SU406169A1 - Цифровой частотомер - Google Patents

Description

1

Изоб;ретени-е относитс  к электроизмерительной тех1НИ ке.

Иэвбстен цнфровой MaiCTOTOiMep, содержащий счетчик имлульсов иамер- емой частоты, счетчики импульсов ива1Нтава1НИ1Я дробных частей и целых периодов измер емой частоть, генератор эталоиных частот, тригге ры, элементы задержки и вентили.

Предлагаемый частото:мер отличаетс  тем, что в нем  ервый вход счетчика амшульсов измер емой частоты соединен со входной клеммой, входом генератора и нулевым входом nepiBoro трИ|Пгера, второй вход - с первым :выхадо;м генератора, единичным входом первого триггера, через первый элемент задержки - со входом вентил  перевода частного и первым входом счетчика част ного и 1че,рез второй элемент задержки - с шиной сброса счетчика драбных частей периода и .нулевым входом второго триггера управлени , второй ВХ:ОД которого ПОДКЛЮЧЕН

к выходу первого триггера и через вентиль, св занный со в;торЫ(М выхо ДО1М генератора,- к первому входу счетчи1ка частей периода, третий вход - к выходу счетчика дробных частей периода и через вентиль, свЯзанный. с выходом распределител  импульсов , - с первым входом регистра дробной части результата измерени  и вторым входом О4етчи)ка частного, а выход - ко второму входу счегчика драбных частей периода и через вентиль, св занный с третьим выходом генератора, - к первому входу счетчика периодов и через вентиль, св занный со вторым выходом гене|ратора и выходом счет-чика периодов, - ко входу распределител  имнульсов, образованного последова телшо включенными элевментами задержки, выходы которых соединены с вактил ми, включенными между разр дами счетчиков дробных частей и целых периодов, и через вентиль, св занный через элемент задержки со входной клеммой, - к шине C6tpoca счетч1И1ка целых периодов, причем выход счетчика частного сое динвн через вентиль перевода частного ко второму Входу регистра дробной части, первый выход которого подключен к третьему входу счетчика вмпульсов измер емой частоты .

Такое выполнение устройства позвол ет повысить его точность и ушростить KOHfcTpyiK-цию .

Блок-схема устройства )приведеа1а на чер-теже .

Цифровой частотомер состоит на счетчика илипульсов измер емой частоты за эталонный интервал времени /, регкстра дробной части результата измерени  2, счетчика- частного 5, счегчика импульсов квантовани  дробных частей периодов  эмер -емой частоты 4, счетчика импульсов квантовани  целых периодов из.мер е)мой частоты 5, генератора импульсов эталонных частот 6, элементов задержки 7-10, вентилей //-17, триггеров 18, 19.

Дл  измер емой частоты спра1ведли1во выражение

K+(.r-Ntn Nm) f.

где Т - интервал измерейи  (опроса);

Л 7- количество имлульсов эталонной частоты, уложиашихс  в часть периода измер емого сигнала в начале текущего интервала И31мерени ;

- коладчест1во :им:пульсов эталонной частоты, уложивших,с  в период измер емого с лнала, совпавший с начало текущего интервала измерени ;

- количество иашульсов эталонной частоты, уложивщихс  в часть не риода измер емого сигнала в конце текущего интервала измерени ; .количество импульсов эталонной частоты, уложившихс  в период измер емого сигнала, совпавший с канцо;м текущего интервала измерени  (он же  вл етс  началам Следующего интервала измерени ). Генератор 6 вырабатьюает им1пуль:сы эталонных частот /1, /2 И /o-fi /2 f. Импульсы частоты /1 синхронивированы с импулысом .измер емой частоты.

С по влением на выходе генератора имnyvTbca эталонного интервала иэмерени  , следующего через промежутки Т

-информаци  о колич-ейтве и чгпульсОВ 1РЗ мер емой частоты за эталонный интервал из счетчика 1 передаетс  во внешние цепи, а счетчик 1 уста навл«ваетс  в 1и сходное состо ние;

-сигнал с элемента задержки 7 переводит частное AlrWsT из счетчика 3 через вентиль 16 в регистр 2 дробной части результата измер емого сигнала, отнесенной « интервалу измерени  и из.мереннюй IB начале предыдущего интервала измерени , и сбрасывает счетчик 3;

-сигнал с элемента задерж1ки 8 через интервал /а Т сбрасывает счетчик 4 и опроишдывает триггер 19, ш результате чего вогтиль 14 затир.аетс ;

-триггер 18 устанавливаетс  в состо ние, пр:П котором ота рываетс  вентиль 11 и Ia счетчик 4 начинают поступать импульсы с частотой /2 дл  .измерени  числа .Vj „

