專利名稱：計(jì)數(shù)信號(hào)同步式無隙計(jì)數(shù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計(jì)數(shù)信號(hào)同步式無隙計(jì)數(shù)器，是一種可以完成任意設(shè)定次數(shù)的連續(xù)無間隙計(jì)數(shù)器，也是一種可以完成任意設(shè)定時(shí)間間隔的周期采樣計(jì)數(shù)裝置。
現(xiàn)有的頻率測(cè)量裝置分為有隙計(jì)數(shù)和無隙計(jì)數(shù)。有隙計(jì)數(shù)常會(huì)將間隙內(nèi)的信號(hào)丟失。無隙計(jì)數(shù)器利用雙穩(wěn)態(tài)回路形成兩個(gè)相對(duì)連續(xù)的門開啟時(shí)間來分別計(jì)數(shù)，這種無隙計(jì)數(shù)方法也已智能化。但是這種無隙計(jì)數(shù)器，在雙穩(wěn)電路翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生換路計(jì)數(shù)的瞬間其計(jì)數(shù)狀態(tài)是不穩(wěn)定的，即可能丟計(jì)一個(gè)，或可能多計(jì)一個(gè)，影響了精度。
本發(fā)明的目的是針對(duì)無間隙計(jì)數(shù)裝置在雙穩(wěn)電路翻轉(zhuǎn)時(shí)換路計(jì)數(shù)時(shí)可能引起的丟計(jì)或多計(jì)現(xiàn)象，設(shè)計(jì)一種計(jì)數(shù)信號(hào)同步式全部連續(xù)無隙計(jì)數(shù)裝置，使在換路計(jì)數(shù)的瞬間既不多計(jì)一個(gè)，也不少計(jì)一個(gè)。
本發(fā)明設(shè)置下列組成部分IC1-計(jì)數(shù)通道控制回路，用以控制本發(fā)明的兩個(gè)計(jì)數(shù)通道，即計(jì)數(shù)通道1和計(jì)數(shù)通道2交替進(jìn)行測(cè)量;IC2-計(jì)數(shù)通道轉(zhuǎn)換觸發(fā)回路，用以接收自然數(shù)分頻回路的信號(hào)，同時(shí)發(fā)出信號(hào)控制計(jì)數(shù)通道控制回路IC1;IC3-延時(shí)回路，和放大器整形回路相接，使一路計(jì)數(shù)信號(hào)延時(shí)為一額定時(shí)間后送入計(jì)數(shù)通道控制回路;IC4-放大整形回路，使被測(cè)的計(jì)數(shù)信號(hào)經(jīng)整形后形成了兩路互為反相的窄脈中，兩路脈沖的幅值和寬度均相等，一路a和延時(shí)回路(3)相接，另一路a直接和計(jì)數(shù)通道控制回路(1)相接，IC5、IC6-計(jì)數(shù)通道1及計(jì)數(shù)通道2;IC7-采樣電路，和計(jì)數(shù)通道1和計(jì)數(shù)通道2及微計(jì)算機(jī)CPU相連;IC8-時(shí)鐘源;IC9-自然數(shù)分頻電路，和單片微機(jī)相接，可形成任意設(shè)定的閘門及任意信號(hào)周期數(shù)測(cè)量;IC10-微計(jì)算機(jī)，和自然數(shù)分頻電路IC9、采樣回路IC7、計(jì)數(shù)通道控制回路IC1相接;IC11-控制鍵盤;IC12-數(shù)碼顯示電路。
本發(fā)明的方案是被測(cè)信號(hào)A經(jīng)整形放大回路后形成了兩路幅度和脈寬相等的互為反相的脈沖信號(hào)a和a，a信號(hào)送入延時(shí)回路經(jīng)一額定時(shí)間延時(shí)后作為b信號(hào)送至計(jì)數(shù)通道控制回路IC1，a信號(hào)直接送入計(jì)數(shù)通道控制回路IC1作為同步信號(hào)，由微機(jī)控制自然數(shù)分頻電路IC9進(jìn)行預(yù)測(cè)的周期個(gè)數(shù)或所需的閘門時(shí)間，及控制自然數(shù)分頻電路IC9按要求進(jìn)行分頻的循環(huán)。同時(shí)單片微機(jī)又控制計(jì)數(shù)通道控制回路。自然數(shù)分頻電路每完成一次分頻的循環(huán)時(shí)，發(fā)出一個(gè)脈沖，此脈沖分兩路一路進(jìn)入計(jì)數(shù)通道轉(zhuǎn)換觸發(fā)回路IC2轉(zhuǎn)換成信號(hào)C;另一路進(jìn)入計(jì)算機(jī)，用以控制采樣回路。經(jīng)由計(jì)數(shù)通道轉(zhuǎn)換觸發(fā)回路IC2的信號(hào)C和計(jì)數(shù)同步信號(hào)a共同作用計(jì)數(shù)通道控制回路的結(jié)果，使計(jì)數(shù)通道1或計(jì)數(shù)通道2由原來的停止?fàn)顟B(tài)變?yōu)橛?jì)數(shù)狀態(tài)，或由原來的計(jì)數(shù)狀態(tài)變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài)，單片微機(jī)將計(jì)數(shù)通道控制回路IC1的信號(hào)和自然數(shù)分頻電路的信號(hào)后去控制采樣回路，去采計(jì)數(shù)通道1或是計(jì)數(shù)通道2的樣，將采的樣和本通道上次采樣值相減即為本計(jì)數(shù)通道計(jì)數(shù)之值。
