Цифровой частотомер

 

Изобретение относится к технике цифрового измерения частоты и может быть использовано в устройствах импульсной техники и системах связи. Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей. Для достижения этой цели в устройство, содержащее генератор 1 эталонной частоты, формирователь 2 импульсов эталонной частоты , формирователь 3 импульсов измеряемой частоты, блок 5 совпадений, ключи 6 и 7, счетчики 10 и 11, регистры 14 и 15 памяти, элементы ИЛИ 16 и 17, блоки 18, 19 и 20 вьщачи результата и линию задержки 21, дополнительно введены ключи 8 и 9, блок 4 задержки и шифраторы 12 и 13. Предложенный частотомер можно использовать и в качестве измерителя однократных временных интервалов, производя соответствующую установку дополняющего кода (Адо см. описание изобретения) в счетчике 11, а именно в младший разряд счетчика - ноль, а во все остальные - единицы. Это расширяет пределы измерения временного интервала и функциональные возможности устройства . 1 ил. (С ел СО со ;О СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1337799 А1 (5в 4 G 01 R 23 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3919988/24-21 (22) 21.05.86 (46) 15.09.87, Бюл. и - 34 (72) Н.А. Капралов, С.H. Кулаков, А.А. Нижегородов и И.В, Трунев (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 409149, кл. С 01 R 23/02, 1973.

Авторское свидетельство СССР

М 566195, кл. G 01 R 23/02, 1977. (54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР (57) Изобретение относится к технике цифрового измерения частоты и может быть использовано в устройствах импульсной техники и системах связи.

Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей. Для достижения этой цели в устройство, содержащее генератор 1 эталонной частоты, формирователь 2 импульсов эталонной частоты, формирователь 3 импульсов измеряемои частоты, блок 5 совпадений, ключи 6 и 7, счетчики 10 и 11, регистры 14 и 15 памяти, элементы ИЛИ 16 и 17, блоки 18, 19 и 20 выдачи результата и линию задержки 21, дополнительно введены ключи 8 и 9, блок 4 задержки и шифраторы 12 и 13, Предложенный частотомер можно использовать и в качестве измерителя однократных временных интервалов, производя соответствующую установку дополняющего кода (Ад„ см. описание изобретения) в счетчике 11, а именно в младший разряд счетчика — ноль, а во все ос- Я тальные — единицы. Это расширяет пределы измерения временного интервала и функциональные возможности устройства ° 1 ил.

1 1337799 г

20

A x

Изобретение относится к технике цифрового измерения частоты.

Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Цифровой частотомер содержит генератор 1 эталонной частоты, формирователь 2 импульсов эталонной частоты, формирователь 3 импульсов измеряемой частоты, блок 4 задержки, блок 5 совпадений, ключи 6-9, счетчики 10 и 11, шифраторы 12 и 13, регистры 14 и 15 памяти, элементы ИЛИ 16 и 17, блоки

18-20 выдачи результата и линию 21 задержки, Выход генератора 1 эталонной частоты соединен с входом формирователя

2 импульсов эталонной частоты, выход которого соединен с входом ключа 9 и. входом блока 4 задержки. Выход блока

4 задержки п-разрядной шиной соединен с вторым входом блока 5 совпадений, первый вход которого подключен к выходу формирователя 3 импульсов измеряемой частоты. На вход формирователя 3 импульсов измеряемой частоты поступает измеряемая частота,а выход соединен с первым управляющим входом ключа 9 и входом ключа 6,выход которого соединен со счетным входом счетчика,11. К счетному входу счетчика 10 подключен выход ключа 9, и-разрядная выходная шина блока 5 совпадений подключена соответственно к входам ключей 7 и 8, причем выход ключа 7 соединен с входом шифратора

12, а выход ключа 8 — с входом шифратора 13 и-разрядными шинами. Выходная k-разрядная шина шифратора 12 соединена соответственно с входами элемента ИЛИ 16 и установочными входами регистра 14 памяти, причем выходная 1-разрядная шина шифратора 13 соединена соответственно с установочными входами регистра 15 памяти и входами элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с первым управляющим входом ключа 8, а выход элемента ИЛИ

16 соединен с первым управляющим входом ключа 7 и вторым управляющим входом ключа 8,третий управляющий вход которого подключен к выходу переполнения счетчика 11, первому управляющему входу ключа 6, второму управляющему входу ключа 9, входу линии 21 задержки, выход которой соединен с

40 управляющими входами трех блоков 1820 выдачи результата, выходы которых являются выходами частотомера. Информационные входы блока 18 выдачи результата соединены с выходами счетчика 1О, информационные входы блоков

19 и 20 выдачи результата соединены соответственно с выходами регистра 14 памяти и выходами регистра 15 памяти, К входной шине Пуск подключены входы сброса счетчиков 10 и 11, установочные входы счетчика 11, выходы сброса регистров 14 и 15 памяти, третий управляющий вход ключа 9, вторые управляющие входы ключей 6 и 7 и вход запуска генератора 1 эталонной частоты.

В исходном состоянии ключи 6-9 закрыты, генератор 1 выключен и заполнение счетчиков 10 и 11 не происходит.

Частотомер работает следующим образом.

Перед началом измерений по импульсу нПуск", передним фронтом которого производится запуск генератора 1 в работу, снимается с блокировки ключ

9, а ключи 6 и 7 открываются, осуществляется сброс в нулевое состояние счетчиков 10 и 11 и регистров 14 и 15 памяти, а задним фронтом производится запись дополнительного двоичного кода

А,„ в счетчик 11. Запись Л „„ осуществляется с целью выбора определенного интервала измерения (t„ ), определяемого точностью измерения частоты, формируется некоторым числом

1 периодов Т„ = измеряЕмой частоты и определяется по формуле где А„= 111... 1 — Л, — двоичный

3-разрядный код, информирующий о количестве импульсов, необходимых для заполнения счетчика 11; разрядность счетчика 11.

