Claims (1)
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство измерени частоты и периода гармонического сигнала, содержащее два счетчика импульсов с дешифраторами кодов , генератор образцовой частоты, вход которого через первый элемент И соеди нен со счетным входом первого счетчика, входной формирователь, выход которого через второй элемент И соединен со счетным входом второго счетчика и первым входом третьего элемента И, первый триггер , установочный вход которого соединен с выходом третьего элемента И, пр мой выход соединен с управл ющими входами первого и второгр лемектов И, а инвер- сный выход - с управл ющим входом ; процессора, второй и третий триггеры, четвертый, п тый, шестой и седьмой эл менты И и элемент ИЛИ, причем выход дешифратора первого счетчика соединен с входом п того элемента И,первый вход которого соединен с входом первого элемента И, а выход - с установочным входом второго триггера, выходы дещифрато ра второго счетчика соединены с входами шестого элемента И, управл ющий выход процессора соединен со вторым входом третьего элемента И, установочный вход второго триггера соедшюн с выходом шес того элемента Pi, первый вход седьмого элемента И соединен с выходом третьего триггера, входы элемента И/И соединены с выходами четвертого и седьмого эл ментов И, а выход со сбросовым входо первого триггера, информационные входы ггроцессора соедютены с выходами первого и второго счетчиков, выход первого эле- мента И соединен со вторым входом седь . мого элемента И, выход второго элемент И - со вторыми входами четвертого и шестого элементов И, а выход второ- , Yo триггера подключен к первому входу четвертого элемента И С21 , В этом устройстве в режиме измерени периода производ т развертывающее измерение N периодов входного сигнала л в качестве результата измерени используют среднее арифметическое - этб случай усреднени с равными где Т - суммарна , длительность М временных иН1-ервалов (периодов). Однако устройство не позвол ет полностью использовать информацию о текущей фазе сигнала, т.е. учитывать отдельные временные интервалы со своими весовыми коэффициентами, что не поз вол ет производить измерени с высокой точностью и помехоустойчивостью. УСТРОЙСТВО обладает та7сже узкими функциональными возможност ми. Цель изобретени - повышение точности измерений и расщирение функциональных возможностей. Поставленна цель достигаетс тем, что в цифровой измеритель частотновременных параметров электрических сиг налов, содержащий два счетчика, шесть элементов И, микропроцессор, шина данных когорого соединена с информационными входами первого и второго счегчи- Ков, счетеые входы которых подключены к выходам сюотве ственно первого второго элементов И, элемент ИЛИ, три триггера, выход третьего элемента И со единен с первым входом первого тригге- ра, пр мой выход которого подключен к новому входу второго элемента И, а ин версный - к левому входу микропроцессора , перва к втора входные шины подключены к первым входам соответственно первого и третьего элементов И, введены два счетчика, информацкпнныо входы кото рых соединены с шиной данных микропроцессора , шина управлени которого подключена к управл ющим входам всех счетчиков, перва входна шина подключена к вторым входам первого и второго элементов И, пр мому выходу второго триггера и первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика, втора входна шина подключена к первым входам п того и шестого элементов И, выход третьего элемента И соединен со счетным входом второго триггера, инверсный выход которого подключен ко вторым входам микрогфоцессора и четвертого элемента И, третий вход которого соединен с третьим входом первого элемента И, пр мым выходом первого триггера и вторым входом шестого Элемента И, выход которого поцключей к счетному входу четвертого счетчика и третьему входу микропроцессора , первый выход которого подключен к. первому входу третьего триггера,, пр мой и инверсный выходы которого соедийены со вторыми входами п того и третьего элементов И, выхои п того эле -. мента И пошслючен ко второму входу первого триггера, выходы второго и четвертого счетчиков и второй вьтход микропроцессора , через элемент ИЛИ подключены ко второму входу третьего триггера. На чертеже представлена блок-схема измерител частотно-временных параметров . Измеритель содержит микропроцессор 1, счетчики ,2-5 импульсов, элемент ИЛИ 6, элементы И 7-12 и триггеры 13-15, ВыкоДы микропроцессора 1 соединены с входом элемента ИЛИ б и сбросовым входом триггера 13, три его входа соединены соответственно с инверсным выходом триггера 14, инверсным выходом триггера 15 и с вьзходом шестого элемента И 7, Счетчики 2-5 подключены к шине панных и шине управлени микропроцессора 1, входы этих счетчиков соединены соответственно с выходами элементов И 7-10, выход счетчика 2 соединен с вторым, а вьтхоп счетчика 3 соединен с третьим входами элемента ИЛИ 6, выход которого подключен к установочновочному входу триггера 13. Входы элементов И 7-10 подключены к пр мому выхору триггера 14, входы элементов И 8-10, кроме того, соединены между собой , свободные входы элементов И 9 и Ю подключены соответственно к пр мому и инверсному выходам триггера 15, Одним из входов элементе И 8 соединен с 5 |вхоаами элементов И 11-12, другие вхо цы которых соединены соогветственно с пр мым и инверсным выходами триггера 13, а выходы со сбросовым и установочным входами триггера 14. Счетный вход триггера 15 соединен с выходом элемента И 12. Измеритель работает следующим образом . В пам ти микропроцессора 1 залож&но