Цифровой частотомер

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик р>970255 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

{22) Заявлено 08.01. 81(21) 3234085/18-21

РЦМ.К . с присоединением заявки №G 01 R 23/10

Государственный комитет.

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет(331УДК 621. 317. .7(088.8) Опубликовано 3010.82. Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 3010.82 (72) Авторы изобретения

3<;z4 9t935;-:9 ! алпитне. ц тКХВНИО М вИЬЛИОТЕКА

Н.Н.шишов и Л.В.Костенко

Ъ (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТОМЕР.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматических измерителях частоты.

Известен цифровой частотомер с автоматическим выбором пределов измерения, содержащий входной формирователь импульсов, временной селектор десятичный счетчик импульсов, формирующий триггер, управляющий триггер, дешифратор состояния "1" последнего и и9и предпоследнего разрядов счетчика, триггер запоминания "1" старшего разряда счетчика, блок формирования ряда возрастающих во времени образцовых интервалов времени, образованного сдвиговым регистром, линейку декадных делителей частоты следования импульсов, схему импульснопотенциальных ключей, схему И и схемы ИЛИ, триггер запуска, генератор наименьшего образцового интервала времени Тк и устройство вывода информации $ 1) .

Недостаток известного устройства - низкая точность измерения.

Из известных устройств наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является цифровой частотомер, солеожаший последовательно соединенные входной формирователь, ключ, счетчик импульсов и блок цифровой регистрации, а также блок вентилей, состоящий иэ набора элементов

И, первые входы которых подключены к соответствующим выходам счетчика импульсов и первого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И, второй элемент ИЛИ и последовательно соединенные генератор образцовой частоты, блок регулировки,,делитель частоты, дешифратор и счетчик числа периодов (2).

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения.

Цель Изобретения - повышение гочности и быстродействия измерейия.

Поставленная цель достигается тем, 2п что в цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные входной формирователь, ключ, счетчик импульсов и блок цифровой регистрации, а также блок вентилей, состоящий из элементов И, первые входы

25 которых и дключены к соответствующим выходам счетчика импульсов и первого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И, второй элемент ИЛИ и последовательно соединенные генератор обраэцовой частоты, о

970255 блок регулировки, делитель частоты, введены последовательно соединенные источник разрешающего сигнала и переключатель, выходы которого соединены с вторыми входами элементов И блока вентилей, а также первый и второй формирователи и каскад несовпадения, при этом первые входы перного и второго формирователей соединены между собой, выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом каскада несовпадения, второй вход которого подключен к выходу первого формирователя, второй вход второго формирователя соединен с выходом каскада несовпадения, выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу первого формирователя, выход второго формирователя соединен с вторым входом ключа, выходы делителя частоты соединены с входами второго элемента ИЛИ, а второй вход блока регулировки соединен с первыми входами формирователей и входной шиной импульса синхронизации.

На фиг.1 показана структурная схема предлагаемого частотомера; на фиг.2 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу частотомера.

Устройство содержит входной формирователь 1, ключ 2, счетчик 3 импульсов, блок 4 цифровой регистрации, блок 5 вентилей, содержащий элементы

И 6 и первый элемент ИЛИ 7. Устройство содержит также элемент ИЛИ 8, последовательно соединенные генератор 9 образцовой частоты, блок 10 регулировки и делитель 11 частоты, источник 12 разрешающего сигнала, переключатель 13. Формирователи 14 и

15, каскад 16 несовпадения, образуют формирователь 17 временного интервала.

Работа устройстна заключается в следующем.

Перед началом измерений с помощью переключателя 13 обеспечивается задание допустимой погрешности измерения. Это достигается подачей разрешающего потенциала на второй вход одного из элементов 6 (например, 1-го элемента 6).

На вход формирователя 1 подаются колебания U< (фиг.2), на выходе ко- торого появляется последовательность импульсов U<, следующих с периодом измеряемой частоты Т, = 1/fI„ Íà выход ключа 2 укаэанная последовательI нрсть импульсов пройдет лишь н том случае, если на втором входе ключа

2 будет присутствовать разрешающий потенциал, вырабатываемый формирователем 15.

При появлении импульса синхронизации Ug формирователи 14 и 15, в качестве которых могут быть использованы триггеры, устанавливают в единичное состояние. При этом на выходе формирователя 15 устанавливается сигнал единичного уровня, являющийся разрешающим для ключа 2. В результате этого импульсы с выхода формирователя 1 через ключ 2 проходят на вход счетчика 3 импульсов. .

На выходе формирователя 14 также устанавливается сигнал единичного уровня, подаваемый на второй вход

10 каскада 16 несонйадения. Этот сигнал нал является запрещающим для каскада 16 и при его наличии сигнал, подаваемый на первый вход каскада 16, не может пройти на его выход. Поэтому до тех пор, пока формирователь 14 не изменит сноего состояния под нбздей"твием импульса с выхода элемента

ИЛИ 7, импульсы с выхода элемента

ИЛИ 8 не пройдут через каскад 16 на второй вход формирователя 15 и не изменят его состояния,.

