Формирователь импульсов для измерения частоты периодического сигнала

 

Изобретение относится к приборам для измерения частоты периодических колебаний. Может быть использовано при измерении сигналов индукционных генераторов, амплитуда котоL-M 1Z рых изменяется пропорционально частоте . Цель изобретения - повьпиение надежности работы устройства путем контроля его работоспособности перед измерением частоты. Устройство содержит индукционный генератор 1, линию связи 2, интегратор 3, фиксаторы 4 и 5 верхнего, нижнего уровней, пороговые устройства 6 и 7, бистабильный элемент 8, генератор 9 тактовых импульсов , счетчик 10, мультиплексор 11, мостовой блок ключей 12, нормирующий резистор 13. Работа устройства поясняется :временными диаграммами . 6 ил. 8 вых. I /J (Ont.i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (21) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3796670/24-21 (22) 03.10.84 (46) 15.04.86, Бюл. 22 14 (72) О.А.Раисов и В.Г.Максем (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 581579, кл. Н 03 M 1/00, 1976. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ПЕРИОДИЧЕСКОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к приборам для измерения частоты периодических колебаний. Может быть использовано при измерении сигналов индукционных генераторов, амплитуда котоц1) Н 03 К 5/13, Н 03 М 1/00 рых изменяется пропорционально частоте. Цель изобретения — повышение надежности работы устройства путем контроля его работоспособности перед измерением частоты. Устройство содержит индукционный генератор 1, линию связи 2, интегратор 3, фиксаторы 4 и 5 верхнего, нижнего уровней, пороговые устройства 6 и 7, бистабильный элемент 8, генератор 9 тактовых импульсов, счетчик 10, мультиплексор

11, мостовой блок ключей 12, нормирующий резистор 13. Работа устройства поясняется временными диаграммами. 6 ил.

1224999

Изобретение относится к приборам для измерения частоты периодических колебаний и может быть использовано при измерении сигналов индукционных генЕраторов, амплитуда которых изменяется пропорционально частоте.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства за счет контроля работоспособности устройства перед измерением частоты. 10

На фиг. 1 приведена структурная схема формирователя импульсов для измерения частоты периодического сигнала; на фиг. 2 — диаграмма работы устройства в основном режиме; на фиг.3- 15 то же, в режиме контроля; на фиг. 4то же; на фиг. 5 — электрическая схе— ма соединения счетчика и мультиплексора; на фиг. 6 — электрическая схема мостового блока ключей. 20

Формирователь импульсов для измерения частоты периодического сигнала содержит индукционный генератор

1, линию 2 связи, интегратор 3, фиксатор 4 верхнего уровня, фиксатор 25

5 нижнего уровня, пороговое устройство 6 с верхним порогом срабатывания, пороговое устройство 7 с нижним порогом срабатывания, бистабильный элемент 8, генератор 9 тактовых 50 импульсов, счетчик 10, мультиплексор

11, мостовой блок 12 ключей, нормиру.ющий резистор 13.

1 .К выходу индукционного генератора

1 подключена линия 2 связи, выход 35 которой соединен с первым входом интегратора 3, второй вход которого соединен с выходом фиксатора 4 верхнего уровня, третий вход интегратора

3 соединен с выходом фиксатора 5 нижнего уровня, к выходу интегратора

3 подключены входы порогового устройства 6 с. верхним порогом срабатывания и порогового устройства 7 с нижним порогом срабатывания, выходы которых соединены со входами бистабильного элемента 8, выход которого является выходом устройства. Генератор 9 тактовых импульсов, счетчик 10, мультиплексор 11, мостовой блок 12 50 ключей и нормирующий резистор 13 соединены последовательно, второй вывод нормирующего резистора 13 соединен с первым входом интегратора 3.

Индукционный генератор 1 генери- 55 рует двуполярные сигналы, частоту которых необходимо измерить ° Линия

2 связи предназначена для соединения индукционного генератора 1 с остальными узлами устройства и представляет собой кабель необходимой длины.

Фиксаторы верхнего 4 и нижнего 5 уровней предназначены для ограничения верхнего и нижнего уровней выходного сигнала интегратора 3. Пороговые устройства с верхним 6 и нижним

7 порогами срабатывания предназначены для определения момента переключения б лстабильного элемента 8 в зависимости от уровня сигнала на выходе интегратора 3. Бистабильныйл элемент 8 предназначен для формирования сигналов с фиксированной амплитудой, частота которых равна частоте сигналов индукционного генератора 1. Мультиплексор 11 предназначен для формирования периодической импульсной последовательности, приведенной на фиг. 3 б и 4 б. Мостовой блок 12 ключей предназначен для формирования двуполярных сигналов в соответствии с импульсной последовательностью на выходе мультиплексора.11.

Формирователь импульсов для измерения частоты периодического сигнала работает следующим образом.

В рабочем режиме, при измерении частоты сигнала, устройства контроля

9-13 обесточены, и на интегратор 3 поступают только входные сигналы с индукционного генератора 1. По достижении выходным сигналом интегратора (фиг, 2 r) верхнего порога срабатывания (ВПС) срабатывает пороговое устройство 6 и устанавливает бистабиль- ный элемент 8 (фиг. 2 д) в состояние н fl 1, а по достижении верхнего уровня .фиксации (ВУФ) выходной сигнал интегратора 3 не изменяется до момента изменения полярности входного сигнала.

