SU1330575A1 - Цифровой частотомер - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  частоты. Частотомер содержит формирователь 1 импульсов , блок 2 управлени , счетчик 3, блок 4 выбора диапазонов измерени , блок 5 согласовани , микроЭВМ . 6, генератор опорной частоты 7, делитель 8 частоты, группы элементов И 9, состо щие из элементов И 9.1-9.П, где п - число диапазонов измерени , элемент ИЛИ 10, элемент И 11, вход устройства Пуск 12. Введение в устройство блоков 4 и 5, микроэвм 6 и новых св зей между блоками позволило повысить быстродействие устройства за счет того, что измерение периода на любом диапазоне происходит за врем , которое практически равно одному периоду измер емого сигнала. 1 ил. i (Л со 00 о ел ел

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  частоты.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи .

На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого цифрового частотомера.

Цифровой частотомер состоит из формировател  1 импульсов, блока 2 управлени , счетчика 3, блока 4 выбора диапазона измерени , блока 5 согласовани , микроЭВМ 6, генератора 7 опорной частоты, делител  8 частоты , группы элементов И 9, состо щей из элементов И 9.1-9.П (п - число диапазонов измерени ), элемента ИЛИ 10, элемента И 11 и входа Пуск 12.

Формирователь 1, вход которого  вл етс  входом цифрового частотомера, выходом подключен к первому входу блока 2 управлени . Генератор 7 опорной частоты подключен к входу делител  8 частоты, выходы которого под- . кпючены соответственно к первым входам группы элементов И 9, по выходу объединенных элементом ИЛИ 10, выход которого подключен к первому входу элемента И 11, выходом подключенного к первому входу счетчика 3, а вторым входом - к первому выходу блока 2 управлени , второй вход которого соединен с вх.одом Пуск 12, Второй выход блока 2 управлени  подключен к первому входу блока 4 выбора диапазона измерени  и второму входу счетчика 3, а третий выход - к второму входу блока 5.согласовани . К третьему входу счетчика 3 подключен первый выход блока 4 выбора диапазона измерени , к второму входу которого подключен первый выход счетчика 3, информационные выходы которого соеди- .нены шиной с блоком 5 согласовани , соединенным шинами ввода и управлени  с микроэвм 6. Выходы блока 4 выбора диапазона измерени  подключены соответственно к вторым входам группы элементов И 9. Информационные выходы блока 4 выбора диапазона измерени  шиной соединены с блоком 5 согласовани .

Цифровой частотомер работает следующим образом.

При включении питани  счетчик 3 обнул етс , блок 4 выбора диапазона устанавливаетс  в Состо ние, соответствующее первому (высшему) диапазону измерени , когда на одном из его выходов формируетс  потенщ1ал, поступающий на второй вход элемента И 9 первого диапазона, например элемент 9.1, а на информационных выходах , шиной сосгдиненных с блоком 5 согласовани , формируетс  код первого диапазона измерени . Одновре - менно генератор 7 вырабатывает сигналы опорной частоты с периодом следовани  1 , поступающие на делитель 8, который подает на первые входы элементов И 9 импульсы кратных час- тот с коэффициентами делени  (периоды их сле.до вани  на каждом i-м

где m - це-.

диапазоне Т; Т„

С1(

лое положительное число: 2,3,4,...). Таким образом, на первый вход элемента И 11 через элемент И 9.1 первого диапазона и элемент ИЛИ 10 пода-, ютс  импульсы с периодом следовани  Т, m Tj. , что соответствует первому диапазону измерени .

Одновременно при включении питани  блок 2 управлени  осуществл ет синхронизацию поступающих на его вход измер емых импульсов с сигналами встроенного в него управл емого генератора , задающего врем  измерени , которое в общем случае равно :

И}«

где Т

Т

5

-изм.п

Обр

0

4-Т +Т

ИЗА.П Обр инд

-врем  измерени ;

-.врем  измерени  периода входного сигналаj

-врем , необходимое дл  ввода результата измерени  Т в микроэвм и вычисление величины F

х

ИНД

врем  индикации полученного результата. По вление измер емых импульсов на первом выходе блока 2 управ11ени  возможно после Подачи сигнала Пуск, при этом первый импульс измер емой частоты с первого выхода блока 2 управлени  поступает на второй вход элемента И 11. Сформированные таким

образом временные ворота, равные

длительности периода измер емого сигнала, заполн ютс  импульсами с периодом следовани  Т, т . Счетчиком 3 подсчитываетс  число этих 5 импульсов, которое за врем  периода измер емого сигнала будет равно:

п Тч

m

При определенной разр дности (Р) счетчика возможны два измер ема  частота лежит в пределах первого (высшего) диапазона, период Т достаточно мал и переполнени  счетчика 3 не происходит. Тогда с приходом заднего фронта измер емого импульса блок 2 управлени  формирует одновременно на втором выходе короткий импульс, а на третьем - потенциал высокого уровн . Этот потенциал  вл етс  разрешающим дл  ввода блоком 5 согласовани  результата измерени  Т со счетчика 3 и блока выбора диапазона (формирующего в этом случае код первого диапазона) в мик- роЭВМ 6. По заднему фронту короткого импульса, поступающего с второго выхода блока 2 управлени  одновременно на второй вход счетчика 3 и первый вход блока ,4 выбора диапазона, счетчик 3 обнул етс , а блок 4 выбора диапазона устанавливаетс  в состо ние , соответствующее первому диапазону измерени  (в данном случае никаких изменений состо ни  блока 4 выбора диапазона не происходит). Микроэвм 6 производит вычислени  величины:

1

СЧ

n-m

Во втором случае, когда измер ема  частота оказываетс  ниже первого диапазона, за врем  периода Т;( счетчик 3 переполн етс . Сигнал переполнени  с первого выхода счетчика 3 поступает на второй вход блока 4 выбора диапазона. Блок 4 выбора диапазона снимает разрешающий потенциал с второго входа элемента И 9.1 первого диапазона и подает его на второй вход элемента И 9.2 второго диапазона , вследствие чего .на пер вый вход элемента И 11 через элемент И 9.2 второго диапазона и элемент ИЛИ 10 поступают импульсы с периодом следо

Т2.

m

сч

Одновременно с

переключением разрещающего потенциала блок 4 выбора диапазона формирует .код второго диапазона и подает сигнал с первого выхода на третий вход счетчика. Этот сигнал в виде единищл записываетс  в соответствующий раз- , р д счетчика, наличие этой единицы

I . -  

учитьгоает результат счета: Т,

где

Т

верхний предел перво о диапазона на предыдущем (первом) диапа- измерени . Оставша с  часть заполн етс  им временных ворот

гп

пульсами с периодом следовани  га . Т , число которых (если измерение закончилось во втором диапазоне ) равно:

10

т

Чц

где Т - часть длительности сигнала Т, измер ема  непосредственно во втором диапазоне. Общее количество импульсов длительностью т TCI , зафиксированное в счетчике 3 к моменту окончани  измерени  периода Т., :

п(Те .

m

-)

-Н2

4,

т

т

т

сч

25 где Т - нижний предел второго диапазона (Т,., Т,. ) .

Н2

&1

С приходом заднего фронта измер емого сигнала Т блок 2 управлени  вырабатывает управл ющие сигналы, в 0 соответствии с которыми блок 5 согласовани  вводит результат измерени  Т в микроэвм 6, счетчик 3 обнул етс , блок 4 выбора диапазона устанавливаетс  в исходное состо ние, а микроэвм 6 вычисл ет величину FX:

5

/

FX

1

СЧ

п -т

Второй случай может повторитьс  Q при измерении Т на очередном диапазоне . При этом переполнение счетчика 3 свидетельствует о необходимости перехода на следующий, более низкий, диапазон измерени .

45

50

Поскольку пределы каждого диапазона кратны также т, то количество импульсов , зафиксированное в счетчике 3 к моменту окончани  измерени , происшедшее на i-м диапазоне:

HI

LXi

mf - -T

mC - -T.

5g Ввиду того, что нижний предел каждого i-ro диапазона , то:

п m

(i--)

ml - Т

-yj

СЧ

,TH. Тсч

h

5 . 1330575 ание счислени  выбрать количество разр дов (Р)

ди ЭВ во сч лю пр ме

log

m

LC4

и единицу необходимо записывать (при каждом переходе на очередной диапазон измерени ) в старший разр д счетчика 3.

По окончаний текущего измерени  Т блок 2 управлени  вырабатывает сигналы, в соответствии с которыми блок 5 согласовани  вводит результат измерени  величины Ту в микроЭВМ 6 в виде кодов: со счетчика 3 - в виде кода величины п, а с блока- 4 выбора

блок 4 выбора диапазона уста- 20

диапазона - в виде кода величины т , после чего счетчик 3 обнул етс 

навливаетс  в состо ние, соответст- вующее первому диапазону измерени , а микроэвм 6 производит вычисление част-Ъты измер емого сигнала по формуле

25

где F

1Т

оп

1

1

СЧ

п-т

(

Fon

п.

- частота генератора

При выборе величины т, равной дес ти ., и счетчика 3 двоично-дес тичным с представлением каждого разр д в коде 1-2-3-4-8, количество разр дов .счетчика 3

Р

а микроэвм 6 производит вычисление FV. по формуле

п- 10. Наличие единицы на одном из информационных выходов блока 4 выбора . диапазона свидетельствует о том, что измерение закончилось в соответствую- щем диапазоне, т.е. параллельный код, формируемый блоком 4 выбора диапазона , определ ет пор док величины Fv .

Редактор А.Лежнина

Составитель Е.Минкин Техред В.Кадар

Заказ 3579/48 Тираж 730Подписное

ВНШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

75

Введение в устройство блока выбора диапазона, блока согласовани , микро- ЭВМ и новых св зей между блоками позвол ет повысить быстродействие за . счет того, что измерение периода на любом диапазоне происходит за врем , практически равное одному периоду измер емого сигнала.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой частотомер, содержащий формирователь, вход которого  вл етс  входом устройства, а выход подключен к первому входу блока управлени , генератор опорной частоты,. подключенный к входу делител  частоты , выходы которого подключены соответственно к первым входам группы элементов И. по выходу объединенных элементом ИЛИ,, выход которо- го подключен к первому входу элемента И, выходом подключенного к первому входу счетчика, а второй вход элемента И подключен к первому выходу блока управлени , второй вход которого  вл етс  входом Пуск, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены блок выбора диапазона измерени , блок согласовани  и микроЭВМ, причем второй выход блока управлени  подключен к первому входу блока выбора диапазона измерени  и второму входу счетчика , а третий выход блока управлени  - к входу блока согласовани , к третьему входу счетчика подключен первый выход блока выбора диапазона измерени , к второму входу которого подключен первый выход счетчика, информационные выходы которого соединены шиной с блоком согласовани , соединенного шинами ввода и управлени  с микроэвм, выходы блока выбора диапазона измерени  подключены соответственно к вторым входам группы элементов И, а информационные выходы блока выбора диапазона измерени  шиной соединены с блоком согласовани .

   Корректор И.Муска