математическое обеспечение, програм мы которого управл ют работой измерите л и производ т математическую обра-ботКу потг/ченной информации. В режиме измерени временных интервалов с. учетом их весовых коэффициентов, который вл етс основным дл данного измерител , счетчик 2 подсчитывает число- измер емых интервалов времени, счетчик 3 - число импульсов образцовой часто- прот жении всего времени измерени , счетчик 4 - число импульсов образцовой частоты на прот жении Каждого нечетного а счетчик 5 - число импуль- сов Една прот жении каждого четного периода . Метка начала измерени формируетс по команде микропроцессора 1 с при ходом первого импульса временных интервалов . Метка конца измерени формируетс по команде микропроцессора 1 или по сигналам переполнени одного из счет- чиков 2-3 с приходом очередного импуль q i измер емых интервалов. Перед началом измерени все элементы измерител устанавливают в исходное состо ние. При этом триггеры 14 и 15 устанавливают ь нулевое, а триггер 13в единичное состо ни . При измерении заданного числа . временных интервалов микропроцессор 1 заносит в счетчик 2 обратный код15,д.. а при измерении временных интервалов частоты, периода.или отношени частот в режиме заданной точности и микропроцессора I заноситв счетчик 3 обратный код ааад- Прк ,зaA() с/Ч,дд- заданна погрешность измерени . При измерении временных интервалов с учетом их весовых характеристик к пер- вой входной шине измерител подключают источник импульсов образцовой частоты, ко второй входной шине - источник изме- р емых временных интервалов, С началом измерени микропроцессор 1 устанавливает в нулевое состо ние триггер 13, еди ничный потенциал с инверсного выхода которого открьгоает элемент И 12. Первый импульс, поступивший после этого на вто- 106 рой вхоа измеригеп , устанавливает в ёа№ ичное состо ние триггеры 14 и 15. Счет чик 2 начинает считать число N HaMepsf емых временных интервалов, счетчик 3 число Kfj импульсов образцовой частоты н-а прот жении всего времени измерени , счетчик 4 - число импульсов образцовой частоты на прот жении каждого нечетного, а счетчик 5 - число импульсов образцово частоты на прот жении каждого четного интервалов. Импульсы, поступающие с выхода элемента И 7 на вход микропроцессора I, сигнализируют последнему об окончании очередного временного интервала. С поступлением на его третий вход каждого такого импульса микропроцессор 1 в зависимости от потенциала, поступающего на его второй вход с инверсного выхода триггера 15, считьгоает результат Квантовани предыдущего интервала выходов счетчика 4 или 5. При переполнении оогного из счетчиков 2 или 3, или по команде микропроцессора 1 соответствутоший сигнал через элемент 6 устанавпивает триггер 13 в единичное состо ние, что приводит к закрытию элемента И 12 и открытию элемента И 11. Слеоукиций импульс, поступивший на вторую входную шину измерител , через элемент И 11 устанавливает в нулевое состо ние триг- гер 14, нулевой.потенциал с пр мого выхода которого закрывает элементы И 7-10, а единичный потенциал с инверсного выхода сигнализирует микропронессо ру I об окончании измерени . Микропроцессор 1 считывает данные с выходов счетчика и приступает к. математической обработке хранимой в его пам ти инфор мации. После окончани измерени в пам ти микропроцессора 1 будут находитьс результаты квантовани N каждого измереиного интервала г,- , число измер емых временных интервалов N и результат кван- товани N суммарной длительности времекных интервалов. Конечный результат измерени в зависимости от полученного задани микропроцессор определ ет из соотношени .vis. СР го рде Qf - некоторые весовые коэффициенты, удовлетвор ющие соответствующим услови м; tj. - полученное среднее значение на меренных временных ингервалов в результате весовой обработки fr р подученное среднее значение из меренных временных интервалов при равных весах интервалов. При измерении частоты периода или отношени двух частот ко входу I подкл чают источник большей частоты, а ко вх ау 2 источник меньшей частоты, Резуль тат измерени определ ют по показани счетчиков 2 и 3 , i -Ь J н « t - перва (меньша ) частота ; п - втора (больша ) частота. По сравнению с известными, предлагаемый измеритель обладает существенными преимуществами. Введение новых элементов и образование новых св зей позвол ет расширить функциональные воз можности измерител и производить из. . мерение частоты, периода отношени частот и заданного числа временных интервалов с учетом их весовых коэффициентов . Весова обработка существенно повышает точность измерени (приК7 обеспечивает относительную погрешность на уровне 10 ) и уменьшению шумово с оставл ющей погрешности. Прекращени счета импульсов по сигналам переполи нени счетчиков позвол ет повысить быс родействие, а возможность прекращени счета по сигналам переполнени Двух счетчиков или по команде микропроцессора 1 расшир ет возможности устройства и повышает надежность получени результатов. Измерение отдельных интер валов в процессе измерени позвол ет делать качественную оценку исследуемог технологического или какого-то другого , процесса. Возможность математической обработки микропроцессором полученной информации в прсщессе счета импульсов или после него повышает качественные характеристики измерени , позвол ет представл ть результат в единицах первичной величины в удобном дл оператор виде, формировать управл ющие сигналы дл корректировки состо ни объекта исслеповани . Формула изобретени Цн4ровой измеритель частотно-времен ных параметров электрических сигналов, содержащий