SU479047A1 - Электронно-счетный измеритель частоты следовани импульсов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электрои радиоизмерительной техники и может найти применение в измерительно-информационных системах с преобразованием контролируемых параметров в частоту.

Известны электронно-счетные измерители частоты следовани  импульсов, которые могут работать как в режиме измерени  частоты, так и в режиме измерени  периода, и состо т из генератора тактовых импульсов, триггеров, временных селекторов, счетно-индикаторных декад, делителей частоты и элемента задержки .

Однако такие измерители частоты имеют неравномерное распределение величины погрешности по диапазону измер емых частот. Если в начале диапазона (при использовании режима измерени  периода) и в конце диапазонов (при использовании режима измерени  частоты) удаетс  получить достаточно малую величину погрешности, то в середине диапазона погрешность резко возрастает и превышает минимальную величину погрешности на несколько пор дков.

Цель изобретени  - обеспечение более высокого посто нства величины погрешности по всему диапазону измер емых частот с одновременным получением результата измерени  в единицах частоты.

Это достигаетс  тем, что первый временной

селектор через формирователь импульсов и второй временной селектор, второй вход которого подключен к единичному выходу первого триггера, соединен с нулевым входом второго

триггера, единичный вход которого подключен к входу формировател  импульсов, а единичный выход соединен с входом третьего временного селектора, через который генератор тактовых импульсов подключен к управл юш ,ему входу первого делител  частоты, выход которого через первый дешифратор соединен с единичным входом первого триггера и через вентильную группу - с одним из входов первого счетчика, второй вход которого

через второй делитель частот и четвертый временной селектор подключен к выходу генератора тактовых импульсов. Выход первого счетчика через второй дешифратор соединен с вторым входом вентильной группы, с первым

входом устройства управлени  и с одним из нулевых входов третьего триггера, единичный выход которого подключен к второму входу четвертого временного селектора, выход последнего соединен с счетным входом первого

делител  частоты, выход которого через остальные временные селекторы, вторые входы которых подключены к выходам устройства управлени , соединен с счетно-индиакторными декадами. Выходы последней декады через

третий дешифратор подключены к второму

входу устройства управлени , а выход второго дешифратора через первый и второй элементы задержки соединены с единичным входом третьего триггера и с входом сброса первого делител  частоты.

На чертеже показана блок-схема электронно-сч ,етного измерител  частоты следовани  импульсов.

Вход 1 измерител  служит дл  подачи импульсов измер емой частоты, вход 2  вл етс  входом запуска. Вход 1 соединен с временным селектором 3, управл ющий вход которого подключен к единичному выходу триггера 4. Единичный вход триггера вместе с нулевым входом триггера 5 подсоединен к входу 2. Выход временного селектора 3 подключен к единичному входу триггера б и к входу формировател  7 импульсов, формирующего импульсы с временным интервалом, измен ющимс  по закону геометрической прогрессии. Формирователь импульсов формирует на выходе импульсы после поступлени  на его вход импульсов (где , 2, 3, ..., k). Выход формировател  7 нодключен к импульсному входу временного селектора 8, управл ющий вход которого св зан с единичным выходом триггера 5, а выход - с нулевыми входами триггеров 4 и 6 и с единичным входом триггера 9. Единичные входы триггеров 6 и 9 подключены к входам управлени  временных селекторов 10 и И, импульсные входы которых подключены к выходу генератора 12 высокостабильных тактовых импульсов. Выход селектора 10 подключен к установочному входу управл емого делител  13 частоты, счетный вход которого вместе с входом делител  14 частоты импульсов на 10 подключен к выходу селектора 11. Выходы установочных разр дов делител  13 частоты через дешифратор 15 числа импульсов подключены к единичному входу триггера 5. Выходы счетных разр дов делител  непосредственно через вентильную группу 16 подключены к входам соответствующих разр дов реверсивного счетчика 17, вычитающий вход которого подключен к выходу делител  14 частоты, а выходы разр дов через дещифратор 18 нул  подключены к управл ющему входу вентильной группы 16, к одному из входов устройства 19 управлени , к одному из нулевых входов триггера 9, через элемент 20 задержки к одному из его единичных входов, через элемент 21 задержки к входу сброса счетчиковой части делител  13.

