161713. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés frekvencia-előreszámláló nullponthiszterézisének képzésére

3 161713 4 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés frekvencia előreszámláló nullpontja környezetében kialakítandó hiszterézis jellegű tartomány képzésére, ahol az adott nullponthoz rögzített — zérusnál nagyobb frekvencia tartozik, ahol az elrendezés önmagában ismert kapuidőgenerátort, frekvencia csatornaváltó egységet, segédszámlálót és összegzőszámlálót, figyelőáramkört, vezérlőegységet tartalmaz, amelynek lényege az, hogy a kapuidőgenerátor egyik kimenetére frekvencia csatornaváltó van kötve, amelynek egyik bemenetére a mérendő frekvencia (fx), másik bemenetére az órajel (fclock), harmadik bemenetére pedig a vezérlőegység egyik kimenete van kötve, a frekvencia csatornaváltó egyik kimenete az összegző számláló bemenetére, másik kimenete a segédszámláló bemenetére csatlakozik, amelynek kimenete a csatornaválasztó egység egyik bemenetére van kötve, amelynek ún. vezérlő bemenetére a vezérlő egység második kimenete van kapcsolva, a vezérlő egység harmadik kimenete a regiszter vezérlő bemenetére csatlakozik, a vezérlő egység további negyedik kimenete a kapuidőgenerátor bemeneti pontjára csatlakozik, a vezérlő egység egyik bemenete a figyelő áramkör kimenetére kapcsolódik, a vezérlő egység másik bemenete az összegző számláló egyik kimenetére van kötve, a figyelő áramkör bemenete az összegzőszámláló másik kimenetére csatlakozik, az összegző számláló kimenetei egyrészt a csatornaválasztó egységen keresztül, másrészt közvetlenül csatlakoznak a regiszter bemeneteire. A találmány szerinti kapcsolási elrendezési blokk sémája a 2. ábrán látható. A frekvenciaszámláló az alábbi egységekből épül fel: 8 Vezérlő egység, 9 Kapuidőgenerátor, 10 Összegzőszámláló, 11 Segédszámláló, 12 Csatornaválasztó egység, 13 Figyelő áramkör, 14 Frekvencia csatornaváltó egység, 15, 17 Logikai ÉS kapu, 16 Logikai VAGY kapu, 18 Regiszter. A 8 vezérlő egység itt csak a találmány szerinti kapcsolási elrendezés vezérlési funkcióit ellátó egység. A kapcsolás működése a következő: A hiszterézis képzése a 11 segédszámlálóval történik. A segédszámláló kapacitása a hiszterézistartománynak felel meg. A hiszterézisen az ellentétes polaritású tartományrészt értjük. (Lásd 3. ábra O—H tartomány; a mérési tartomány jellemző pontjai az érvényes méréshatár százalékában vannak kifejezve.) A számlálás kezdetekor a 10 összegzőszámláló egy előre beállított (preset) értékről indul. A preset érték a O—A tartomány szélességétől függ és a tartománynak megfelelő impulzusszám 10-es komplemense. A kapuidő végén az összegzőszámlálóba beszámlált érték vizsgálata következik. Három eset lehetséges: a) Ha a mért érték O—V tartományba esik, az összegzőszámláló tartalma megegyezik a mért érték előjelhelyes értékével. b) ha a mért érték a H—A tartományba esik, akkor a mérést meg kell ismételni, ellentétes polaritással. c) ha a mért érték a O—H tartományba esik, 5 akkor benne vagyunk a hiszterézistartományban és akkor ennek az előjelhelyes értékét a következőképpen kapjuk meg: a vizsgálat után a 11 segédszámlálót és a 10 összegzőszámlálót a 17 ÉS és 16 VAGY kapukon keresztül tovább-10 számláltatjuk az órajellel a nullpont eléréséig. Az előjelhelyes értéket a segédszámláló s bitje és az összegzőszámláló n- s — súlyozásában növekvő értékű — bitje szolgáltatja, ha az ösz-15 szegzőszámláló -*- és így a regiszter is — n bites. A hiszterézistartomány helyét és szélességét egyszerűen lehet változtatni. A hiszterézis tartomány helye a 10 összegző-20 számlálónak a számlálás kezdetekor történő beállítása (preset) mértékének változtatásával szabályozható. A hiszterézis tartomány szélessége a 11 segédszámláló megfelelő s bit kapacitású kiépítésével 25 és a 10 összegzőszámlálóról jövő figyelőjelnek az s. bitre kötésével szabályozható. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés tehát tisztán BCD 1248 kódolású számlálódekádokkal valósítja meg a feladatot és ezáltal az össze-30 tett SOLARTRON-féle kapcsolás hátrányos tulajdonságai megszűnnek. A készülék gazdaságosabban kivitelezhető, kiváltképpen az integrált áramköri technika térhódítását figyelembevéve. A találmány szerinti áramköri elrendezés egy 35 példával történő illusztrálása (lásd 4. ábra). A logikai rajz egy négyszámjegyes feszültségfrekvencia átalakítás elvén működő digitális voltmérő frekvenciaszámláló — egységének — a találmány szerinti — elrendezést bemutató ré-40 szeit tartalmazza. A logikai rajz a kapcsolás elvi elrendezését mutatja. A kapcsolás a 15, 16, 17, 22 ... 38 logikai kapuáramköröket (15, 17, 23, 24, 25, 27 ... 34, ÉS-kapuk, 16, 22, 26 VAGY kapuk), 39 ... 45 43 BCD 1248 kódolású dekádszámlálókat, 45 és 50 monostabil áramköröket, 49 késleltetőt, 46 és 48 D típusú dinamikus beírású flip-flopot, 47 statikus beírású R—S flip-flopot, 44 dinamikus beírású T flip-flopot és a 18—16 bites regisztert 50 tartalmaz. A csatlakozó funkcionális egységek a következők: 51 feszültség-frekvencia átalakító, 52 a „mérés vége" információt fogadó, illetve a „mérés indulj" vezérlő jelet kiadó egység, 53 „a mé-55 rés ismétlése ellentétes bemeneti polaritással" funkciót vezérlő egység, 54 „polaritásjelzés váltás" funkciót vezérlő egység. A kapcsolás az alábbi módon működik: A számlálás kezdetekor 39, 40, 41, 42 számláló dekádok és 47 RS-, 48 D-, 60 44 T-flip-flopok nullázódnak, valamint 46 D flipflopot Q = l-re állítja, 43 számláló dekádot pedig 9-es (1001) kezdeti számtartalomra állítja be a nullázó jel. Tehát a 40 ... 43 számláló dekádokból álló összegzőszámláló 9000-es értékről indul, ami 65 megfelel A = 1000 bit, vagyis a méréshatár 10% 2