два счетчика, шесть элементов И, микропроцессор, шина данных ко-, торого соединена с информационными входами первого и второго счетчиков, счетные входы Которых подключены к выходам соответственно первого и второго элементов И, элемент ИЛИ, три триггера , выход третьего элемента И соединен с первым входом первого триггера, пр мой выход которого пошслючен к первом входу второго элемента И, а инверсный к первому входу микропроцессора, перва и втора входные шины подключены к перШым входам соответственно первого и третьего элементов И, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений и расширени функциональных возможностей, в него введены два счетчика, информадионные входы которых соединены с шиной данных микропршессора , шина управлени которого подключена к управл ющим входам всех счетчиков, перва входна шина подключена к вторым входам первого И и второго элементов И, пр мому выходу второго триггера и первому входу четвертого элемента -И, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика, втора входна шина подключена к первым входам п того и шестого элементов И, выход третьего элемента И соединен со счетным входом второго триггера, инверсный выход которого подключен ко вторым входам микропроцессора и четвертого элемента И, третий вход которого соединен с третьим входом первого элеме 1та И, пр мым выходом первого триггера и вторым входом, шестого элемента И, выход которого подключен к счетному входу чет- вертого счетчика и третьему входу микопроцессора , первый выход которого подключен к первому входу третьего триггера , пр мой и инверсный выходы которого соединены со вторыми входами п того и третьего элементов И, выход п того элемента И подключен ко второму вхооу перого триггера, выходы второго и четвертого счетчиков и второй выход микропропродессора через элемент ИЛИ подключены ко второму входу третьего триггера. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Кнрианаки Н. В., Дудыкевич В. Б. Методы и устройства цифрового иамерёНИН и инфранизких частот. Львов Выща школа, 1975, с. 32-37. 2,Авторское свидетельство СССР по за вке Ni 2716031 22.09. 79.The closest to the proposed technical entity is a device for measuring the frequency and period of a harmonic signal, which contains two pulse counters with code decoders, an exemplary frequency generator, whose input is through the first element and connected to the counting input of the first counter, the input driver, the output of which is through the second element I is connected to the counting input of the second counter and the first input of the third element I, the first trigger, the installation input of which is connected to the output of the third element I, the direct output it is connected to the control inputs of the first and second lecture switches, and the inverse output is connected to the control input; processor, second and third triggers, fourth, fifth, sixth and seventh AND elements and an OR element, the output of the decoder of the first counter connected to the input of the fifth And element, the first input of which is connected to the input of the first And element, and the output to the installation the second trigger input, the outputs of the second counter deflector are connected to the inputs of the sixth element AND, the control output of the processor is connected to the second input of the third element AND, the installation input of the second trigger is connected to the output of the sixth element Pi, the first input of the seventh element And connected to the output of the third trigger, the inputs of the element I / I are connected to the outputs of the fourth and seventh elements I, and the output from the fault input of the first trigger, the information inputs of the processor are connected to the outputs of the first and second counters, the output of the first element I is connected to the second input Seven the second element And the output of the second element And with the second inputs of the fourth and sixth elements And, and the output of the second, Yo flip-flop connected to the first input of the fourth element And C21, In this device, in the period measurement mode, a sweep measurement of N periods of the input signal The arithmetic mean is used as a result of measurement - this is a case of averaging with equal to where T is the total, the duration is M time and H1 intervals (periods). However, the device does not allow to fully use the information about the current phase of the signal, i.e. take into account the individual time intervals with their own weight coefficients, which does not allow making measurements with high accuracy and noise immunity. The DEVICE possesses narrow functional capabilities. