SU993142A1 - Измеритель отношени частот - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к цифровой измерительной технике.

Известен цифровой измеритель отношени  временных интервалов, содержащий формирователь, элемент ИЛИ, счетчики и элементы И 1 .

Указанное устройство имеет сравнительно невысокое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  цифровой измеритель отношени  временных интервалов, содержащий измеритель временных интервалов, три счетчика , два элемента сравнени , элемент ИЛИ, распределитель импульсов, элемент фиксации О и счетчик результата 2 .

Недостатком известного цифрового измерител   вл етс  недостаточное быстродействие.

Цель изобретени  - повышение быстродействи .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в измеритель отношени  частот, содержащий блок формировани  периода, формирователь коротких импульсов, три элемента И, генератор опорного периода , три счетчика, элемент совпадени , счетчик с индикатором, блок управлени  и элемент ИЛИ, причем выход

генератора опорного периода подключен к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго счетчиков, выходы последних подключены соответственно к . первым и вторым входам элемента совпадени , введены комьлутатор и вентильна  группа, сигнальные входы которой

10 соединены с соответствующими выходами третьего счетчика,.выходы вентильной группы подключены к соответствующим входам первого счетчика, вы1сод элемента совпадени  соединён с пер15 вым входом блока управлени , первый выход которого подключен к входу блока формировани  периода, ёыход- последнего- соединен с вторым входом .первого элемента и, выход формировател 

20 коротких импульсов подключен к первому входу третьего элемента И и к второму входу блока управлени , второй выход котороЬо соединен с вторыми входами второго и третьего элемен25 хов И, выход последнего подключен к первым входам коммутатора и элемента ИЛИ, выход последнего соединен с первым входом третьего счетчика, второй вхдд которого подключен к выходу

Claims (2)