Теперь выходной сигнал интегратора

3 уменьшается и последовательно достигает нижнего порога срабатывания (НПС) порогового устройства 7, когда бистабил:ьный элемент переключается в состояние "0", и нижнего уровня фиксации (НУФ), определяемого фиксатором 5. Порог срабатывания устройства по площади отрицательной полувопны пропорционален разности ВПС и

НУФ, а по площади положительной полуволны порпорционален разности НПС и

ВУФ (фиг„ 2), Пороги срабатывания по площади для обеих полуволн равны по абсолютной величине, так как ВУФ ра1224999

20

30

55 вен по абсолютной величине НУФ, а

ВПС равен по абсолютной величине НУС.

Порог срабатывания по площади устанавливается 50Х от минимальных площадей полуволн сигнала во всем диапазоне измеряемых частот.

В режиме контроля при проверке функционирования устройства индукционный генератор 1 входной сигнал не формирует. На генератор 9 тактовых импульсов, счетчик 10, мультиплексор 11, мостовой блок 12 ключей подается питание, гальванически не связанное с питанием остальных схем устройства. Счетчик 10 переключается по тактовым импульсам и своими выходами управляет работой мультиплексора 11 (фиг. 5). На выходе мультиплексора

11 формируются логические сигналы, форма которых приведена на фиг. 3 б.

Сигнал с выхода мультиплексора 11 управляет работой мостового блока 12 ключей, схема которого приведена на фиг. 6, При наличии уровня логической "1" на выходе мультиплексора 11 замыкаются электронные ключи К и К4 и размыкаются электронные ключи К и К ; на выход мостового блока 12 ключей .подключается Чмп, (" общий 7мп„ в это время подключен к "общему" интегратора 3). При наличии уровня логического "0" на выходе мультиплексора

11, замыкаются ключи К и К и размыкаются ключи К и К4, йа выход мостового блока 12 ключей подключается

"ОбЩий" Чмв (Чмбк В этО время пОД ключено к Общему" интегратора 3) .

В результате этого на входе интегратора 3 формируется двуполярный сигнал (фиг. 3 в) . При исправном устройстве площадь длинного сигнала превышает порог срабатывания интегратора

3, а площадь короткого сигнала меньше этого порога (фиг. 3 r). Количество импульсов на выходе бистабильного элемента 8 (фиг. 3 д) равна количеству длинных сигналов, формируемых мостовым блоком .12 ключей. При обрыве в линии 2 связи или индукционном гене.— раторе 1 амплитуда сигнала на входе интегратора 3 по величине значительно больше,-чем при исправном устрой. стве. В данном случае площади, как длинного, так и короткого сигнала, превышают порог срабатывания интегра. тора 3 (фиг. 4 à-r). Количество импульсов на выходе бистабильного элемента 8 (фиг. 4 r) равно количеству импульсов, формируемых мостовым блоком 12 ключей, т.е. сумме длинных и коротких импульсов.

При коротком замыкании в линии 2 связи или в индукционном генераторе

1 амплитуда, сигнала на входе интегратора 3 равна нулю, и на выходе устройства импульсы не формируются. В этом случае., а также при неисправностях в схемах 3-8, на выходе устройства сигнал отсутствует.

Надежность предлагаемо1;о устройства повышается за счет контроля его работоспособности непосредственно перед началом измерения частоты.

Контроль устройства особенно важен при высоких требованиях и надежности измерения частоты, при затруднении доступа к составным частям устройства для их контроля, а также если невозможно использовать для контроля перед началом основной работы штатный индукционный генератор.

Примером таких устройств могут служить измерители скорости вращения агрегатов с использованием индукционных датчиков.

Формула изобретения

Формирователь импульсов для измерения частоты периодического сигнала, содержащий индукционный генератор, линию связи, вход которой подключен к выходу индукционного генератора, интегратор, первый вход которого подключен к выходу линии связи, фиксатор верхнего уровня, выход которого подключен к второму входу интегратора, фиксатор нижнего уровня, выход которого подключен.к третьему входу интегратора, пороговое устройство с верхним порогом срабатывания и пороговое устройство с нижним порогом срабатывания, входы которых подключены к выходу интегратора, бистабильный элемент, первый вход которого подключен к выходу порогового устройства с верхним порогом срабатывания, второй вход подключен к выходу порогового устройства с нижним порогом срабатывания, а выход — к выходу устройства, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности работы устройства путем контроля его работоспособности перед измерением частоты, в него введены генератор

1224999 бремя дрему тактовых импульсов, мультиплексор, мостовой блок ключей, нормирующий резистор, счетчик, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, вход мультиплексора— к выходу счетчика, вход мостового блока ключей — к выходу мультиплексора, вход нормирующего реэистора к выходу мостового блока ключей, а выход — к первому входу интегратора.

i224999

1224999

Составитель Г.Крапива

Техред О.Сопко Корректор Л.Пилипенко

Редактор И.Сегляник

Заказ 1964/58 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ю ФЗю ЛЮТ Г»

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4