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements and the expansion of functionality. The goal is achieved by the fact that in a digital meter the frequency-time parameters of electrical signals containing two counters, six elements And, a microprocessor, the data bus is connected to the information inputs of the first and second switches, whose counts are connected to the outputs of the first second element And, the OR element, three triggers, the output of the third element AND is connected to the first input of the first trigger, the direct output of which is connected to the new input of the second element AND, and the reverse one to the left One microprocessor, the first to the second input buses are connected to the first inputs of the first and third elements AND, two counters are introduced, the information inputs of which are connected to the microprocessor data bus, the control bus of which is connected to the control inputs of all the counters, the first input bus is connected to the second the inputs of the first and second elements And the direct output of the second trigger and the first input of the fourth element And, the output of which is connected to the counting input of the third counter, the second input bus connected to the first The inputs of the fifth and sixth elements are And, the output of the third element And is connected to the counting input of the second trigger, the inverse output of which is connected to the second inputs of the microprocessor and the fourth element And, the third input of which is connected to the third input of the first element And, the forward output of the first trigger and the second input of the sixth Element And, the output of which is connected to the counting input of the fourth counter and the third input of the microprocessor, the first output of which is connected to the first input of the third trigger, the forward and inverse outputs of which It is connected with the second inputs of the first and third elements of I, the outputs of the first elec - ent. The mentor is connected to the second input of the first trigger, the outputs of the second and fourth counters, and the second input of the microprocessor, through the OR element are connected to the second input of the third trigger. The drawing shows a block diagram of the meter time-frequency parameters. The meter contains a microprocessor 1, counters, 2-5 pulses, element OR 6, elements AND 7-12 and triggers 13-15, Outputs of microprocessor 1 are connected to the input of the element OR b and the reset input of the trigger 13, its three inputs are connected respectively to the inverse output trigger 14, inverse trigger output 15 and with output of the sixth element 7, counters 2-5 are connected to the bus and control bus of the microprocessor 1, the inputs of these counters are connected respectively to the outputs of elements 7-10, the output of counter 2 is connected to the second, and vip hop counter 3 is connected to mp the inputs of the element OR 6, the output of which is connected to the trigger input of the trigger 13. The inputs of the And 7-10 elements are connected to the direct output of the trigger 14, the inputs of the And 8-10 elements, moreover, are interconnected, the free inputs of the And 9 and Yu elements connected to the direct and inverse outputs of the trigger 15, respectively. One of the inputs of the And 8 element is connected to 5 | inputs of the And 11-12 elements, the other inputs of which are connected respectively to the direct and inverse outputs of the trigger 13, and the outputs with the reset and installation inputs trigger 14. Counting entry trigger and 15 connected to the output of the AND 12. The meter operates in the following manner. The memory of the microprocessor 1 contains the potent & hardware, the program of which controls the work, measure and produce the mathematical processing of the required information. In the mode of measuring time intervals with. considering their weights, which is essential for this meter, counter 2 counts the number of measurable time intervals, counter 3 — the number of pulses at an exemplary frequency of the entire measurement time, counter 4 — the number of pulses of an exemplary frequency for each odd counter 5 - the number of pulses is one for each even period. The mark of the beginning of the measurement is formed by the command of the microprocessor 1 s during the course of the first pulse of the time intervals. The mark of the end of measurement is formed by the command of the microprocessor 1 or by the overflow signals of one of the counters 2-3 with the arrival of the next pulse q i of the measured intervals. Before starting the measurement, all elements of the meter are reset. In this case, the triggers 14 and 15 set to zero, and the trigger 13 in one state. When measuring a given number. time intervals microprocessor 1 enters counter 2 in code 15, d., and when measuring time intervals, period.or the ratio of frequencies in the mode of given accuracy and microprocessor I, counter 3 returns the inverse code aaad-Proc, aa () s / H, dd - set measurement error. When measuring time intervals with regard to their weight characteristics, a source of pulses of an exemplary frequency is connected to the first input bus of the meter, to the second input bus, the source of the measured time intervals, With the start of the measurement, microprocessor 1 sets the trigger to the zero state 13, single the potential from the inverse output of which the element E 12 departs. The first impulse, which arrived after the second time, sets the triggers 14 and 15 into a separate state. Counter 2 begins to count the number N HaMepsf e during the entire measurement time, counter 4 is the number of pulses of the reference frequency over each odd one, and counter 5 is the number of pulses of the sample frequency over each even interval. The pulses coming from the output of the element And 7 to the input of the microprocessor I, signal to the last about the end of the next time interval. With the arrival of each such pulse at its third input, microprocessor 1, depending on the potential arriving at its second input from the inverse output of trigger 15, counts the Quantization result of