Частотомер

О П ИС А Н И ЕИЗОВРЕТЕН ИЯК, АВТОРСКОМУ: СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11) 004909 Сефз Сфветсимк Сфврюапистмческик - РебубййиДата опубликования описания 17,03.83(72) Авторы . изобретения В,А. Медников: и А.Н. Порынов уйбыаевский,ордена Трудового Красного Зннститут им, акад. С.П. Королева а.в ивционйый(7 ) Заявител 54) ЧАСТОТОМЕР 1Изобретение относится к измерительной технике, предназначенно для измерения частоты следования импульсов., и может быть использовано при исследовании деформации лопаток авиационных.двигателей в эксплуатацион-, 5 ных режимах, а также для измерения частоты процессов малой скорости, в частност в медицине, в. кардиологической аппаратуре для контроля за. сердечной деятельностью человека.4Йзвестен измеритель частоты сле- дования электрических импульсов, содержащий преобразователь, реализуюэий обратную функцию и состоящий из времязвдаюэей цепи, разрядного ключа, ЙС".цепей с коммутирующими элементами, выполненными на диодах, устройство выборки и хранения, вы" , полненное на дополнительном диоде, выполняющем роль ключа, запоминающем конденсаторе и формирователе на полевом транзисторе, преобра 2зователь напряжение-время и счет- чик импульсов 1 3.Однако известный измеритель сло- . жен при настройке, имеет низкую точность измерения из-за температурной нестабильности диодов, коммутируют . Эих времязадаюэие Й 1-цепи, кроме того, измеритель имеет также низкую надежность из-за наличия в нем блока выборки и хранения 1,дополнительного диода, запоминаюэего конденсатора и формирователя на полевом транзисторе ).Наиболее близким к предложенному частотомеру является .частотный де" модулятор-преобразователь частоты в напряжение постоянного тока, содержащий два одновибратора,элемент ИЛИ-НЕ, генератор импульсов, аппроксимирующих гиперболическую Функцию, включаюЭий электронный ключ разряда, времязадаюЭие резисторы и.конденсатор, коммутирующий вентиль, выполненный на диоде, электронный ключ заряда,1004909 3устройство выборки и хранения, состоящее из транзисторного повторите" ля напряжения, схемы фиксации и запоминающегб конденсатора, причем вход первого одновибратора соединен с з входной шиной, а выход " с входом второго одновибратора, с управляющими входами генератора импульсов,устройства выборки и хранения.и с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй 10 вход которого подключен к выходу второго одновибратора., а выход элемен" та ИЛИ-НЕ подключен к входу генера" тора гиперболических функций, выход которого соединен с входом устрой- . 1 З ства выборки и хранения, выход .которого соединен с выходом устройства 1.2 1. Недостатком известного устройства является низкая надежность,26 обусловленная сложностью последне" го из-за наличия в нем устройства вы. борки-хранения, транзисторного по. вторителя напряжения, схемы фиксации и запоминающего конденсатора. Устройство обладает сложностью. наст" ройки при серийном производстве, вызванной необходимостью отбора элементов в генераторе импульсов, аппрок;, симирующих гиперболическую функцию, . коммутирующего вентиля.1,диода ) из"заразличия параметров вольт-амперных характеристик выпускаемых промышленностью экземпляров этого элемента. ЬПрисутствие во времязадающей.цепигенератора импульсов, аппроксимирующих гиперболическую функцию, .коммутирующего диода элемента с нелинейной вольт-амперной характеристикой,зависящей от температуры) приводит кбольшой температурной нестабильностиустройства, вследствие которого последнее облад:;ет значительной погреш-.ностью измерения частоты в диапазоне. рабочих температур, равной длякремниевых диодов по предварительнымподсчетам 4-5 Ф.Если учесть, что прямое напряжениедиода, например КД 5.12 А, изменяетсяв диапазоне рабочих температур Х 60 С,оот 0,4 в до 1 В, то погрешность, оп"ределяемая какф 1 0 0где 0;р прямое напряжение диода приминимальной температуре;О,- прямое напряжение диода примаксимальной температуре;.0 " зарядное, напряжение,4 составляет у 1 ВВ 12 В Ф 1003 =9 рГерманиевые диоды, примененные в коммутирующих вентилях, имеют большие токи утечки при повышенной температуре. Таким образом, известное устройство обладает большой температурной нестабильностью.