Формирователь 2 импульсов эталонной частоты преобразует синусоидальное напряжение частоты Г генератора

1 в последовательность импульсов с периодом следования Т = 1/Г, которые поступают на блок 4 задержки, 11оследний обеспечивает строгую синхронность и-выходных импульсов, сдвинутых друг относительно друга на время t

Для этого необходимо выбирать

13377 39

Э

1- заД (2) (4) где и — разрядность выходной шины блока 4 задержки (количество элементов задержеK B блоке 4)

При пас.туплении импульсов измеряемой частоты f„, сформированных формирователем 3 в последовательность импульсон длительностью Т,, на блок 10

5 совпадения и ключи 6 и 9 первый из них, поступая на управляющий вход ключа 9, открывает ега и одновременно через ключ 6 поступает на счетньп вход счетчика 11. Кроме того, первый импульс частоты f совпадает в блоке

5 совпадений с одним из задержанных импульсов эталонной частоты f,Через ключ 9 импульсы эталонной частоты поступают на счетный вход счетчика 10. 20

В момент совпадения импульса измеряемой и импульса эталонной частот у блока 5 совпадений возбуждается только один из выходов и-разрядной шины и на выходе блока 5 совпадений формируется код "1 из п". Ланный код поступает на вход шифратора 12, где о« преобразуется в k-разрядный двоичный код, который поступает затем на установочные входы регистра 14 памяти, а также на входы элемента ИЛИ 16, сигнал с выхода которого закрывает ключ 7 и снимает с блокировки ключ 8.

Па импульсу переполнения счетчика

11 закрываются ключи 6 и 9, открывается ключ 8, через который код "1 из и" с блока 5 совпадений поступает на установочные входы регистра 15 памяти и на входы элемента ИЛИ 17, сигналом с выхода которого ключ 9 вновь 40 закрывается. Кроме того, импульс переполнения счетчика 11 поступает на вход линии 21 задержки, которая задерживает его на время t, < > t„ „ где л1аюсимальное время из времен переходных процессов, протекающих в счетчике 10 и регистре 14 или 15 памяти. Сигналом с выхода линии 21 задержки производится опрос блоков 1820 выдачи результатов, благодаря которым снимается информация с тп-разряднога счетчика 10 — двоичный код

А, k-разрядных регистров 14 или 15

Э

t памяти — лв ичный кад A, и двоичный

ll код Л, ес с тветс твенно. 55

Зна и нис ll л1еряемой частоты определяется и формуле

At, Ь где at, = Л,, t

В предлагаемом частотомере обеспечивается совпадение импульсов измеряемой и эталонной частот с поступлением первого импульса измеряемой частоты, который формирует начало измерений, и по истечении этого времени (t„„ ) в частотомере происходит второе совпадение импульсов опять же с поступлением импульса измеряемой частоты, который формирует конец измерений. Таким образом, повышение быстродействия частотомера достигается за счет исключения времени ожидания до момента первого и второго совпадений, Цифровой частотомер можно использовать и в качестве измерителя однократных временных интервалов, производя соответствующую установку дополняющего кода А„„„ в счетчике 11, а именно в младший разряд счетчика ноль, а во все остальные — единицы.

Тогда измеряемый временной интервал

Т„ определится из выражения

4 Э Э 21 что расширяет функциональные воэможности цифрового частотомера.

Ф а р м у л а и з о б р е т е н и я

Цифровой частотомер, содержащий генератор эталонной частоты, выход которого соединен с входам формирователя импульсов эталонной частоты, выход которого подключен к входу первого ключа, выход которого соединен са счетным входам первого счетчика,формирователь импульсов измеряемой частаты, выход которого соединен с первым входом блока совпадений и входом второго ключа, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и рас— ширения функциональных важмажностей, в него дополнительно введены блок задержки, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов эталонной частоты, а выход соединен с вта» рым входом блока совпадений и-разрядной шиной, причем выход формирователя импульсов измеряемои частоты сое— динен с первым управляющим входом первого ключа, третий и четвертыи ключи, входы которых сс снеT(твенно

1337799

Составитель Е, Минкин

Техред И.11опович

Корректор А. Тяско

Редактор А, Лежнина

Заказ 4126/43 Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 подключены к входной п ðàçðÿäíîé шине блока совпадений, первый шифратор, вход которого соединен с выходом третьего ключа п-разрядной шиной, а выходная k-разрядная шина — соответственно с входами первого элемента

ИЛИ и ус ановочными входами первого регистра памяти, второй шифратор, вход которого и-разрядной шиной подключен к выходу четвертого ключа, а выходная 1 -разрядная шина соединена соответственно с установочными входами второго регистра памяти и входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым управляющим входом четвертого ключа, а выход первого элемента ИЛИ соединен с первым управляющим входом третьего ключа и вторым управляющим входом четвертого ключа, третий управляющий вход которого подключен к выходу переполнения второго счетчика, первому управляющему входу ! второго ключа, второму управляющему входу первого ключа, входу линии задержки, выход которой соединен с уп5 равляющими входами трех блоков выдачи результата, выходы которых являются выходами частотомера, информационные входы первого блока выдачи результата соединены с выходами первого счетчика, информационные входы второго и третьего блоков выдачи результата соединены соответственно с выходами первого регистра памяти и выходами второго регистра памяти, к входной шине "Пуск поцключены входы сброса первого и второго счетчиков, второй управляющий вход третьего ключа, установочные входы второго счетчика, входы сброса первого и вто2р рого регистров памяти, третий управляющий вход первого ключа, второй управляющий вход второго ключа, вход запуска генератора эталонной частоты.