном выходе .счетчика 14 времени появляется положительный импульсно-потенциальный сигнал, вследствие чего вентиль 15 открывается. Очередной ил 1 пульс,появившийся после прекрашения работысчетчика времени но основном выходесхемы 6 выделения целого числа периодов, проходит через открытый вентиль15 на занрешаюшие входы ключевой схелфы 4 и схемы 6 ыделения целого числапериодов, на первый управляюший входключевой скелеты 5 и нэ управляемые входы вентилей 8 переноса кодов, вследствиечего ключевая схема 4 и схема 6 выделения целого числа периодов устанавываются в исходное состояние, ключеваясхема 5 подготавливается к работе ипроизводится перенос содержимого счетчика-регистра 2 в промежуточный регистр7.Пусть в момент появления импульсана выходе вентиля 1 5 на вход счетчикарегистра 2 пройдет 11, импульсов (М -число полных периодов частоты Г). Вэтом случае ключевая схема 4 будет от,крыта. в течение временного интервала- сек, и следовательно, на входПУ;х,счетчика-регистра 1 пройдетэХимпульсов эталонной частоты ГСчетчики-регистры 1 и 2 реализуют операции счета импульсов и сдвига результатов счета. В исходном состоянии счетчика-регистра 2 с первого выхода декодера 22 поступает сигнал, соответ ствуюший коду "1". Вентиль 20, выход которого подключен к входу старшегогде живых.д,23 - частота повторенияимпульсов на выходе однодекадного делителя 23,Первые выходы декадного умножителя24 подключены к входу запрещения схемы25 запрета, реализуюшей операцию вычитания частот, следовательно, с выходасхемы запрета на вход однодекадногоделителя 23 импульсы будут поступатьс частотой повторения, равной.Р-Е 1 ОВХДгЭ ВХАЭ Выл )и ВХ,ДЭ 0 ф выХ.Д 23,где вх.д.3 - частота повторения импульсов на входе управляемого делителя 3;У вх,д,2 3- частота повторения импульсов на входе однодекадного делителя23,Так как выходы выдачи кодов декадыстаршего разряда счетчика-регистра 1подключены к входам приема кодов однодекадного управляемого делителя 23, токоэффициент деления делителя 2 3 будетравен числу Ргп , а частота повторенияимпульсов, поступаюнгих с выхода этогоделителя на вход улгпожителя 24, будетравнаГвл,д 23вых дгъ- ргггили, учитывая, чтор-р юВХ А 23 Вх,Р,З О гп Вых Д 23 гможнэ записать10Вых.Д 23 Р ВХ,Д 3Частота повторения импульсов, поступаю ших и объединенных вторых выходов умнэжителя 24, т.е. с выхода упрввлягошегэ делителя 3, будет равнаЦвыхдЭ )(12 выХ,А 23 рВХ,ДЗследовательно, делитель 3 реализует дробный коэффициент деления вида - ) 1,Р числитель и знаменатель котрого йредставлены двоично-десятичными кодами.Очевидно, что после переноса в црслгежуточньгй регистр 7 содержимого счетчикарегистра 2, коэффициент деления управляемого делителя 3 автоматически устанав ливвется равным Р ГЭ Г+1К = - = - 10ГЦ ГХВыходной импульсный сигнал вентиля15 через элемент 18 задержки поступаеттакже на выходы гашения декад счетчика- регистра 2 и через переключатель 12 - не,выходы установки времени измеренияи пуска счетчика времени 14. Счетчикрегистр 2 устанавливается в исходноеположение и запускается счетчик времени,причем на прямом выходе счетчика времени появляется положительный потен 5 цивльно-импульсный сигнал длительностьюЪ = 1 10 г , где к - натуральное2число или нуль, определяемые положениемпереключателя 12. Этот сигнал поступаетна второй управляюгций вход ключевой 10 схемы 5, вследствие чего источник эталонной частоты через управляемый входэтой схемы подключается к входу управляемого делителя 3. Очевидно, что частота повторения импульсов, поступаюших15 с выхода управляемого делителя 3 навход счетчика-регистра 2, будет равнаЮ э-г-элВых.дз= = р э =Ух)0к1 20 Ключевая схема 5 находится в открытомсостоянии в течение временного интервала (,2, следовательно, на вход счетчикарегистра 2 пройдет=к)огде ( - число десятичных разрядов числа 30 Й. К моменту окончания работы счетчика-регистра 2 с выхода декады старшегоразряда этого счетчика на вычитаюший вхо,реверсивного счетчика 9 поступит ( г - 1 )импульсов, вследствие чего в реверсивном 35 г четчике 9 будет зафиксировано числоЯ =й, 1)=п -(-,-г.3 2Так как кодовые выходы счетчикарегистра 2 и реверсивного счетчика 9 40 подключены к входам прием кодов блока 17 индикации результатов измеренийи указания. положения запятой, результаты измерений частоты Гх будут представлены на цифрэвом табло блока 17 45 индикации в виде десятичног о кэдв числаРх (О фв+8-г-к -г а положение занят; й будет зафиксировано перед ( И+Я - (,- К г - " - 1 )лцгадшими разрядали этого же числа. щ Частотомер позволяет производить измерения с точностью до 8 - (Р) знакапосле запятой, причем положение ствшего разряда результата измерений фиксируется в старшем разряде блока цифровой индикации.Предмет изобретенияЦифровой частотомер, содержашийпереклкчатели, переключаемый счетчиквремени, блок цифровой индикации результатов измерений и указания положениязапятой, схему выделения целого числапериодов измеряемой частоты, схемусинхронизации, промежуточный регистр,с включенными на входах вентилямипереноса кодов, две ключевые схемы,вентиль и элемент задержки, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью рас.ширения функциональных возможностейи упрощения, он. снабжен двумя счетчиками-регистрами сдвигаюшими, декадным управляемым Ъелителем частоты,реверсивным счетчиком с кодером исхемой "ИЛИ, причем первый счетчикрегистр сдвигающий, промежуточныйрегистр с вкшоченными на входах вентилями переноса кодов, декадный управляемый делитель частоты и второй счетчик регистр сдвигаюший соединены последомтельно, выходы счетчиков-регистров сдвнгаюших подключены к входам реверсивного счетчика, выходы ключевых схемсоединены с входами счетчиков-регистров 19 сдвигающих, выход схемы "ИЛИ подключен к входу одного из счетчиков-регистров, а входы-к выходу схемы выделенияцелого числа цериодов измеряемой частоты и к выходу декадного управляемого 15 делителя частоты соответственно.Тираж 9 Д изл. Я ЯШ 1 ИИГ 1 И Государственного комитено делам изобретени Москва, 113035, Рау Подиисно та Совета Министров ССС й и открытийшская наб 4 едприятие Патент, Москва, Г 59, Бере яковская наб., 24