SU1147997A1 - Устройство дл измерени отношени частот - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ЧАСТОТ, содержащее последовательно включенные формирователь импульсов, временной селектор, дес тичньй счетчик импульсов и первый триггер, декадный делитель частоты, второй и третий триггеры, дешифратор, блок вывода, причем выход второго . триггера соединен с вторь1м входом , временного селектора, входы дешифратора подключены к старшим .разр дам дес тичного счетчика импульсов, а выход дешифратора соединен с входом третьего триггера, при этом сигнал частбты делимого отношени  поддаетс  на вход формировател  импульсов , выходы всех разр дов дес тичнот го счетчика импульсов и выход первого триггера подключены к соответствующим входам блока вывода, а об нул ющие входы дес тичного счетчика импульсов и первого триггера объединены , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функцйо нальных возможностей, в него введетл два селектора-мультиплексора, два коммутатора, дополнительный дес тичный счетчик импульсов и формирователь импульсов обнулени . при этом соответствующие информацион-. ные входы селекторов-мультиплексоров объединены и подключены к выходам соответствующих разр дов декадного делител  частоты, обнул ющие входы которого подключены к первому -выходу формировател  импульсов обнулени , обнул ющие входы основного и дополнительного дес тичных счетчиков импульсов и третьего триггера соединены с вторым выходом формировател  импульсов обнулени , пр мой и инверсный выходы второго триггера подключены к соответствующим входам формировател  импульсов обнулени  и управл ющим входам коьФ1утатора, а пр мой и инверсный выходы третьего (О триггера подключены к, входам разрешени  первого и второго селекторовмультиплексоров соответственно, причем выход первого селектора-мультиплексора соединен с первым информационным входом первого коммутатора, выход которого подключен к входу второго триггера, а выход второго селектора-мультиплексора подключен 4 к входу дополнительного дес тичного счетчика импульсов, выходы -всех разСО р дов которого соединены с соответсо ствукнцими входами блока вывода и соответствующими управл ющими входами первого и второго селекторовмультиплексоров , второй информационный вход первого коммутатора соединен с выходом одного из разр дов декадного делител  частоты, вход которого соединен с выходом второго коммутатора , информационные входы которого соединены с.шинами сигнала час-; тоты делител  отношени  и сигнала времени индикации.

