SU756304A1 - Цифровой частотомер - Google Patents

Description

Изобретение относится к области, автоматики и информационно-измерительной техники. Частотомер предназначается для измерения частоты с выдачей результата измерения в цифровом коде, пригодном для ввода в электронную цифровую вычислительную . машину.

Известны цифровые частотомеры, содержащие двухканальную схему измерения, первый канал которых содержит последовательно включенные генератор, формирователь импульсов, ключ и счетчик эталонной частоты, второй канал содержит формирователь импульсов, ключ и счетчик измеряемой частоты, причем ключи обоих каналов подключены к выходу управляющего триггера [1] ·

10

15

Наиболее близким по технической сущности к. изобретению является частотомер, содержащий двухканальную схему измерения частоты, один канал которой выполнен в виде последователь-25 но соединенных генератора, формирователя, ключа и счетчика эталонной частоты, другой канал содержит последовательно соединенные формирователь импульсов, ключ и счетчик измеряемой частоты, а также схему совпадения, подключенную к выходам формирователей импульсов обоих каналов, выход которой через триггер подключен к вторым-входам ключей, дополнительный формирователь, подключенный к входу второй схе^ы совпадения, на другой вход которой поступает импульс окончания интервала измерения, формируемый с помощью третьей схемы совпадения и третьего ключа,, связанными со счетчиком эталонной частоты [2] В этом частотомере время одного цикла измерения (т. е. суммарное время интервала измерения и паузы) изменяется в зависимости от отношения измеряемой и эталонной частот, а также в зависимости от длительности импульсов на выходах первого и второго формирователей импульсов. Это происходит потому, что начало интервала измерения определяется моментом совпадения импульсов длительности ι на выходе формирователей обоих .каналов. Однако при отношении частот ^эт _ 1 ' · Л 1 1 194

-17 - П '···« 4- ' ЗГ ' 2/ ^{Ъ 2}' ³' .

, η такой момент может совсем

I,./

3

756304

н© наступить, если последовательности импульсов частот 1_Х и!_эт сдвинуты относительно друг друга на время, превышающее длительность импульсов 1 на выходах формирователей обоих каналов»

- 1_ЭТ

При других отношениях частот эадержка момента совпадения импульсов на выходе обоих каналов относительно конца интервала измерения (длительность паузы) может изменяться от нуля до величины, значительно превышающей длительность интервала измерения. Таким образом, недостатком известного частотомера является низкое быстродействие.

Целью изобретения является уменьшение времени измерения.

Это достигается тем, что в цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенные генератор, первый формирователь импульсов, первый , ключ и счетчик эталонной частоты, выходы которого подключены к кодовым входам дешифратора, последовательно соединенные второй формирователь импульсов, второй ключ и счетчик измеряемой частоты, а также триггер управления, выход которого подключен к вторым входам первого и второго ключей, причем один из входов триггера управления соединен с выходом третьего ключа, первый и второй входы которого подключены к выходам первого ключа и дешифратора соответственно, -введены последовательно соединенные инвертор, дополнительный ключ, счетный триггер и сумматор по модулю два. Причем вход инвертора соединен с выходом второго формирователя импульсов, с другим входом триггера управления, выход которого подключен к второму входу дополнительного ключа, выход счетного триггера соединен с первым входом сумматора по модулю два, с вторым входом которого соединен выход первого разряда счетчика измеряемой частоты.

10

15

20

25

30

35

40

Блок-схема цифрового частотомера представлена на фиг. 1; временная диаграмма его работы - на фиг. 2.

Цифровой частотомер содержит двухканальную схему измерения, один канал которой состоит из генератора 1, первого формирователя 2 импульсов, первого ключа 3, счетчика эта- ³³ лонной частоты 4, другой канал из второго формирователя 5 импульсов, второго ключа 6, счетчика измеряемой частоты 7, а также триггер управления 8, дешифратор 9, третий ключ 60 10, инвертор 11, дополнительный ключ 12, счетный триггер 13, сумматор по модулю'два 14.

Частотомер работает следующим образом. 55

Передний фронт импульса частоты ιх со скважностью 0 - 2 с выхода

формирователя 5 переводит триггер 8 управления в единичное состояние, при этом открываются ключи 3, 6 и 12, Заполнение счетчика 4 импульсами эталонной частоты и счетчика 7 импульсами измеряемой частоты начинается одновременно (с точностью до одного периода эталонной частоты) и продолжается в течение всего интервала измерения, т. е. до появления импульса на выходе ключа 10. Во время интервала измерения импульсы частоты 1_х с выхода формирователя 5, сдвинутые инвертором 11 на 180°, поступают через ключ 12 на вход счетного триггера 13. Импульс окончания интервала измерения с выхода ключа 10 устанавливает триггер 8 управления в нулевое состояние, тем самым заканчивая интервал измерения 1_н.

По окончании интервала измерения на счетчике 7 записан код целого числа периодов измеряемой частоты, а на счетном триггере 13 зафиксирована четность числа импульсов частоты ί_х сдвинутых на 180°.

На выходе сумматора по модулю два 14 формируется значение первого после запятой разряда кода измеряемой частоты в соответствии с. таблицей.

Логический уровень выхода счетного триггера 13

Логический уровень

1-го разряда счетчика 7

Логический уровень разряда 2’¹

0 0 о

10 1

0 1. 1

11 о

Во второй разряд после запятой кода всегда записывается логическая еди'ница.

Таким образом, при совпадении значений первого разряда счетчика 7 и счетного триггера 13 код ί_κ равен т - 0,75, а при несовпадении - щ - 0,25, где ш - число целых периодов частоты за интервал измерения ί _и .

Максимальная относительная погрешность при этом равна

0,25 (0,25 1 )

При соответствующем выборе значения 1_ЭТ величиной -т—~— в формуле

погрешности можно пренебречь в широком диапазоне измеряемых частот.

Таким образом, в данной схеме

устранена зависимость длительности

5

756304

6

цикла измерения от отношения частот

-т-=— и от длительности импульсов *

частот 1 _х и 1 _эТ , а погрешность измерения частоты 1_х может быть уменьшена до величины погрешности квантования без увеличения цикла измерения. Это позволяет применить цифровой частотомер в автоматических системах с фиксированным циклом и повышенной точностью измерения.

10

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Цифровой частотомер, содержащий последовательно соединенный генератор, первый формирователь импуль- 15 сов, первый ключ и счетчик эталонной частоты, выходы которого подключены к кодовым входам дешифратора, последовательно соединенные второй формирователь импульсов, второй ключ и 20 счетчик измеряемой частоты, а также триггер управления, выход которого подключен к вторым входам первого и второго ключей, один из входов триггера управления соединен с выходом третьего ключа, первый и второй входы которого подключены к выходам первого ключа и дешифратора соответственно, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени измерения, в него введены последовательно соединенные инвертор, дополнительный ключ и счетный триггер, а также сумматор по модулю два, причем вход инвертора соединен с выходом второго формирователя импульсов и с другим входом триггера управления, выход которого подключен к второму входу дополнительного ключа, выход счетного триггера соединен с первым входом сумматора по модулю два, с вторым входом которого соединен выход первого разряда счетчика измеряемой частоты.