SU828105A1 - Цифровой частотомер-периодомер - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах дл  измерени  частотно-временных параметров электрических сигналов.

Известен цифровой периодометр с автоматическим выбором пределов измерени , содержащий генератор образцовой частоты , формирователь меток времении, счетчик результата, регистр пределов и устройство автоматического управлени  {.

Недостатком известного периодомера  вл етс  ограничение диапазона частот входных сигналов.

Известен цифровой частотомер-периодомер , содержащий счетчик результата и счетчик пределов, подключенные выходами к цифровому отсчетному устройству, а также первый и второй триггеры, первый и второй ключи и формирователь меток времени , один выход iKOTOporo подключен к синхровходу второго триггера и входу второго ключа, а другой - к единичному входу первого триггера, синхровходом св занного с выходом счетчика результата, а инверсным- с D-входом второго трииггера, выход которого соединен с управл ющими входами обоих ключей, причем вход первого ключа подсоединен с счетному входу

счетчика результата, а выход второго ключа - к входу счетчика пределов 2.

Предел измерени  автоматически переключаетс  до тех пор, пока в счетчике результата не будет зафиксировано число, составл ющее 9% от его полной емкости.

Недостаток известного частотомера-периодомера - ограничение снизу диапазона измер емых частот, поскольку при измерении периода отсутствует возможность измен ть частоту квантовани , а измен етс  только количество усредн емых периодов, и ограничение диапазона изменений частоты во врем  измерений.

Цель изобретени  - повыщение надежности и расщирение диапазона входных частот.

Эта цель достигаетс  тем, что в цифровой частотомер-периодомер, содержащий счетчик результата и счетчик пределов, подключенные выходами к цифровому отсчетному устройству, а также первый и второй триггеры, первый и второй ключи и формирователь меток времени, один выход которого подключен к синхровходу второго триггера и входу второго ключа, а другой- к единичному входу первого триггера , синхровходом св занного с выходом счетчика результата, а инверсным выходом -с /)-входом второго триггера, выход которого соединен с управл ющими входами обоих ключей, введен управл емый делитель частоты, сигнальный вход которого соединен с выходом первого ключа, а выход - со счетным входом счетчика результата , выход переполнени  которого- св зан со свОИм установочным входом, а также с импульсным управл ющим входом управл емого делител  частоты и вычитающим входом счетчика пределов, суммирующим входом подключенным к выходу второго ключа.

Структурна  схема предложенного цифрового частотомера-периодомера показана на чертеже.

Цифровой частотомер-периодОМе|р содержит цифровое отсчетное устройство 1, счетчик 2 пределов, счетчик 3 результата, делитель 4 частоты в составе делител  4-1 частоты , дополнительного счетчика 4-2 импульсов , дешифратора 4-3 и элемента И-ИЛИ 4-4, ключи 5 и 6, триггеры 7 и 8, формирователь 9 меток времени, а также входные шины 10, 11.

При измерении частоты сигнал неизвестной частоты /X подаетс  на входную шину 10, а образцовой /о - на входную шину 11. Каждый первый цикл измерени  начинаетс  с приходом сигнала К, который вырабатываетс  блоком управлени  (на чертеже условно не показан) дл  приведени  в исходное состо ние всех узлов прибора. Формирователь 9 меток времени после окончани  импульса сброса на одном своем выходе образует метки, расставленные во времени после опорной по закону , где п - номер метки. То - период образцовой частоты .

Опорна  метка включает триггер 8, который открывает оба ключа 5 и 6. Вследствие этого импульсы с частотой следовани  fx начинает поступать на вход делител  4-1 управл емого делител  4 частоты, а метки времени - на суммирующий вход счетчика 2 пределов. Поскольку дополнительный счетчик 4-2 находитс  в нулевом положении, с управл емого делител  4 частоты на вход счетчика 3 результата поступают импульсы с частотой следовани  fx.

Первым импульсом, поступившим на старший значащий разр д счетчика 3, включаетс  триггер 7, и ближайша  после этого, момента времени метка с формировател  9 переводит триггер 8 в нулевое состо ние , прекраща  процесс счета.

Если до окончани  времени измерени  счетчика переполнитс  (что может произойти при увеличении входной частоты), импульс с его выхода запишет в старший значащий разр д «1, убавит на «1 число в счетчике 2 пределов и увеличит в 10 раз коэффициент делени  входной частоты в управл емом делителе 4.

Последнее осуществл етс  следующим

образом. Импульсом переполнени  счетчика 3 дополнительный счетчик 4-2 переводитс  из нулевого в первое положение. Счетчик 4-2 через дешифратор 4-3 управл ет элементом И-ИЛИ 4-4 таким образом, что на его выход с делител  4-1 проход т импульсы с частотой следовани  /W10. Вследствие этого после первого переполнени  счетчик 3 будет заполн тьс  частотой/ж/10.

При повторном переполнении счетчика 3 все описанные процессы повтор ютс , и на его вход подаетс  частота /ж/100.

После окончани  процесса счета результат и номер предела индицируютс  цифровым отсчетным устройством 1. Если до момента формировани  метки времени самого низкого предела на старший значащий разр д счетчика 3 не поступит ни одного импульса, измерение заканчиваетс  на этом

пределе благодар  включению триггера 7 сигналом с второго выхода формировател  9.

При измерении периода исследуемый сигнал нужно подавать на шину И, а образцовую частоту - на шину 10. Работа схемы происходит аналогично. Если длительность измер емого периода значительна, врем  счета будет равно одному периоду, а частота квантовани  будет измен тьс  по

мере переполнени  счетчика 3. При измерении периода высокой частоты будет измен тьс  количество усредн емых периодов неизвестного сигнала с помошью формировател  9. При изменении входной частоты возможно сочетание обоих вариантов, которые реализуютс  без каких-либо вмешательств оператора.

Таким образом, введение в схему прибора управл емого делител  частоты 4 позвол ет повысить надежность, поскольку исключаютс  возможные сбои из-за переполнени  счетчика 3. Кроме того, прибор имеет широкий диапазон измерени  периода за счет изменени  квантующей частоты и

количества усредн емых периодов. В данном приборе обеспечиваетс  выбор оптимального предела измерени , т. е. предела, на котором результат будет содержать максимальное число значащих цифр.

Claims (2)

1.Кирианаки Н. В. и Дубыкевич В. Б. Методы и устройства цифрового измерени  низких и инфранизких частот. «Вища школа , 1975, стр. 36, рис. 1-16.

2.Патент США № 3729677, кл. G 01 R 23/02, 1973 (прототип).