Счетный выход управл емого делител  13 частоты через временные селекторы 22, 23, ..., 24, управл емые устройством 19 управлени , подключены к счетным входам счетно-индикаторным декадам 25, 26, ..., 27, причем последн   счетна  декада 27 через дешифратор 28 св зана с вторым входом устройства управлени . Один из выходов устройства управлени  подключен к нулевому входу триггера 9. Вход 2 соединен с реверсивным счетчиком 17 таким образом, что сигнал на входе 2 устанавливает счетчик 17 в положение Ю - . Выход формировател  7 импульсов через счетчик 29 импульсов и дешифратор 30 состо ний подключен к индикатору положени  децимальной точки.

Электронно-счетный измеритель частоты следовани  импульсов работает следующим образом.

В исходном положении триггеры 4, 5, 6 и 9, счетно-индикаторные декады 25-27 наход тс  в нулевом состо нии, все временные селекторы измерител , кроме временного селектора 22, закрыты. Реверсивный счетчик 17, делитель 14 и управл емый делитель 13 наход тс  в исходном нулевом состо нии. На

вход 1 и на импульсные входы временных

селекторов 10 и 11 поступают импульсные

сигналы соответственно измер емой частоты и

частоты генератора 12 тактовых импульсов.

При измерени х на вход 2 схемы поступает

импульс запуска, который переводит триггеры 4 и 5 в единичное состо ние (при котором открываютс  селекторы 3 и 8) и вводит в реверсивный счетчик число 10- параллельным кодом. Нервый же после этого импульс

измер емой последовательности, пройд  через селектор 3, поступает на вход формировател  7 импульсов и на триггер 6, перевод  его в единичное состо ние и открыва  селектор 10, через который импульсы с генератора 12 тактовой частоты поступают на установочный вход управл емого делител  13 частоты. В делителе частоты начинаетс  установка коэффициента делени . Как только на делитель 13 поступает

импульсов с генератора 12 на выходе дещифратора 15 по вл етс  сигнал, перебрасывающий триггер 5 в единичное состо ние и открывающий селектор 8. Ближайший после этого импульс с выхода формировател  7, проход  через селектор 8, возвращает в нулевое состо ние триггеры 4 и 6 и переводит в единичное состо ние триггер 9. При переводе в нулевое состо ние триггера 4 прекращаетс  поступление в схему импульсов исследуемого

сигнала, перевод в нулевое состо ние триггера 6 приводит к прекращению изменени  коэффициента делени  управл емого делител  13 частоты. Таким образом, на вход схемы поступает

10 периодов входного исследуемого сигнала (| лежит в интервале от 1 до А в зависимости от величины измер емой частоты), а на установочный вход делител  13 за это врем  - /V импульсов с периодом следовани  Го с генератора 12 тактовых импульсов.

Частота входного сигнала fsx может быть определена как результат делени 

10

Обычно TQ выбирают равным 10 сек. (где р - соответствующее целое число). Следовательно , дл  получени  значени  частоты непосредственно в герцах необходимо делить на Л число 10 в соответствующей степени.

Этап вычислени  и индикации значащих цифр в значении частоты начинаетс  с перевода в единичное состо ние триггера 9. При этом через открытый селектор 11 на счетный вход управл емого делител  13 непосредственно и на вычитающий вход реверсивного счетчика 17 через делитель 14 поступают импульсы с генератора 12. Поскольку в реверсивный счетчик импульсом запуска введено число , то через селектор 11 проход т 10 импульсов, пока реверсивный счетчик 17 не установитс  на нуль, о чем свидетельствует по вление на выходе дешифратора 18 импульса, перевод щего триггер 9 в нулевое состо ние.

