Устройство для измерения частоты сигналов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К МТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соеэ СовятскнкСоциалнстнчвскикРеспубики(5. л. 6 О.1 К 23/00 Веудврстеевй кенктет СССР ке дедам кзееретекнй н вткрнтк 11) Заявите 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СИГНАЛОВ е валов н блок а Н ойств за%к иональключа ных в ерени Нак устро во дл датчи тель, генер Устройство относится к пифровой технике и предназначено для использования в системах автоматизации научных исследований и в автоматизированных системах управления на основе ЭВИ.Известны устройства для измерения частоты сигналов путем счета импульсов на фиксированном интервале времени, содержащие генератор эталонной частоты, формирователь временных интервалов, входной формирователь, ключевую0 схему, счетчик импульсов и блок управ-. ления 1. остаток известных устр тся в ограниченных фун ц зможностях и низкой точности изЯеболее близким к предлагаемому ству является цифровое устройстобработки сигналов частотных ов, содержащее входной формироваблок ключей, счетчик импульсов, тор эталонной частоты, формирователь временных инт р управления 1 2.1.. Недостатком устройства является невозможность его использования в современных системах с многофункциональнымназначением отдельных элементов и потеря точности вследствие "старения" информации, если приемное устройствоок зывается занятым к моменту окончания очередного измерения.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей при одновременном повышении точности устройства.Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения частоты сигналов, содержащее последовательно соединенные входной формирователь, блок ключей и счетчик импульсов, последовательно соединенные генератор эталонной частоты, формирователь временных ин-. тервалов и основной блок управления, первый выход которого подключен к вто" рому входу формирователя временных интервалов, третий вход которого соединен с вторым выходом основного блока управления и с вторым входом счетчика импульсов, введен дополнительный блок управления, первый вход которого соединен с четвертым входом формирователя временных интервалов, при этом вто-. рой вход дополнительного блока управления подключен к третьему входу счетчика импульсов, пятый вход формирователя временных интервалов соединен с 10 вторым входом блока ключей, третий вход которого подключен к второму выходу формирователя временных интервалов.5На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг, 2 - структурная схема блока 113 управления; на фиг. 3 - схема анализа точности; на фиг. 4 и 5 - вид рассчитанных вспомогательных функций, определяющих точность.Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты импульсов, формиро - ватель 2 временных интервалов, вход" ной формирователь 3, блок 4 ключей, счетчик 5 импульсов, блок 6 управления, образующих известную конфигурацию измерителя 7 частоты, входную клемму 8 устройства, выходной разъем 9, управляющие входную и выходную клеммы 1 О и 11 устройства соответственно. При необходимости разъем 9 и клеммы 10 и 11 управляющих сигналов могут быть соединены с внешним устройством, например с ЦВИ.Чтобы расширить возможности управ 35 ления устройством, а также повысить коэффициент использования оборудования, в него введен дополнительный управляющий вход 12, Кроме того, в устройстве введен дополнительный блок 13 управ 40 ления, причем его первый вход соединен с внешним управляющим входом 14 и с двунаправленным внешним управляющим входом 15. При этом управляющие входы 12, 14 и 15 могут подключаться и к 45 внешнему устройству, например к ЦВМ.В общем случае структурная схема выполнения блока 13 управления может иметь вид, представленный на фиг2.Этот блок содержит блок 16 управ ления и две симметричные группы блоков: групповые элементы 17 и 18 или блоки 19 и 20 хранения кода и четыре группы элементов 21-24, блок 16 управления имеет один вход, соединенный 55 с внешним управляющим входом 14 и четыре выхода, причем первый выход подключен к соединенным между собой управляющим входам элементов 21 и 23,а второй и третий выходы - к управЛякщим входам элементов 22 и 24 соответственно. Двунаправленные входы блоков 19 и 20 хранения кода подключенык первым информационным входам элементов 21 и 23 соответственно, вторыеинформационные входы-выходы элементов 21 и 23 подключены соответственно.через групповые элементы 17 и 18 кдвунаправленным входам блока 2 формирования временных интервалов и счетчика 5. Другие входы-выходы групповыхэлементов 17 и 18 через группы элементов 22 и 24 соединены с внешним входом 15.Следует отметить, что, когда в качестве внешнего устройства используется ЦВИ,функции блоков 19 и 20 могутвыполнять ячейки ОЗУ, а функции остальных узлов блока 13 - схема управления ЦВИ.Работа устройства может проходитьв трех режимах, а именно в режиме обыч.ного измерения частоты, в режиме измерения частоты с прерыванием и в ре -жиме использования счетчиков устройства в качестве универсальных регистровобщего назначения,Работа в режиме обычного измерениячастоты происходит следукщим образом.Сигналы на управляющих входах 12,14 и 15 отсутствуют и дополнительныйуправляющий вход 12, а также блок 13управления не влияют на работу устройства,Цикл работы устройства начинаетсяс появления сигнала."