С Приходом первого после начала эталонного интервала времени Импульса -иэмер емой частоты:

-триггер 18 устанавливаетс  в состо Ние , при KOTOpOiM закрываетс  вентиль 11

(счетчик 4 ;перестает считать число ,);

- триггер 19 - в состо ние, при котором вентили 13 и 14 закрываютс , вентиль 12 открываетс  и на вход счетчй:ка 4 подаетс  управл ющий сигнал на щ ну вычнтанн ; доступ имюульсов квантовани  в счетчик 5 прекращаетс , начинаетс  деление числа N „ в счетчике 4 на число N „ в счетчичсе 5 путем поразр дного вычитани  с по;мощью венталей 17, управл  емых распределителем на элементах задержки 9, на вход которых начинают поступать через вентиль 12 И1мпульсы с частотой /ь

После каждого цикла вычитани  импульс с выхода последнего элемента задержки 9 через вентиль 15 поступает в регистр 2 на вь читание и в счетчик 3 - на сложение. Деление происходит до момента срабатывани  триггера старшего зна1кового разр да счетчика 4, в результате которого вентиль 15 закрываетс , и триггер 19 устанавливаетс  в состо ние, при котором снова от1К рываютс  вентили 13 и 14, закрываетс  вентиль 12 и сни-маетс  сигнал управлени  шиной вычитан и  счетчика 4.

Результат алгебраической разности дробных частей периодов, И31мерен1ных в начале и IB 1конце эталонного интервала измерени , выдаетс  ВО внешние цепи и добавл етс  к paiHee выданному числу.

Дл-Я обеспечени  операции делени  число дробной части .ViT-Wj,, заюисываетс  IB счетчик делимого в виде jV.ilО, где п - число разр дов дробной ча.сти результата измере11   частоты.

Стгуст  врем  „ Т относительно имюульса

эталон ного интервала времени измерен-и  элемент задерж ки 8 выдает сигнал об окончании изiмepeни , сбрасываетс  счетчик 4, а в триггере 19 подтверждаетс  состо ние, при {котором вентиль 12 закрыт, вентили 13 и 14 открыты и сн т ситиал управлени  шиной выЧитанИ  счетчика 4.

С этого момента в счетчик 5 через ве нтиль 13 поступают импулЫсы с частотой fi. Через вентиль 14 в счетчик 5 подаютс  им-пульсы сброса, задержа1Н1Ные элементом 10 и наход щиес  по времени между началам каждого нмшульса измер емого сипнала и первым импульсом из каждой синхронизированной серии импульсов с частотой f.

О.писанные процессы с приходом каждого импульса эталонного интервала повтор ютс .

СВ зь между счетч.И1Ко.м 5 и вентилем 12 nip едн а злачен а дл  исключени  делени  на нуль.

Предмет и з о б р е т е (Н и  

Цифровой частотомер, содержащий счетч ик им пульсов измер емой частоты, счетчики ИМ(пульсов квантовани  дробных ча.стей и целых периодов измер емой частоты, генератор эталонных частот, триггеры, элементы задержки и вентили, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и упрощени  конструкции , nepiBbift вход счетчика имшульсоз измер емой частоты соединен со входиой клемМой, входо-м генератора и нулевым входом первого триггера, второй вход - с первым выходом гене,ратора, единичным входом neipiBoro ирипгера, через первый элемент задержки - со входам вентил  теревода частного и пер.выМ входом счетчика частного и через второй элемент задержки - с ш;И1Ной сброса счетчика дробных частей периода и нулевым входом второго триггера улраБлени , второй 1ВХ01Д которого подключен к выходу inepвого триггера и через вентиль, св занный со вторым выходом генератора,- IK первому входу счетчика дробных частей периода, третий вход - (К выходу счетчйка дробных частей п ериода и через вентиль, св занный с выходом paoпpeдeлитev   им(пулисав, - с первым входом регистра дробной части результата

измерени  д вторым входом счетчика частного , а выход - ко второму входу счетчика дробных частей периода н через вентиль, св залный с третьим выходом генератора, - к первому входу счетчика периодов и через вентиль, св занный со вторым выходом генератора и выходом счетчика периодов, - ко входу распределител  импульсов, образованного последовательно В КлюченНЫ1ми элементами задержки, выходы которых соединены с вентил ми, включенными между разр да-ми счетчиков дробных частей и целых периодов, и через вентиль, св за.вный через элемент задерж ки со входной клеммой, - к шине сброса счетчика целых периодов, ттричем выход счетчика частного соедниен через вентиль перевода частного ко второму входу регистра дробной части, первый выход которого подключен к третьему входу счетчика импульсов

измер емой частоты.