Поскольку , то на выходе делител  13 по вл етс  последовательность из NI импульсов, (), причем N представл ет собой первую значащую цифру величины измер емой частоты. Эти NI импульсов через селектор 22 поступают на вход счетноиндикаторной декады 25 и на ее индикаторе высвечиваетс  перва  значаща  цифра величины частоты.

Импульс на выходе дещифратора 18, кроме воздействи  непосредственно на триггер 9, поступает на устройство 19 управлени , вызыва  запирание селектора 22 и открывание селектора 23, и на управл ющий вход вентильной группы 16. Благодар  этому осуществл етс  перезапись в реверсивный счетчик 17 остатка от делени  из управл емого делител  13, затем после задержки в элементе 21 сбрасываетс  на нуль счетчикова  часть делител  13 (но его коэффициент делени  попрежнему остаетс  равным Л, из-за отсутстви  изменений в установочной части), а после задержки в элементе 20 вновь переводитс  в единичное состо ние триггер 9.

Цикл делени  повтор етс  с той лишь разницей , что в реверсивном счетчике записан остаток от предыдущего делени . Целое число импульсов, получивщеес  в результате делени  поступает на счетно-индикаторную декаду 26 и высвечивает вторую значащую цифру, вновь срабатывает дешифратор 18, и цикл повтор етс . После того, как соответствующее число имупльсов в результате очередного цикла делени  поступает на последнюю декаду 27, срабатывает дешифратор 28 и передает сигнал на устройство 19 унравлени . При этом очередной сигнал с дешифратора 18 задерживаетс  в устройстве управлени  на врем , большее времени задержки в элементе 20, остаетс  высвеченным требуемое количество и поступает на нулевой вход триггера 9, прекраща  работу устройства. Ца индикаторах значащих цифр величины измер емой частоты.

Дл  индикации положени  децимальной точки импульсы с выхода формировател  7 поступают на счетчик 29, который св зан с дешифратором 30. В зависимости от числа импульсов на выходе формировател  7 по вл етс  напр жение на различных выходах дешифратора 30, с каждым из которых св зана сво  лампочка индикации, соответствующего положени  децимальной точки.

Предмет изобретени 

Электронно-счетный измеритель частоты следовани  импульсов, содержащий генератор

тактовых импульсов, триггеры, формирователь импульсов, счетчики, вентильные группы , временные селекторы счетно-индикаторные декады, делители частоты, дешифраторы, элементы задержки и устройство управлени ,

отличающийс  тем, что, с целью повышени  посто нства величины погрешности по диапазону измер емых частот, первый временной селектор через формирователь импульсов и второй временной селектор, второй вход которого подключен к единичному выходу первого триггера, соединен с нулевым входом второго триггера, единичный вход которого подключен к входу формировател  импульсов , а единичный выход соединен с входом

третьего временного селектора, через который генератор тактовых импульсов подключен к управл ющему входу первого делител  частоты , выход которого через первый дешифратор соединен с единичным входом первого

триггера и через вентильную группу - с одним из входов первого счетчика, второй вход которого через второй делитель частоты и четвертый временной селектор подключен к выходу генератора тактовых импульсов, при

этом выход первого счетчика через второй дещифратор соединен с вторым входом вентильной группы, с первым входом устройства управлени  и с одним из нулевых входов третьего триггера, единичный выход которого подключен к второму входу четвертого временного селектора, выход последнего соединен с счетным входом первого делител  частоты, выход которого через остальные временные селекторы вторыми входами, подключенными к

выходам устройства управлени , соединен с счетно-индикаторными декадами, причем выходы последней декады через третий дешифратор подключены к второму входу устройства управлени , а выход второго дещифратора

через первый и второй элементы задержки соединены с единичным входом третьего триггера и с входом сброса первого делител  частоты .