Description

11 Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в аппаратуре, предназначенной дл  автоматического измерени  отношени  средних частот следовани  импульсов . Известно устройство дл  измерени  отношени  частот, содержащее блок декад, формирователь меток времени блок индикации и блок автоматики Недостатком этого устройства  вл етс  необходимость ручногр изменени  пределов измерени  дл  получени  заданной погрепшости в широком диапазоне измер емых отношений частот . При отсутствии грубых знаний о величине измер емого отношени  частот, процесс измерени  необходимо повтор ть несколько раз дл  получе . ни  заданной погрешности, в результате чего увеличиваетс  общее врем  измерени  и работа с прибором становитс  неудобной. Наиболее близким к предложенному по техническим характеристикам  вл  ест  цифровой частотомер с автомати ческим выбором пределов измерени , который содержит последовательно соединенные формирователь импульсов временной селектор, дес тичный счет чик импульсов и первый триггер, сдвиговой регистр, дешифратор, линей ку декадных делителей частоты, блок импульсно-потенциальных ключей, ген ратор образцового интервала измере НИЯ, блок вывода, элемент И, второй третий и четвертый элементы ИЛИ. Дешифратор, регистр сдвига, блок им пульсй(о-потенциальных. , элемент И и два элемента ИЛИ образуют систему автоматического выбора времени измерени  по ;а аннЬй величине погрешности измерени . И . Недостатком такого устройства  вл ютс  ограниченные функциональны возможности, обусловленные большим объемом импульсно-потенциальных клю чей и большой разр дностью регистра сдвига при необходимости измерени  малых отношений частот или измерени  отношени  частот с малой погрешно стью . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем сокращени  аппаратурного объема уст ройства и автоматизации процесса из мерени . 7 Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  отношени  частот, содержащее последовательно включенные формирователь импульсов , временной селектор, дес тичный счетчик импульсов и первый триггер , декадный делитель частоты, второй и третий триггеры, дешифратор и блок вывода, причем выход второго триггера соединен с вторьм входом временного селектора, входы дешифратора подключены к старшим разр дам дес тичного счетчика импульсов, а выход деши }ч атора соединен с входом третьего триггера 1Й и этом сигнал частоты делимого отношени  подаетс  на вход формировател  импульсов , вькоды всех разр дов дес  тичного счетчика импульсов и вы- ход первого триггера подключены к соответствующим входам блока вьшода , а обнул ющие входы дес тичного счетчика импульсов и первого триггера объединены, введены два селектора-мультиплексора , два коммутатора, дополнительный дес тичный счетчик импульсов и формирователь импульсов обнулени , при этом соответствукицие информационные входы селекторовмультиплексоров объединены и подключены к выходам соответствующих разр дов декадного делител  частоты, обнул кицие входы которого подключены к первому выходу формировател  импульсов обнулени , обнул юпрсе входы основного и дополнительного дес тичных счетчиков импульсов и третьего триггера соединены с вторьм выходом формировател  импульсов обнулени , пр мой и инверсный выходы второго триггера подключены к соответс1вующим входам формировател  импульсов обнулени  и управл к цим входам коммутаторов , пр мой и инверсный выходы третьего триггера подключены к входам разрешени  первого и второго селекторов-мультиплексоров соответственно , причем выход первого селеКтуора-мультиплексора соединен с первым информационным входом первого коммутатора, выход которого подключен к входу второго триггера, а выход второго селектора-мультиплексора подключен к входу дополнительного дес тичнЪго счетчика импульсов, выходы всех разр дов которого соединены с соответствующими входами блока вывйда и соответствующими управл ющими входами первого и второго 3 селекторов-мультиплексоров« второй информационный вход первого коммута тора соединен с выходом одного из разр дов декадного делител  частоты вход которого соединен с вькодом второго коммутатора, информационные входы которого соединеш 1, с тинами сигнала частоты делител  отношени  и сигнала времени индикации. На чертеже приведена блок-схема устройства дл  измерени  отношени  частот. - Устройство содержит последовател но включенные формирователь 1 импульсов временной селектор 2, дес тичный счетчик 3 импульсов и первый триггер 4, дешифратор 5, второй 6 и третий 7 триггеры, селекторы-мультиплексоры 8 и 9, декадный делитель 10 частоты, дополнительный дес тичный счетчик 11 импульсов, формирователь 12 импульсов обнулени  коммутаторы 13 и 14 и блок 15 вывода . Входы дешифратора 5 подключены к двум старшим разр дам счетчика 3, а вьвсод дешифратора 5 соединен с вхо дом триггера 6, пр мой выход которого подключен к входу разрешени  селектора-мультиплексора В, инверс ный - }с входу разрешени  селекторамультиплексора 9. Выходы всех разр дов декадного делител  10 частоты соединены с соответствукндими информационнь14К входами селекторов-мультиплексоров 8 и 9, и выход одного из разр дов подключен К одному информационному входу коммутатора 13, выход которого соединен с входом триггера 7. К второму информационному входу коммутатора 13 подкгпочен выход селектора-мультиплексора 8, упраал к  е входы которого соединены с управл ющими входами селекторамультиплексора 9и выходами всех разр дов счетчика 11, вход которого , соединен с выходом селектора-мульти;Ш1ексора 9. Пр мой и инверсный выхо ды триггера 7 соединены с соответствушцими управл ющими входами коммутаторов 13 и 14 и входами формировател  12 импульсов обнулени , первый которого соединен с обнул ющими входами делител  10, а второй выход подключен к обнул ющим входам счётчиков 3 и 11 и триггеров 4 и 6. Кроме того, пр мой выход триггера 7 соединен с вторым входом временного 97 4 . селектора 2. Выходы всех разр дов счетчиков 3 и 11 и выход триггера 4 подключены к входам блока 15 вывода, на вход 16 (шину сигнала времени индикации) поступает сигнал индикации , а на входы 17 и 18 (шины сигнала частоты делител  отношени ) - сигналы , отношение частот которьпс измер етс . В качестве селекторов-мультиплексоров 8 и 9 могут быть использованы микросхемы серий 133, 155, 530 и т.д., например 133КП5, 155КП1, 530KII2 и т.д. В качестве блока 15 вьшода может использоватьс  цифропечатающее устройство, устройство индикации с цифровым табло, магнитофон , дисплей и т.д. Сигналы, отношение частот которых измер етс , подаютс  на входы 17 и 18. На вход 17 подаетс  сигнал с меньшей частотой. При установке триггера 7 в положение Счет временной селектор 2 пропускает импульсы, формируемые формирователем 1, на вход дес тичного счетчика 3 импульсов . Частота следовани  импульсоч на выходе формировател  1 импульсов равна частоте сигнала, подаваемого на вход 17. В то же врем  коммутатор 14 пропускает импульсы с входа 18 на вход декадного делител  10 частоты , а триггер 6 находитс  в таком положении, что селектор-мультиплексор 3 закрыт, а селектор-мульткплексор 9 открыт. В исходном положении счетчик 11 находитс  в нулевом положении и селектор-мультиплексор. 9 подключает на вход счетчика 11 выход младшего разр да декадного делител  10 частоты, т.е. выход ко ачутатора 14. После прихода одного импульса на вход 18 на выходе счетчика 11 по вл етс  импульс, который переводит счетчик 11 в следующее состо ние. Так как счетчик 11 работает в режиме суммировани  числа импульсов, то в него записываетс  число 1. В этом случае селектор мультшшексор 9 подключает вход счетчика 1t к выходу первой декады декадного делител  10 частоты. Следующее переключение счетчика 11 происходит после прихода дес ти импульсов на вход 18. При этом в счетчик 11 заг писываетс  число 2, т.е. селектормультиплексор 9 подключает к входу : Счетчика 14 выход второй декады декадного делител  10 частоты. Поеле прихода ста импульсов на вход 18 в счетчик 11 записываетс  число 3,,