本發(fā)明的要點(diǎn)是在同步信號(hào)a和由計(jì)數(shù)通道轉(zhuǎn)換觸發(fā)電路產(chǎn)生的信號(hào)C的共同作用下，在特定的a、b信號(hào)的時(shí)序關(guān)系條件下，計(jì)數(shù)通道控制回路改變?cè)瓉淼墓ぷ鳡顟B(tài)，使控制計(jì)數(shù)通道1或2的工作狀態(tài)或停止、或計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)通道控制回路的兩個(gè)輸出端向相反方向變化時(shí)，總在信號(hào)b為高電平時(shí)發(fā)生，所以在變化時(shí)不影響計(jì)數(shù)通道1或2的輸入信號(hào)做任何改變，因此既可以做連續(xù)測(cè)量，也不會(huì)在閘門信號(hào)C的作用下引入連續(xù)測(cè)量誤差，即在門控電平轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)不會(huì)引起測(cè)量誤差。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明

圖1為本發(fā)明的原理圖。
圖2為本發(fā)明計(jì)數(shù)通道控制回路的線路圖。
計(jì)數(shù)通道控制回路可由三個(gè)或非門IC1-1、IC1-3、IC1-4及一個(gè)D觸發(fā)器IC1-5及一個(gè)或門IC1-2及微分電路C1、C2、R1、R2組成，被測(cè)信號(hào)經(jīng)放大整形后一路經(jīng)延時(shí)回路延時(shí)后送入或非門IC1-3、IC1-4，另一路未找延時(shí)的a信號(hào)直接和或非門IC1-1相接。由自然數(shù)分頻電路IC9來的信號(hào)進(jìn)入計(jì)數(shù)通道轉(zhuǎn)換觸發(fā)電路IC2后產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)C。計(jì)數(shù)通道轉(zhuǎn)換觸發(fā)電路IC2可以是D觸發(fā)器，或門IC1-2的兩個(gè)輸入端和微分電路相接，輸出端和或非門IC1-1及D觸發(fā)器IC2(計(jì)數(shù)通道轉(zhuǎn)換觸發(fā)回路)相接。計(jì)數(shù)通道轉(zhuǎn)換回路的兩個(gè)輸出端Q1、Q2和微計(jì)算機(jī)相接。
圖3、圖4是a、b、c、d、e、f及Q1、Q2信號(hào)位置圖。圖3為最高計(jì)數(shù)頻率時(shí)a、b、c、d、e、f、Q1、Q2信號(hào)位置圖，圖4為頻率降低時(shí)信號(hào)位置圖。
信號(hào)a、b互為反相，滯后時(shí)間由延遲回路決定。C信號(hào)是由自然數(shù)分頻回路作用于計(jì)數(shù)通道轉(zhuǎn)換觸發(fā)回路后產(chǎn)生的。t1為C信號(hào)第一次到達(dá)時(shí)間，此時(shí)和a信號(hào)同時(shí)進(jìn)入IC1-1或非門，a信號(hào)為高電平，C信號(hào)不能改變計(jì)數(shù)通道控制回路的工作狀態(tài)。當(dāng)信號(hào)a為低電平時(shí)，a信號(hào)、C信號(hào)使Q1和Q2工作狀態(tài)各自向相反的方向變化，且變化時(shí)刻恰好是在b信號(hào)的高電平區(qū)，由于b信號(hào)處于高電平時(shí)Q1和Q2變化，所以不會(huì)影響計(jì)數(shù)通道1和計(jì)數(shù)通道2的輸入信號(hào)e、f。C信號(hào)的第二次到達(dá)時(shí)間為t4，a信號(hào)為低電平，a、c共同作用于IC1-1，t4和t5期間內(nèi)所形成的脈寬期間積累的能量，正是可以使計(jì)數(shù)通道控制回路改變狀態(tài)的最小能量。C信號(hào)再滯后于a信號(hào)一些，計(jì)數(shù)通道控制回路的工作狀態(tài)也不會(huì)改變。從上述可以看出，Q1、Q2如改變必定在b信號(hào)處于高電平區(qū)。d信號(hào)是由Q1、Q2變化而引起的，C信號(hào)的上升沿是由d信號(hào)作用而得的。計(jì)數(shù)的閘門時(shí)間應(yīng)是t1和t4的時(shí)間差，如無同步信號(hào)a的作用時(shí)，t2和t6之差為計(jì)數(shù)時(shí)間，由于t1-t2＝t4-t6，所以t1-t4和t2-t6相等。由于同步信號(hào)a的作用，本無隙計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)的有效時(shí)間應(yīng)為t3-t6，從圖3和圖4中已明確表示出t3-t6的時(shí)間范圍內(nèi)和t2到t6的時(shí)間范圍內(nèi)計(jì)數(shù)的數(shù)值是相等的，如e、f信號(hào)所示，所以本發(fā)明由于采用了計(jì)數(shù)信號(hào)同步的方法，做到了既能連續(xù)無間隙的測(cè)量又不丟失一個(gè)或多計(jì)一個(gè)頻率數(shù)。
