Файл: Ермолов Р.С. Цифровые частотомеры.pdf

с выходов Гоз и

Тог поступают

на один из входов схем

совпадения

СпЗ,

Сп4

соответственно. В исходном состоянии схемы

СпЗ и

Сп4

закрыты,

так как выходное

напряжение схемы сравнения

Cpl

равно нулю, что соответствует включению первого предела.

И м ­

пульс

с

выхода

делителя частоты Т м непосредственно

поступает

ществляется сброс триггера Тгі

в

исходное

состояние.

Схема

сравнения

выполняет

операцию

установления неравен­

ства N>n,

где

n = T0ifxmini.

(1-58)

Как следует из (1-58), при выбранных

значениях частоты

и

времени

определения

предела для

к а ж д о г о

из поддиапазонов

их

вому отсчету на

к а ж д о м из

поддиапазонов.

Вместо схемы

сравнения

Cpl

(N>n)

может

быть

использовано

устройство, состоящее из схемы сравнения Ср2,

устанавливающей

равенство

N = n,

и триггера

Тг5

(на рис.

1-16 показаны штриховой

линией) .

Если

и з м е р я е м а я частота находится

в третьем

поддиапазоне,

число

N = n, и

на выходе

схемы сравнения Cpl

появится

сигнал,

который разблокирует

схемы совпадения

СпЗ

и

Сп4. К а к

только

после

этого на

выходе

Т03

появится

импульс,

он пройдет

через

схему

совпадения СпЗ

на один из входов собирательной схемы

С61,

через

которую

триггер

Тг1

вернется

в

исходное

состояние.

При

остаются в исходном состоянии, которое указывает

предел.

Если fx

находится

во 2-м или 1-м

поддиапазонах,

то к

моменту

появления импульса на выходе делителя

частоты Гоз

в

счетчике

будет

набрано

число

N<n,

и сигнал

на

выходе

Cpl

отсутствует,

отчего

останутся заблокированными схемы совпадения

СпЗ и Сп4,

т. е. измерение

будет

продолжаться .

Импульс

ж е ,

появившийся

на выходе

7"03,

переключает

триггер Jz2,

который

до

конца

измере­

Если к

моменту появления

импульса

на выходе

делителя

Т02

в счетчике

будет

набрано число

N>n,

то сигналом

от

Cpl

схема

совпадения

Сп4

открывается,

и

поэтому

импульсом

с

выхода

Т02

измерение

закончится. Этот

ж е

импульс

переключит

триггер

ТгЗ,

что будет

соответствовать 2-му поддиапазону.

Т02

Если к

моменту появления импульса на выходе

в счетчике

Сч будет набрано число N<n,

то останется подключенным

1-й

пре­

дел. Импульс с выхода Т0І

закончит

измерение. При

этом

на вход

стояние,

что

соответствует 1-му пределу. К а к следует

из изложен ­

ного, в

схеме

на

рис. 1-16 при определении предела

используется

не фиксированный

временной интервал, а переменный,

равный для

к а ж д о г о

предела

соответствующему образцовому .

никает

з а д а ч а

счета числа некоторых событий (например, количе­

ство изделий,

выходящих с конвейера,

дозирование

изделий на

определенных

этапах

технологического процесса, счет элементар ­

ных частиц в ядерной

физике и т. п.).

Эта

з а д а ч а

весьма просто может

быть решена

с помощью

зволяет

подсчитывать

число

событий,

представленных

в

виде

импульсов

напряжения .

Д л я этого

достаточно

предусмотреть

в устройстве

управления

частотомера

возможность подачи

сигнала

Вых. I

BX.I

ф

Сп!

Сч

Сброс

УЗ

Тг

Ср

Спч У+- Вых. її

ЗВ

Сб

Рг

Сп2

СпЗ

~^Сброс]^

£

2п

Smon

Вх.П

Ш

У2

Рис. 1-17. Структурная

схема

универсального

счетчика

с выхода формирователя непосредственно на вход счетчика

по

командам,

подаваемым

либо

вручную

от

оператора,

либо

автома­

тически

от

некоторого

синхронизирующего устройства.