и селектор-мультиплексор 9 вновь переключает вход счетчика 11 на выход следующей декады декадного 5 усилител  10 частоты и т.д. Таким образом, в счетчик 11 записываетс  число, определ ющее пор док числа импульсов, приход щих на вход 1-8. Одновременно с этим процессом дес - Ю тичный счетчик 3 импульсов прйизводит счет импульсов, приход щих с выхода формировател  1. Количество разр дов дес тичного счетчика 3 определ етс  требуемой погрешностью из- 15 мерени , и число декад счетчика 3 равно.числу математических разр дов мантиссы результата измерени  отношени  частот, выводимого через блок 15 вьгоода. Дешифратор 5 выраба- 20 тывает на своем выходе импульс при записи в дес тичный счетчик 3 числа, при котором во всех декадах счетчика 3, кроме двух последних, записаны состо ни  О, а в двух последних 25 декадах записано определенное число N. Выбор числа N при реализации устройства определ етс  регул рностью входных сигналов ().

Дп  регул рных сигналов . Если зо сигнал, поступающий на вход 17, нерегул рньй, то . При нерегул рном сигнале на входе 1.8 . При приходе нерегул рных сигналов на оба входа . При априорно неизвестной s регул рности входных сигналов .

После этого триггер 6 мен ет свое состо ние и включает селектор-мультиплексор 8, а селектор-мультиплексор 9 выключаетс .40

Так как селекторы-мультиплексоры 8 и 9 включены управл ющими и информационными - входами параллельно,. то выход одной из декад делител  10 будет подключен черезоткрытый коммута- 45 тор 13 к входу триггера 7. После прихода на вход 18 Ю импульсов, где п - математический пор док результата измерени  отношени  частоты, триггер 7 переключаетс  в состо ние JQ Индикаци . TaKiiM образом, за врем , равное длительности 10 импуЛьсов , приход щих на вход 18, счетчик 3 насчитывает L импульсов.

При переключении триггера 7 в положение Индикаци  выключаетс  временной селектор 2, переключаютс  коммутаторы 13. и 14 и формирователь 1 обнулени  обнул ет делитель 10. Через коммутатор 14 на вход делител  10 поступают импульсы с входа 16, куда приходит сигнал индикации . После прихода на вход 16 10 импульсон, где m - номер декады делител  10, выход которой подключен к входу коммутатора 13, триггер 7 вновь переключаетс  в состо ние Счет, формирователь 12 вырабатьгеаёт импульс обнулени  счетчиков 3 и 11, делител  10 и триггеров 4 и 6 и процесс изменени  повтор етс . Число m определ етс  требуемым временем индикации и частотой следовани  импульсов, приход щих на вход 16 Если в процессе измерени  счетчик 3 переполн етс , то триггер 4 измен ет свое состо ние, и в блок 15 подаетс  информаци  о переполнёнии. Результат измерени  в виде мантиссы и пор дка выводитс  через блок 15 вывода .