the previous interval of outputs of counter 4 or 5. When the counter is overflowed from counter 2 or 3, or on command microprocessor 1, the corresponding signal through element 6 sets trigger 13 into one state, which leads to closure of element I 12 and opening of element I 11. The layouts pulse sent to the second input bus of the meter , through the element 11, sets to zero the trigger 14, the zero potential from the direct output of which closes the elements 7–10, and the single potential from the inverse output signals microhairness I about the end of the measurement. Microprocessor 1 reads data from the outputs of the counter and proceeds to the mathematical processing of the information stored in its memory. After the completion of the measurement, the results of quantizing N of each measured interval g, -, the number of measured time intervals N and the quantization result N of the total duration of time intervals will be found in the memory of microprocessor 1. The final result of the measurement, depending on the received task, is determined by the microprocessor from the ratio .vis. CP of Qf; Qf — some weights satisfying the respective conditions; tj. - the obtained average value of measured time intervals as a result of weight processing fr p is the obtained average value of measured time intervals with equal interval weights. When measuring the frequency of the period or the ratio of two frequencies to the input I, a higher frequency source is connected, and when the ay 2 is a lower frequency source, the result of the measurement is determined from the readings of counters 2 and 3, i – J J n "t is the first (smaller) frequency; n - the second (large) frequency. Compared with the known, the proposed meter has significant advantages. The introduction of new elements and the formation of new connections allows us to expand the functional capabilities of the meter and produce from. . measurement of frequency, frequency ratio period and a specified number of time intervals, taking into account their weights. The weight processing significantly improves the measurement accuracy (when C7 provides a relative error at level 10) and a reduction in noise from the remaining error. Stopping the counting of pulses from the counter overflow signals increases the speed of the reaction, and the ability to stop counting from the overflow signals of Two counters or at the command of the microprocessor 1 expands the capabilities of the device and increases the reliability of obtaining results. Measurement of individual intervals in the measurement process allows one to make a qualitative assessment of the process under study or some other process. The ability of the microprocessor to process mathematically the received information in the course of pulse counting or after it improves the quality characteristics of the measurement, makes it possible to present the result in units of the primary value in an operator-friendly manner, to generate control signals to correct the state of the object of investigation. The invention The Zn4rovaya meter of time-frequency parameters of electrical signals, containing two counters, six elements AND, a microprocessor, a data bus which is connected to the information inputs of the first and second counters, whose counting inputs are connected to the outputs of the first and second elements, respectively the OR element, three triggers, the output of the third element AND is connected to the first input of the first trigger, the direct output of which is connected to the first input of the second element AND, and the inverse to the first input microprocessor , the first and second input buses are connected to the first inputs of the first and third elements AND, respectively, characterized in that, in order to improve measurement accuracy and enhance functionality, two counters are entered into it, the information inputs of which are connected to the microprssor data bus connected to the control inputs of all counters, the first input bus is connected to the second inputs of the first AND and the second AND elements, the forward output of the second trigger and the first input of the fourth element –I, the output to The second input bus is connected to the first inputs of the fifth and sixth elements And the output of the third element And is connected to the counting input of the second trigger, the inverse output of which is connected to the second inputs of the microprocessor and the fourth element And, the third input is connected with the third input of the first element 1TA And, the direct output of the first trigger and the second input of the sixth element I, the output of which is connected to the counting input of the fourth counter and the third input of the microprocessor, the first output which is connected to the first input of the third trigger, the direct and inverse outputs of which are connected to the second inputs of the fifth and third elements AND, the output of the first element AND connected to the second input of the first trigger, the outputs of the second and fourth counters and the second output of the microprocessor through the element OR are connected to the second input of the third trigger. Sources of information taken into account in the examination 1. N.Knrianaki N. V., Dudykevich V. B. Methods and devices of digital iameryonIN and infra-low frequencies. Lviv High School, 1975, p. 32-37. 2, USSR Copyright Certificate Ni 2716031 22.09. 79.