Очень часто счетчики, особенно для

производственных

целей,

выполняются

в виде

автономных

приборов. В

таких приборах

основными из которых являются: 1) суммирование; 2)

суммиро­

вание с выдачей сигналов к а ж д ы й

раз при

поступлении

некото­

рого числа импульсов; 3) счет до

заданного

числа

с

выдачей

сигнала о

наборе его

и установкой

в исходное

нулевое

состояние.

Н а рис.

1-17 представлена упрощенная структурная

схема

уни­

версального

счетчика.

Импульсы,

п о д л е ж а щ и е

счету,

подаются

на вход Вх.1.

По команде «Запуск»,

подаваемой

на вход

Зп

вруч­

ную либо

от

синхронизирующего устройства,

производится

сброс

определяемое элементом временной з а д е р ж к и

ЗВ и

достаточное

для сброса

счетчика, переключается триггер Тг в единичное со­

стояние. В

результате оказывается открытой

схема

совпадения

Cnl,

и импульсы с выхода ф о р м и р о в а т е л я

начинают поступать на

вход

счетчика Сч. В р е ж и м е суммирования

на у п р а в л я ю щ и е входы

В режиме суммирования с

выдачей сигналов к а ж д ы й раз

при

поступлении

некоторого

числа

импульсов

на у п р а в л я ю щ и е

входы

У2 и УЗ подаются

единичные

сигналы,

р а з б л о к и р у ю щ и е

схемы

совпадения

СпЗ и

Сп4.

Необходимое число записывается

в

запо ­

минающий

регистр

Рг

(Вх.П).

В процессе

счета схема сравнения

счетчиком Сч, с числом, записанным в регистре Рг.

В момент

ра­

венства этих чисел на выходе схемы сравнения Ср

формируется

сигнал,

поступающий через

схему

совпадения Сп4

на

выход Вых.II

и через

схему совпадения

СпЗ на

сброс счетчика

в

исходное

со­

ГЛАВА ВТОРАЯ

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ

ИЗМЕРИТЕЛЕЙ

ВРЕМЕННЫХ

ИНТЕРВАЛОВ

2-1. Временной интервал как сигнал

Временной

интервал

как

сигнал

отличается

многообразием

форм

его

представления . Так,

временной

интервал

может

быть

з а д а н

в

виде

периода синусоидальных

или

близких

к ним

коле­

баний, периода следования импульсов, интервала

м е ж д у двумя

импульсами н а ч а л а и конца, в

виде длительности импульса.

носительно амплитуды .

В

радиотехнике,

например,

чаще всего

принимается

а = 0,5 или

а = 0,1.

На рис. 2-1 приведены импульсы различной формы: прямоугольный, трапе­

цеидальный,

колокольный

и с экспоненциальными фронтами. Сопоставляя раз­

личные формы

импульсов,

можно

сделать следующие выводы:

1. Для

прямоугольных

импульсов, условная длительность импульса совпа­

дает с безусловной Та/, определяемой на уровне а = 0.

2. Для

трапецеидальных

импульсов (с линейными фронтами) также может

быть введено

понятие о

безусловной длительности

импульса Ті ,

соответствую-

щей

уровню а = 0.

При этом связь между условной и безусловной длительно­

стями

определится

выражением:

хх = *'х - а Ы\ + т ф2 ) = х'х 0 -

°ФЬ

(2-1)

где

ft

— Т Ф 1

" j ~ Т Ф 2 ,

Т ф і , Т ф 2 — длительности

переднего

и

заднего фронтов

соот­

ветственно.

3.

Для

импульсов с экспоненциальными

фронтами

и колокольных, так же,

понятие условной

длительности.

Рассмотрим трапецеидальный импульс, приведенный на рис. 2-1,6. Если ус­

ловная длительность определяется

на уровне aUm,

то измерение фактически

производится на

уровне 0 с р , где

£ / с р — порог

срабатывания формирующего

тельность

хх". При этом относительная погрешность измерения

безусловной дли­

тельности

определится выражением:

« ' = ( * ; - = - д т ' / v

<2 -2 )