С момента начала формирования импульса Ug в формирователе 15 счетчик

3 осуществляет подсчет импульсов, поступающих на его вход. Когда количество подсчитынаемых счетчиком 3 импульсов станет таким, что на выходе 1-той декады счетчика 3 появитсН импульс Ug To BToT импульс 11ройдет на выход 1-того элемента И 6, так как именно íà его втором входе имеется разрешающий потенциал с переключателя 13. Через элемент ИЛИ 7 этот импульс пройдет на второй вход формирователя 14 и установит его в нулевое состояние. В результате этого будет закончено формирование импульса U> определяющего тот минимальный отрезок времени, в течение которого измерение частоты входного

40 сигнала производится с погрешностью, не превышающей допустимой. Причем момент окончания этого импульса U< совпадает с моментом появления импульса U6. Однако этот интервал времени не является образцовым, поскольку конец образцового интервала времени определяется одним из импульсон с выхода делителя 11. После завершения формирования импульса U< под воздействием нулевого потенциала с выхода формирователя 14 каскад 16 несовпадения оказывается подготовленным по второму входу для пропус" кания на его выход импульсов с выхода элемента ИЛИ 8. При появлении очередного импульса с делителя 11, подаваемого через элемент ИЛИ 8 на первый вход каскада 16, он проходит на выход каскада 16 и, поступая на второй вход формирователя 15, уста60 навливает его в нулевое состояние.

Таким образом, на выходе формирователя 15 будет закончено формирование импульса Ug определяющего образ- цовый интервал времени . После завершения формирования этого импульса.970255 прекращается действие разрешающего потенциала на втором выходе ключа 2, следовательно, прекращается прохождение импульсов измеряемой частоты на вход счетчика 3. Следовательно, содержимое счетчика 3 будет характеризовать значение измеряемой частоты, измеренное с погрешностью, не превышающей заданную.

Предлагаемый цифровой частотомер позволяет осуществлять измерения частоты входных колебаний с погрешностью, не превышающей заданную, в широком диапазоне изменения измеряемой частоты. Это достигается тем, что в предлагаемом цифровом измерителе частоты при изменении значения измеряемой частоты f автоматически изменяется длительйость образцового интервала времени Тц, в течение которого производится подсчет числа периодов измеряемой частоты. В результате этого погрешность измерения У, определяемая из выражения

1) =

Х U, будет поддерживаться на заданйом уровне и не превысит допустимого значения, т.е. при использовании данного устройства повышается точность измерения частоты.

Кроке того, так как измерения с заданной точностью достигаются .за счет автоматической установки минимально возможной длительности (оптимального значения) образцового интервала времени Т, в течение кото рого производится подсчет счетчиком импульсов числа периодов измеряемой частоты Ы, то в единицу времени с помощью предлагаемого частотомера можно произвести большее количество измерений (циклов подсчета), чем это возможно при ручной (неоптимальной) установке значения Т в прототипе.

Это приводит к повышению быстродействия»

Формула изобретения

Цифровой частотомер содержащий последовательно соединенные входной формирователь, ключ, счетчик импульсов и блок цифровой регистрации, а также блок вентилей, состоящий из элементов И, первые входы которых подключены к соответствующим выходам счетчика импульсов и первого эле1Q мента ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов И, второй элемент ИЛИ и последовательно соединенные генератор образцовой частоты, блок регулировки и делитель частоты, )5 отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерения, в него введены последовательно соединенные источник разрешающего сигнала и переключатель, а также первый и второй формирователи и каскад несовпадения, при этом выходы переключателя соединены с вторыми входами элементов И блока вентилей, первые входы первого и

BTopoI Q формирователей соединены между собой, выход второго элемента

ИЛИ соединен с первым входом каскада несовпадения, второй вход которого подключен к выходу первого формирователя, второй вход второго формироЗО вателя соединен с выходом каскада несовпадения, выход первого элемента

ИЛИ подключен к второму входу первого формирователя, выход второго формирователя соединен с вторым входом ключа, выходы делителя частоты соединены с входами второго элемента

ИЛИ, а второй вход блока регулировки соединен с первыми входами формирователей и входной шиной импульса син40 хронизации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 474760, кл .G 01 R 23/10, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

В 370537, кл.G 01 R 23/10, 1973.

Pue, f — — «1 ив авив. Г

Составитель Е.Винокурова

Редактор Н Гришаиова Техред Т.Маточка Корректор С.Шекмар ба4ВЮаВ юю юююю МюВВ ФВЭФ МЮ 40ЮФ

Закаэ 8380/54 Тираж 717 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент"., r.Óæãîðîä,óë Ïðîåêòíàÿ,4