本發(fā)明利用自然數(shù)分頻電路和微計(jì)算機(jī)來任意設(shè)定測(cè)量次數(shù)及任意設(shè)定時(shí)間間隔的周期采樣計(jì)數(shù)測(cè)量。
作周期采樣測(cè)量時(shí)，被測(cè)信號(hào)B直接插入自然數(shù)分頻電路IC9。A作參考信號(hào)，和時(shí)鐘源接入放大整形回路IC4。
權(quán)利要求
1.計(jì)數(shù)信號(hào)同步式無隙計(jì)數(shù)器，包括微計(jì)算機(jī)IC10、兩個(gè)計(jì)數(shù)通道IC5和IC6(計(jì)數(shù)通道1和計(jì)數(shù)通道2)、采樣回路IC7、時(shí)鐘源IC8，其特征在于上述無隙計(jì)數(shù)器的被測(cè)信號(hào)和放大整形回路IC4相接，放大整形回路IC4有兩個(gè)輸出端，輸出兩個(gè)互為反相的同幅同寬脈沖，兩個(gè)輸出端中的一個(gè)通過延時(shí)回路IC3和一計(jì)數(shù)通道控制回路IC1相接，另一輸出端直接和上述計(jì)數(shù)通道控制回路IC1相接作為輸出同步信號(hào)用，計(jì)數(shù)通道控制回路IC1有兩個(gè)輸出端分別和二個(gè)計(jì)數(shù)通道IC5和IC6相接，計(jì)數(shù)通道控制回路IC1還有兩個(gè)輸出端和微計(jì)算機(jī)IC10相接，微計(jì)算機(jī)IC10有一輸入端和采樣回路IC7相接，微計(jì)算機(jī)IC10的輸出端和一自然數(shù)分頻回路IC9相接，信號(hào)B和時(shí)鐘源IC8和上述自然數(shù)分頻電路IC9相接，自然數(shù)分頻回路IC9的輸出端有兩個(gè)，一個(gè)輸入微計(jì)算機(jī)，另一個(gè)和一計(jì)數(shù)通道轉(zhuǎn)換觸發(fā)回路IC2相接，用以產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，計(jì)數(shù)通道轉(zhuǎn)換觸發(fā)脈沖IC2和計(jì)數(shù)通道控制回路直接相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)數(shù)信號(hào)同步式無隙計(jì)數(shù)器，其特征在于上述計(jì)數(shù)通道控制回路由三個(gè)或非門IC1-1、IC1-3、IC1-4及一個(gè)D觸發(fā)器IC1-5和一個(gè)或門IC1-2及微分電路C1、C2、R1、R2組成，或非門IC1-3、IC1-4一端和延時(shí)回路IC3相接，另一端分別和兩個(gè)計(jì)數(shù)通道相接，或非門IC1-1直接和放大整形回路相接，或門IC1-2的兩個(gè)輸入端和微分回路C1、R1及R2、C2的公共點(diǎn)相接，一個(gè)輸出端和或非門IC1-1及上述計(jì)數(shù)通道轉(zhuǎn)換觸發(fā)回路IC2相接，上述通道控制回路的兩個(gè)輸出端Q1接在D觸發(fā)器IC1-5和或非門IC1-3及C2的公共點(diǎn)上，Q2接在D觸發(fā)器IC1-5和C1及或非門IC1-4的公共點(diǎn)上，Q1、Q2和計(jì)算機(jī)相接。
全文摘要
本發(fā)明為一計(jì)數(shù)信號(hào)同步式無隙計(jì)數(shù)器。由自然數(shù)分頻電路、計(jì)數(shù)通道控制回路、放大整形回路和延時(shí)回路及時(shí)鐘源、微計(jì)算機(jī)和兩個(gè)計(jì)數(shù)通道組成。利用計(jì)數(shù)通道控制回路中引入的計(jì)數(shù)同步信號(hào)，使得在計(jì)數(shù)閘門轉(zhuǎn)換瞬間既不多計(jì)一個(gè)信號(hào)，也不少計(jì)一個(gè)信號(hào)。本發(fā)明具有連續(xù)無隙計(jì)數(shù)的功能及周期和任意多周期測(cè)量的功能，還可任意設(shè)定測(cè)量次數(shù)和周期間隔采樣測(cè)量。
文檔編號(hào)H03K23/40GK1064155SQ9210192
公開日1992年9月2日 申請(qǐng)日期1992年3月21日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月21日
發(fā)明者鄒清環(huán), 張德亮 申請(qǐng)人:寧夏回族自治區(qū)計(jì)量研究所