Пуск" на управлякщем входе 10. По этому сигналу блок 6управления вырабатывает импульсныйсигнал сброса, который, поступая спервого выхода блока б на вторые входы формирователя 2 временных интервалов и счетчика 5, приводит их в исходное состояние. С некоторой задержкой,достаточной для вынолнеиия указанныхдействий, на втором выходе блока 6управления возникает сигнал, запускающий схему формирования фиксированного временного интервала в блоке 2,которая работает по принципу счетаэталонных импульсов, поступающих отгенератора 1. Одновременно на первомвыходе блока 2 формирователя временных интервалов появляется сигнал, разрешающий прохождение .импульсов, сформированных входным Формирователем 3через блок 4 к первому входу счетчика 5Формирователь 2 временных интервалов, отсчитав заданное число эталонных импульсов, снимает сигнал со(своего первого выхода, закрывая таким образом блок 4 и прекращая счет сформированных входных импульсов счетчиком 5. Одновременно на втором выходе формирователя 2 временных интервалов возникает сигнал, извещающий блок 6 управления от окончания счета. Блок 6 управления формирует и выдает на 10 внешний выход 11 устройства сигнал "Готов", который извещает об окончании цикла измерения и о наличии сформированного выходного кода на разъеме 9. 15Работа в режиме измерения частоты с прерыванием происходит следующим образом.Начало работы в этом режиме ничем не отличается от обычного режима работы. После получения сигнала "Пуск" со стороны внешней клеммы 10 блок управления, приведя в исходное состояние формирователь 2 временных интервалов и счетчик 5, запускает формирователь 2 временных интервалов. В свою очередь формирователь 2 временныхинтервалов выдает управляющий сигнал на блок 4, разрешая таким образом счет сформированных входных импульсов счетЗО чиком 5. При необходимости прервать при - остановить) процесс измерения внешнее устройство, например ЦВМ, присылает блокирующий сигнал на управляющий вход 12. Этот сигнал, поступая на вход блока 4 и на вход формирователя 2 вре- менных интервалов, запрещает на все время своего существования прохождение и счет импульсов, как сформирован О ных из входного сигнала, так и от генератора 1. При этом. текущее состояние счетчика 5 и счетчика в схеме" формирования временных интервалов сохраняется, так что после снятия сигнала с уп равляющего входа 2 отсчет временного интервала и счет сформированных входных импульсов возобновляется с прерванного состоянияс точностью до фазы).Заметим, что появление и снятие блокирующего сигнала на входе 12 до запуска устройства со стороны входа 1 О никакого эффекта не вызывает. Появление запускающего сигнала на входе 1 О во время наличия блокирующего сигнала55 на входе 12 подготавливает с помощью блока 6 управления запуск формировате- ля 2 временных интервалов и счетчика 5, сбрасывая их в исходное состояние, но фактически начало измерения при этом производит лишь снятие блокирующего сигнала на входе 2,Работа в режиме использования счетчиков устройства в качестве универ" сальных регистров общего назначения происходит следущцим образом.Этот режим является дальнейшим развитием предыдущего режима работы предлагаемого устройства. В состоянии прерывания счетчик 5 и счетчик эталонных импульсов в формирователе 2 временных интервалов фактически бездействуют в то время, как они могли бы выполнять другую полезную работу в качестве универсальных регистров общего назначения. С этой целью после перевода устройства в режим прерывания с помощью включения блокирующего сигнала на вход 12 внешнее устройство (или ЦВМ) подает дополнительный сигнал на управляющий вход 14. Под воздействием этого сигнала блок 3 управления организует пересылку и запоминание текущего состояния счетчика 5 и счетчика из формирователя 2 временных интервалов, используя для этого дополнительные двунаправленные линии связи с этими блоками, Затем по этим же линиями с использованием своих внутренних схем блок 13 управления подключает укаэанные счетчики к внешнему устрой. ству в качестве универсальных регист. ров общего назначения. (Под воздействием сигнала со входа 14 блок 16 управления выдает импульсный сигнал сосвоего первого выхода на разрешающие входы элементов 21 и 23, что обеспечивает запись кодов из формирователя 2 и счетчика 5 в блоки 19 и 20. Затем сигнал на первом выходе блока 16 снимается и в определенной последовательности выдаются разрешающие сигналы на управляющие входи элементов 22 и 24, организуя таким образом двусторонний обмен кодами с внешним устройством ЦВМ через разъем 15).По окончании необходимых операций возвращение к обычному режиму счета происходит в следукщей последовательности.Внешнее устройство (ЦВМ) снимает сигнал с управляющего входа 14, при этом блок 13 управления восстанавливает состояние счетчика 5 и счетчика в формирователе 2 временных интервалов (закрывая элементы 22 и 24 и открывая на некоторое время элементы 21 и 23 ). Затем внешнее устройст875293 12 фиг.1 го блока управления и с вторым входом счетчика импульсов, о т л и ч а ю п 1 ее с я тем, что, с целью расширения ффункцйонельных возможностей при одновременном повышении точности, в него введен дополнительный блок управления первый вход которого соединен с четвертым входом формирователя временных интервалов, при этом второй вход дополнительного блока управления под О ключен к третьему входу счетчика импульсов, пятый вход формирователя временных интервалов соединен с вторымвходом блока ключейтретий вход которого подключен к второму выходуформирователя временных интервалов.Источники информации.принятые во внимание при экспертизе1Измерения в электроникеСправочник под ред, Доброхотова В.А. т.2,М.-Л., "Энергия", 1965, с. 25.2. Авторское свидетельство СССР657363, кл. С 01 й 23/00, 1976