SU636553A1 - Цифровой низкочастотный частотомер - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано при создании низкочастотных частотомеров.

Известны цифровые приборы дл  измерени  низкой частоты, использующие принцип измерени  периода низкой частоты , по обратной .величине которого вычисл ют значение исследуемой частоты , содержащие генератор опорной частоты, блок измерени  периода входной частоты, блок сравнени , счетчик 1 1 .

Однако зто устройство очень сложно и имеет низкое быстродействие.

Известно устройство, которое содержит измеритель периода неизвестной частоты, управл емый генератор образцовой частоты, счетчики, блок сравнени  2

Однако известное устройство обладает недостаточным быстродействием при преобразовании кода периода входной частоты в значение частоты.

Цель предлагаемого изобретени повышение быстродействи  устройства за счет снижени  времени преобразовани  периода частоты в значение частоты .

Claims (2)

1. Она достигаетс  тем, что в цифровой низкочастотный частотомер, содержащий генератор образцовой частоты, первый вход которого соединен с первым входом блока измерени  периода входной частоты, а выход генератора образцовой частоты, второй вход которого соединен с выходом блока сравнени , а входы блока сравнени  подключены соответственно к выходам блока измерени  периода входной частоты и счетчика импульсов образцовой частоты , счетчик результата дополнительно введены последовательно соединенные делитель частоты, счетчик остатка, первый вентиль, счетчик пор дка, а также второй вентиль, триггер, распределитель импульсов и блок перезаписи , вход которого подключен к выходу счетчика остатка, выход которого подключен ко второму входу генератора опорной частоты, к второму входу блока перезаписи и первому входу второго вентил , причем вторые входы первого и второго вентилей соединены с противофазными выходами триггера, выход второго вентил  соединен с первым входом распределител  импульсов, второй вход которого соединен с выходом блока сравнени  и входу установки в единицу триггера, информационные выходы раслределител  импульсов подклю чены ко 1входам счетчика результата соответственно, а третий выход распр делител  импульсов соединен с третьи входом генератора частоты, при этом вход делител  частоты подключен к выходу генератора опорной частоты. На чертеже дана блок-схема цифрового низкочастотного частотомера. Он состоит из измерител  1 периода , счетчика 2 результата, блока 3 сравнени  кодов, приемного счетчика 4, триггера 5 управлени , распределител  6, блока 7 перезаписи, блока 8 совпадени , генератора 9 образ цовой частоты, делител  10 на дев ть счетчика II остатка, блока 12 совпадени  и счетчика 13 пор дка. К измерителю 1 периода подключены вход Запуск устройства и вход подачи неизвестной частоты {. Выход измерител  1 периода подключен к пер вому входу управлени  генератора 9 образцовой частоты, выход которого св зан со входом приемного счетчика и через делитель 10 на дев ть с входом счетчика 11 остатка. Информационные выходы измерител  периода св заны с входами блока 3 сравнени  кодов, другие входы которого подключены к информационным выходам приемного счетчика 4, вход сброса в нуль которого св зан с вторым входом распределител  6 импульсо с выходом блока 3 сравнени  кодов и входом установки в единичное состо ние триггера 5. Единичный выход триггера 5 соединен с вторым входом блока 8 совпадени , выход которого подключен к первому входу распределител  б, нулевой выход триггера 5 соединен с вторым входом блока 12 совпадени , первый вход которого соединен с вторым выхо дом генератора 9 образцовой частоты с выходом счетчика11 остатка с входом блока 7 перезаписи и первым входом блока 8 совпадени . Потенциальны входы блока перезаписи соединены с и формационными выходами приемного сче чика 4, а выходы подключены к соответствующим входам записи счетчика остатка, выход блока 12 совпадени  подключен к входу счетчика 13 пор д ка. Импульсные выходы распределител  6 соединены с соответствующими д кадами счетчика 2 результата. Выход переполнени  распределител  6 подкл чен к третьему входу генератора 9 образцовой частоты. Цифровой низкочастотный частотом работает следующим образом. В исходном состо нии триггер 5 и меритель 1 периода, приемный счетчик 4, счетчик 2 результата сброшен в состо ние нул . Счетчик 11 остатк установлен в состо ние 2-2, где П - разр дность счетчика 11. Делитель 10 на дев ть установлен в состо ние Восемь, Блок 8 совпадени  закрыт по второму входу, а блок 12 совпадени  открыт по второму входу. Распределитель 6 подготовлен к подаче импульсов с выхода блока 3 сравнени  кодов в старшую декаду счетчика 2 результата. Измер ема  низка  частота i , поступает на вход измерител  1 периода низкой частоты. По команде .Запуск производитс  измерение периода этой частоты. По окончании измерени  периода цифровой измеритель 1 запоминает результат измерени  }j- и запускает генератор 9 образцовой частоты по первому входу.. Первый импульс с выхода генератора 9 поступает на вход счетчика 4, а также на вход делител  10 на дев ть. При этом последний переполн етс  и на его выходе возникает перепад, который приводит к записи первого импульса в счетчик 11 остатка. В нем будет зафиксирован код числа 2 - 1, а в счетчике 4 - число 1 . С приходом последующих дев ти импульсов на выходе делител  10 снова возникает перепад, который записывает в счетчик 11 остатка второй импульс , что приводит к его переполнению . За это врем  на вход приемного счетчика 4 поступило дес ть импульсов. При этом, в каждый текущий момент времени коды приемного счетчика 4 код результата измерени  периода Krf сравниваютс  блоком 3 сравнени  кодов, котор )ый при равенстве кодов вырабатывает сигнал, который сбрасывает в нуль приемный счетчик 4, прокидывает триггер 5 и поступает на вход распределител  6. После этого приемный счетчик 4 снова заполн етс  импульсами до момента равенства кодов Ымл и 1 , после чего все повтор етс . Если переполнение счетчика 11 остатка происходит раньше, чем по витс  выходной импульс устройства 3 сравнени  кодов, т.