1. 30 второго элемента И, второй вход элемента ИЛИ соединен с третьим выходом блока управлени , четвертый выход которого подключен к вторьим входам коммутатора, вентильной группы и второго счетчика, выходы коммутатора соединены с соответствующими входами счетчика с индикатором. На фиг,1 представлена функциональ на  схема цифрового измерител  отношени  частот; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства на примере выбранного отношени  частот, Цифровой измеритель отношени  час тот содержит формирователь 1 коротки импульсов, блок 2 управлени , третий элемент И 3, блок 4 формировани  периода , первый элемент И 5, первый счетчик б, элемент 7 совпадени , вто рой счетчик 8, второй элемент И 9, коммутатор 10, счетчик 11 с индикатором , элемент ИЛИ 12, третий счетчик 13, вентильна  группа 14, генера тор 15 опорного периода. Устройство работает следующим образ )м. В исходном,положении все счетчики наход тс  в нулевом состо нии (цепи установки их в исходное состо ние дл упрощени  ,не показаны) . все три элемента 3,5 и 9 заперты отсутствием разрешающего напр жени  на их управл ющих входах. Генератор 15 вырабаты вает высокостабильную периодическую . последовательность импульсов с часто той оп- т вход устройства пос Топ тупают сигналы сравниваемых частот PI и 2Работа измерител  начинаетс  с по влени  на первом выходе блока 2 сигнала, который поступает на вход блока 4 формировани  периода. Блок 4 под действием этого сигнала вырабатывает на своем выходе разрешающий импульс длительностью который открывает элемент 5, пропускающий в течение этого интерва ла Т2 импульсы опорного периода Т с гейератора 15 на счетный, вход счет чика б. Таким образом, к концу интер вала Т в счетчике 6 будет записан V -. , on Как ТОЛЬКО счетчик 6 начнет считать импульсы с генератора 15, спад первого же импульса с выхода формиро . вател  1, поступающий на второй вход блока 2, вызывает по вление на его втором выходе разрешающего напр жени , которое поступает на управл ющи входы элементов 3 и 9 и открывает последние. Через элемент 9 на счетны вход счетчика 13 поступают импульсы опорного периода с генератора 15 Элемент 3 пропускает через себ  импульсы частоты F-1 с выхода формирова тел  1, которые затем с одной стоРОНЫ через коммутатор 10 поступают на вход декады единиц счетчика 11, а с другой стороны через элемент 12-. на второй вход счетчика 13. Таким образом , в счетчике 11 подсчитываетс  количество импульсов частоты F-, за интервал Т2, соответствующее целочисленнойчасти измер емого отношени  Рх|/р2,. а счетчик 13 в каждый текущий момент времени содержит код временного интервала-, прошедшего с момента по влени  на выходе формировател  1 очередного (последнего) импульса частоты F-,. Сигналы частоты f кроме счетчика 13 поступают также на счетный вход счетчика 8, который в данном случае подсчитывает количество опорых периодов Тдр , прошедших с начала формировани  блоком 2 временного интервала Т на элементах 3 и 9. Как. только код счетчика 8 сравн етс  с кодом счетчика б (в котором зафиксирован к этому моменту код временного интервала Т) срабатывает элемент 7, сигнал которого поступает на первый вход блока 2. Блок 2 в этот же момент прекращает подачу разрешающего напр жени  на управл ющие, входы элементов 3 и 9. К этому моменту време- , ни в счетчиках б и 8 записан код интервала Т2, в счетчике 11 - код количества целых периодов частоты F, а в счётчике 13 - код временного интервала между последним импульсом частоты F-, и концом временного интервала Tg. Сигнал на четвертом выходе блока 2 воздействует на вход сброса в нуль счетчика 8, в результате чего последний переходит в исходное нулевое состо ние , на коммутатор 10, который отключае г вход декады единиц счетчика 11 и соедин ет свой сигнальный вход со входом декады дес тых долей (измер емого отношени ), и на управл ющий вход вентильной группы 14, в результате , чего последн   открываетс  и передает код, записанный в счетчике 13, всчетчик 6. Однако соединение вентильной группы 14 с разр дами счетчика 6 осуществлено так, что код числа, записанного в первой декаде счетчика 13, вводитс  во вторую счетчика б, код из второй декады счетчика 13 переноситс  в третью декаду счетчика б и т.д. Таким образом , в результате перезаписи в счетчике б оказываетс  записанным код числа, в 10 раз большего числа, шегос  в счетчике 43. И, наконец, сигналом с четвертого выхода блока управлени  счетчик 13 обнул етс  через элемент 12, после чего устройство готово дл  второго цикла измереВторой цикл измерени  начинаетс  с момента поступлени  на второй вход блока 2 спада очередного импульса Ф с формировател  1,При этом ria втором выходе блока 2 по вл етс  разреш&ощий сигнал, отпирающий элементы 3 и 9, сигналы которых поступают на счвт чики 8,-11 и 13. Счетчик 8 накапливает текущий код интервала Т  о момента срабатывани  элемента 7 в равенства кода счетчика 8 коду счетчика 6. К этому моменту време ни в декаду дес тых долей иэмер емого отношени  счетчика 11 будет записано число целых периодов Т в интервале Tj,2 а в счетчике 13 - код интервала между последним импульсом частоты F:, и концом интервала Ти Далее вновь запираютс  элементы 3 и 9, обнул етс  счетчик 8, переключаетс  коммутатор 10 на работу с декадой сотых долей измер емого отношени  счетчика 11, осуществл етс  пере запись с одновременным умножением на 10 кода из счетчика 13 в счетчик б, срабатывает на нуль счетчик 13, , и устройство .