Цель изобретения - повышение точ 4 ности измерения частоты и повышение надежности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в частотомере, содержащем два одновибратора, источник опорного напряжения, конденсатор, ключ разряда и ключ заряда, вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, управляющий вход ключа заряда соединен с выходом первого одновибратора, а выход ключа заряда подключен к первому выводу конденсатора и выходу ключа разряда, вход которого подключен к второму выводу конденсатора, введены два триггера, блок дифференцирования, дополнительный ключ разряда, дополнительнйй источник опорного напряжения, первый вход первого триггера подключен к шине запуска устройства, второй вход первого триггера соединен с входной шиной устройства и с первым входом второго триггера, выход первого триггера подключен к входу первого одновибратора и к первому входу второго одновибратора, выход первого одновибратора соединен с входом блока дифференцирования, выход которого подключен к второму входу второго триггера, выход которого соединен С управляющим входом ключа разряда и с вторым входом второго од-, новибратора,выход которого подключен к управляющему входу дополнительного ключа разряда, вход которого соединен с- выходом дополнительного ис-. точника опорного напряжения и с вхо,дом ключа разряда, а выход дополнительного ключа разряда подключен к выходу ключа разряда и к выходной шине устройства.На фиг. 1 приведена блок-схема частотомера; на фиг. 2 - временные диаграммы работы частотомера.Частотомер содержит первый источник 1 и дополнительный источник 2 опорного напряжения, формирователь 3 импульсов, аппроксимирующих гиперболическую функцию, с входящим в него ключом 4 заряда и экспоненциальнымИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР И Б 32823, кл. С 01 В 23/00, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР Р 764122, кл. Н 03 К 13/02, 1980Формула изобретения 4 ф Частотомер, содержащий два одновибратора, источник опорного напряжения, конденсатор, ключ разряда и ключ за 45 9 . 1004909 10тельно, и к погрешности измерения, ряда, вход которого подключен к выхосоставляющей в прототипе только от ду источника опорного напряжения, уп влияния диода у ( 54, равляющий сход клоча заряда соединенВ отличие от прототипа, изготовле- с выходом первого одновибратора, а вы"ние которого невозможно в интеграль-ход ключа заряда подключен к первомуном исполнении из-за наличия в соста- выводу конденсатора и к выходу ключаве времязадающей цепи его формирова- разряда, вход которого подключен ктеля импульсов, аппроксимирующих ги- второму выводу конденсатора, о тперболическую Функцию, коммутирую- л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це"щего диода, требующего отбора при сео лью повышения точности и повышениярийном производстве, в силу неодно" надежности, в него введены два тригзначности вольт-амперной характерис- гера, блок дифференцирования, допол-,тики каждого изготовляемого промыш- нительный ключ разряда, дополнительленностью образца этого элемента, ный источник опорного напряжения., перпредлагаемое устройство позволяет ре вый вход первого триггера подключенализацию в интегральном исполнении, к шине запуска устройства, второйтак как в составе его времязадающей . вход первого триггера соединен сцепи нет элементов, имеющих после входной шиной устройства и с первымтехнологического процесса неоднознач- входом втоРого триггера, выход перные характеристики. вого триггера подключен к входу перВысокая точность измерения частоты вого одновибратора и.к первому вхопредлагаемым устройством обеспечива- ду вторбго одновибратора, выход перется тем, что предлагаемое устройство вого одновибратора соединен с входомреализует в последнем (во втором) ап- блока дифференцирования, выход котопроксимирующем временном интервале Рого подключен к второму входу вто( йй = й - 1) аппроксимацию гипер- Рого триггера, выход Которого соедиг=болическо зависимости экспоненциаль- нен с управляющим входом ключа разной зависимостью с постоянным слагае- Ряда и с вторым входом второго одномым аппроксимирующей экспоненты, бла- вибРатора, выход: которого подключенгодаря введению в предлагаемое уст- к Управляоцему входу дополнительно,роиство второго источйика опорного "о ключа Разряда, Вход. которогО со юЗфнапряжения. Кроме того, приближение к единен с выходом дополнительного исгиперболической функции экспоненци-точника опорного напряжения и с вхоальной функции достигается лучшее дом ключа разряда, а выход дополни.(более точное, с меньшей погрешнос- тельного ключа разряда подключен ктью аппроксимации), если приближаемая 35 выходу ключа Разряда и к выходнойэкспоненциальная функция имеет посто- шине устройства,янное слагаемое.3004909 ЬФ Ю авитель Н. Каплинед: Ж. Кастелевич Редак Заказ КоррПодпСР лла тоо.Иеьама,ное 1 ю ютт ФилСост Н. Воловик Техр Яю Тираж ВНИИПИ Государств по делам изобр иал ППП "Патент", гнного комитета Стений и открытийРаущская наб.еттатттеаттйаш 6Ужгород, ул. Про