е. выходной импульс счетчика остатка проходит через открытый блок 12 совпадени  на вход счетчика 13 пор дка и заносит в него единицу. Этот же импульс поступает на вход записи блока 7 перезаписи и записывает из приемного счетчика 4 в счетчик 11 остатка двоичный код числа 10, Начинаетс  процесс умножени  числа 10 на 9, т.е. до момента по влени  сигнала на выходе счетчика 11 остатка на вход приемного счетчика 4 поступит еще 90 импульсов, т.е. его код будет равен lO-i-90-lOO, а в счетчик 13 пор дка заноситс  втора  единица и т.д. Так продолжаетс  до тех пор, пока на выходе блока 3 сравнени  кодов не по витс  первый импульс, который сбросит в нуль приемный счетчик 4, через -т распределитель 6 поступит в старшую декаду счетчика 2 ре: ультата, опрокинет триггер 5, благодар  чему блок 8 совпадени  откроетс , а блок 12 совпадени  закроетс . С этого мо мента начинаетс  заполнение декад счетчика 2 результата и прекращаетс поступление импульса на счетчик 13 пор дка. Заполнение декад счетчика 2 результата , т.е. формирование результата , происходит следующим образом. Выходной счетчик измерител  1 пе риода, блок 3 сравнени  кодов и при емный счетчик 4 представл ет собоЯ делитель где N - 1,10,100,1000... и т.д., в зависимости от пор дка значени  Н. Формирование значег и  Ц описано ранее . В процессе делени  Y- N/N7- числ импульсный код целочисленной части отношени  .W / М, поступает в старшую декаду счетчика 2 резульглт В момент окончани  формировани  чис лоимпульсного кода значени  ( в при емном счетчике 4 остаетс  остаток -ent 1. Импульс с выхо 1мИ да счетчика 11 остатка, свидетельствующий об окончании формировани  число - импульсного кода f{ , проход через блок 8 совпадени  на управл ю щий вход распределител  6. Благодар этому распределитель устанавливаетс в состо ние, обеспечиван)щее прохожде ние информации во вторую декаду сче чика 2 результата. Этот же импульс поступает на вход записи блока пере записи и записывает в счетчик 11 ос татка код 2 Д 1. Начинаетс  процесс умножени  Д 1x9.9 и, I импульсо суммируетс  с остатком Д1 в приемном счетчике, в результате и, 1 + Д 1.9 10 л 1. В делителе производитс  деле ние iO-ul/Hrp, а число - импульсный код целочисленной части отношени  10 uLl . T, во вторую -поступает декаду счетчика результата. В момент окончани  формировани  9 I импульсов в приемном счетчике остаетс  ост iOAl riOill --ent 11 . Импуль т 1- тс выхода счетчика 11 остатка сдвигае распределитель б информашш в состо  ние, обеспечивающее прохождение инфо мации в третью декаду счетчика 2 результата , и записывает в счетчик 11 остатка код 2 - Ь 2. Начинаетс  пр цесс умножени  Д 2x9. Далее прог;есс получени  результата продолжаетс  3 аналогично. Если любой остаток й О, то процесс прекращаетс , так как генератор 9 образцовой частоты запираетс  по второму управл ющему входу. Если ни один из остатков Д i О, то при переполнении распределител  6 сигнал с его выхода окончани  процесса запирает генератор 9 образцовой частоты по третьему управл ющему входу , и процесс прекращаетс . Результат процесса измерени  низЕсой частоты будет представлен в счетчике результата в виде T.(.,. Г10 A.t1 10 bn-1где 10 - частота заполнени  периода Т в n3N5epHTe.ne периода, d - Ч11сло импульсов, поступивип;х на вход счетчика 13 пор дка. Врем  вь числени  П дес тичных разр дов дробной части равно i /ч . t,,p j (,H) А общее врем  вычислени  резчльтата ог111едел етс  выражениегt Tl I 9Ai + i i V 1 Формула изобретени  Цифровой низкочастотный частото -iep , содержащий генератор образг овон частоты, первый вход которого соединеь: с первым входом 6JiOKa измерени  периода входной частоты, и выход Геиератора образцовой частоты подключен ко входу счетчика импульсов образцовой частоты, второй вход которого соединен с выходом блока сравнени , а входы блока сравие и  подключены соответственно к выходам блока измерени  периода входной частоты и счетчика импульсов образцовой частоты, счетчик результата, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него дополнительно введены последовательно соединенные делитель частоты, счетчик остатка, первый вентиль, счетчик пор дка, а также второй вентиль, триггер, распределитель импульсов и блок перезаписи, вход которого подключен к выходу счетчика импульсов опоргюй частоты, а выход блока перезаписи подключен ко входу счетчика остатка, выход которого подключен второму входу гснератора опорной частоты, ко второму входу блока перезаписи и первому входу второго ентил , вторые входы первого вентилей соединены с протиофазничи выходами триггера, выход второго вентил  соединен с перы-дм ВХОДСГ.1 1)аспределител  импульсов, второй вход которого соединен с вьссодом блока сравнени  и входу установки в единицу триггера, информационные выходы распределител  импульсов подключены ко входам счетчика результата соответственно, а третий выход распределител  импульсов соединен с третьим входом генератора опорной частоты, при этом вход делител  час63 8 тоты подключен к выходу генератора опорной частоты. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: . Авторскоесвидетельство СССР . 329479, кл. С01 Р 23/10, 20.04.70,
2. 2. Авторскоесвидетельство СССР № 256866, кл. С01 Р 23/10, 20.11.67.

   Запуск

   П П D-