готово к следующему ,(третьему) циклу измерени . В дальнейшем работа устройства происходит аналогично. ,- Временные диаграиФЫ {фиг,2) иллюстрируют работу устройству, например при вычислении, отношени  частот, рав ного- 123,456. Кроме того, обозначе Пг . . ны (фиг.2-а, в) входные измер емые напр жени  частотой РЗ и соответс венно; Т - звременно интервал выходе блока 4(фиг. 2,б)импульсна  после :довательность с периодом т: -щс выход формировател  Г (фиг.2,г) Здесь же пронумерованы импульсы и указан вреч менный интервал, равный суглме времени измерени , и времени вычислени  от 123, 456 с точношени  частотыностью до третьего знака, после зап  той. Импульс А последовательности запускает устройство Длительность временных интервалов заполн емых опорными шлпульсами частоты Qг на выходе счетчиков б и 8 соответственно, (Фиг.2-д,ж) равна: первого - длительности, Tg; второго - умноженного на 10 остатка от.целочис ленной части отношени ; третьего умноженного на 10 остатка от дес той части отношени  и т.д. Обозначены также дробна  часть v г измерительного интервала, значение которой меньше Т (фиг.2,е)j импульсы частоты FI, поступающие в соответ ствующие измерительные интервалы на F . . декады целой части отношени  декад дес тых, сотых и т.д. долей отношени  , (Фиг.2,з|. Дл5 прйведенного примера целочисленна  часть отношени  F-, / 2 формируетс , как в обычных измерител х, путем квантовани  периода импульсами с периодом Т, Тогда Г23-им импульсом заканчиваетс  измерение целочисленной части результата. Схема переводитс  к следующему.. циклу измерений, готов  при декаду дес тых долей счетчика результата к работе. импульсом схема запускаетс , а на декаду дес тых долей (0,) начнут поступать импульсы последовательности, имекадие номера 125, 126, 127, 128 (дл  данного примера 4 импульса). После этого ,идет формирование ода сотых долей, включение декады 0,01 и т.д. р Дл  определени  отношени  частот ,456 с точностью до тыс чных долей необходимо подать на счетчик результата всего 141 импульс с периодом Т, в то врем  как в прототипе дл  аналогичного примера необходимо 123456 импульсов с тем же периодом. А это -равнозначно сокращению времени измерени  отношени  частот примерно в 875 раз, что характеризует предлагаемое устройство как техническое решение,- обладающее гораздо большим быстродействием, чем устррйство-прототип и аналогичные устройства. , Формула изобретени  Измеритель отношени  частот, сб- держащий блок формировани  периода, формирователь коротких импульсов, три элемента И, генератор опорного периода, три счетчика, элемент совпадени , счетчик с .индикатором, блок управлени  и элемент ИЛИ, причем вцход генератора опорного периода подключен к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго счетчиков, выходы последних подключены соответственно к первым и вт.орым входам элемента совпадени , о тличающийс  тем, что, с. целью повышени  бысвродействи , в него введены коммутатор и вентильна  группа, сигнальные входы которой соединены с соответствующими выходами третьего счетчика, выходы вентильной группы подключены к соответствующим входам первого счетчика, выход элемента совпадени  соединен с первым входом ;блока управлени , первый выход которого подключен к входу блока формировани  периода, выход последнего соединен с вторь входом первого элемента И, выход формировател  коротких импульсов подклю чен JK первому входу третьего элемента И и к второму входу блока управлени , второй выход которого соединен с вторыми входами второго и третьего элементов И, выход последнего подключен к первым входам коммутатора и элемента ИЛИ, выход последнего соединен с первым входом третьего счетчика, второй вход которого йодключен к выходу второго элемента И, второй вход элемента ИЛИ соединен с третьим выходом блока управлени , четвертый выход которого подключен к

   вторым входам коммутатора, вентильной группы и второго счетчика, выходы коммутатора соединены с соответствующими входами счетчика с индикатором.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1,Авторское свидетельство СССР № 8б4236,-кл. Q 04 F 10/04.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 573874, кл. G 01 ft 23/02, 2.4.7б.

   .

   Т

   Ь

   WbV 5 3: - Pvj го :h- « I I II I I u

   Та. т2

   uti &NiToJ ,

   лшшпшшшж

   7

   Ч-i

   щ-ШЛш /М,

   Th Мз .

   L.

   I, r/,

   l fo Sii s И 2УS § :i g,, Tj - zr й Эг . - -«YCv; 1 I t I I I И 1 I 1 I I И И { (