Работу блока 15 вьшода можно по снить на примере выполнени  его в виде устройства индикации с. цифровьм табло. В этом случае блок 15 вывода состоит из набора дешифраторо и набора цифровых индикаторов, которые могут быть, светодиодными или жидкокристалльными матрицами или газонаполненными лампами. Каждый из выходов декад счетчиков 3 и 11 подключен к входам соответствующего дешифратора, выход которого подключе к цифровому индикатору. При этом каждый из выходов счетчиков З.и 1-1 представл ет собой один из разр дов параллельного двоичного кода значени  числа, записанного в соответствующем разр де счетчиков 3 и 11 . В этом случае цифровые индикаторы блока 15 вывода высвечивают информации о числах, записанных в соответствующих разр дах счетчиков 3 и 11. Результат измерени  отсчитьгоаетс  после переключени  триггера 7 в положение Индикаци  и представл етс  в виде а.10 , где а - число, записанное в счетчик 3(L), b - число, записанное в счетчик 11(п).

Разр дность индицируемых чисел а и Ь равна или меньше количества декад счетчиков 3 и 11 соответственно . При переполнении счетчика 3 в блоке 15 вывода включаетс  индикатор Переполнение. Надлежащим выбс ром количества декад в счетчике 3

71147

и делителе 10 можно добитьс  сн ти  ограничени  подачи на вход 17 сигнала с меньшей частотой.

По сравнению с прототипом в предложенном устройстве выбор автоматического определени  времени измерени  производитс  с помощью дес тичного счетчика и двух селекторов-мультиплексоров вместо регистра сдвига, блока импульсно-потенциальных ключей , и двух блоков ИЛИ, С учетом объема остальной части устройства

8

дл  измерени  отношени  частот выигрьш в аппаратурном объеме составл ет 5-20% в зависимости от количества декад делител  частоты, разр дности счетчика 3 и степени ийтеграции элементной базы.

Кроме того, в прототипе дл  начала измерени  необходимо подать внешнюю команду Пуск. В предложенндн устройстве процесс измерени  автоматизирован , что повышает удобство пользовани  им.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ЧАСТОТ, содержащее последовательно включенные формирователь импульсов, временной селектор, десятичный счетчик импульсов и первый триггер, декадный делитель частоты, второй и третий триггеры, дешифратор, блок вывода, причем выход второго триггера соединен с вторым входом временного селектора, входы дешифратора подключены к старшим .разрядам десятичного счетчика импульсов, а выход дешифратора соединен с входом третьего триггера, при этом сигнал частоты делимого отношения поддается на вход формирователя импульсов, выходы всех разрядов десятичнот го счетчика импульсов и выход первого триггера Подключены к соответствующим входам блока вывода, а об^ нуляющие входы десятичного счетчика импульсов и первого триггера объединены, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены два селектора-мультиплексора, два коммутатора, дополнительный десятичный счетчик импульсов и формирователь импульсов обнуления, при этом соответствующие информацион-. ные входы селекторов-мультиплексоров объединены и подключены к выходам соответствующих разрядов декадного делителя частоты, обнуляющие входы которого подключены к первому -выходу формирователя импульсов обнуления, обнуляющие входы основного ! и дополнительного десятичных счетчиков импульсов и третьего триггера соединены с вторым выходом формирователя импульсов обнуления, прямой и инверсный выходы второго триггера подключены к соответствующим входам формирователя импульсов обнуления ¢, и управляющим входам коьмутатора, 3 а прямой и инверсный выходы третьего триггера подключены к,входам разрешения первого и второго селекторовмуль-иплексоров соответственно, причем выход первого селектора-мультиплексора соединен с первым информационным входом первого коммутатора, выход которого подключен к входу второго триггера, а выход второго селектора-мультиплексора подключен к входу дополнительного десятичного ' счетчика импульсов, выходы всех разрядов которого соединены с соответствующими входами блока вывода и соответствующими управляющими входами первого и второго селекторовмультиплексоров, второй информационный вход первого коммутатора соединен с выходом одного из разрядов декадного делителя частоты, вход которого соединен с выходом второго коммутатора, информационные входы которого соединены с . шинами сигнала час-; тоты делителя отношения и сигнала времени индикации.