171394. lajstromszámú szabadalom • Logikai hálózat automatikus méréshatárváltáshoz, digitális frekvencia- és/vagy periódusidő-mérőkben

3 171394 4 tésű digitális frekvencia és periódusidő-mérőhöz kapcsolódik (l.ábra), amely s decimális számlálóláncból a k decimális számkijelzőből, az ó nullázó áramkörből a t bemeneti ÉS-kapuból a p programozható generátorból a q tizedespont és nagyságrend megjelenítő áramkörből az r üzemmód kapcsolóból valamint az m méréshatárváltó kapcsolóból áll. Az m méréshatárvái tó kapcsoló az m 1 túlcsordulást ellenőrző áramkör és m 2 hibajelgeneráló áramkör kimeneteivel vezérelt m 3 program kapcsoló áramkörből áll, melynek kimenetei a p programozható generátor bemeneteihez és a q tizedespont és nagyságrend megjelenítő áramkör bemeneteihez vannak kapcsolva, első bemenete az s decimális számlálólánc sn tagjának kimenetéhez,, második bemenete az s decimális számlálólánc sn-1 tagjának kimenetéhez, harmadik bemenete pedig az ó nullázó áramkör kimenetéhez, negyedik bemenete pedig az ó nullázó áramkör bemenetéhez és az r üzemmód kapcsoló mozgó érintkezőjéhez van kötve. A találmány megértéséhez elegendő a működést frekvenciamérő üzemmódba levezetni, mivel — mint ismeretes — a digitális frekvencia és periódusidő-mérés között csupán egy reciprokképzés a különbség. Ezt úgy érhetjük el legyegyszerűbben, hogy a mérési időt frekvencia méréskor konstansnak vesszük és ezalatt az idő alatt beérkező impulzusokat összegezzük, periódusidő-mérésekor viszont a bemenetre érkező két egymást követő impulzus fogja a mérési időt meghatározni és ezen idő alatt a számláló egy ismert frekvenciájú generátor impulzusait összegzi. Az r üzemmód kapcsoló 1. ábrán feltüntetett helyzetében a logikai hálózat mint automatikus méréshatárváltóval ellátott digitális frekvenciamérő működik. Az 1. ábrán látható t bemeneti ÉS-kapu A bemenetére kerül az ismeretlen frekvenciájú jel, második bemenete a p programozható generátor bemenetéhez valamint az r üzemmód kapcsolón keresztül az ó nullázó áramkör bemenetéhez és az m méréshatárváltó kapcsoló beírást engedélyező bemenetéhez van kötve. A t bemeneti ÉS-kapu kimenete az s decimális számlálólánc s 1 tagjának bemenetéhez kapcsolódik. Az ó nullázó áramkör kimenete egyrészt az s decimális számlálólánc nullázó bemenetéhez, másrészt az m méréshatárváltó kapcsoló nullázó bemenetéhez van kötve. Az m méréshatárváltó kapcsoló első bemenete az s decimális számlálólánc sn tagjának kimenetéhez második bemenete pedig sn—1 tagjának kimenetéhez van kötve. Az m 3 programkapcsoló áramkör előnyösen egy jobbra-balra léptethető párhuzamos beírású shift regiszter, melynek annyi kimenete van amennyi méréshatárt akarunk kapcsolni és ezek a kimenetek egyrészt a p programozható generátor bemeneteihez másrészt a q tizedespont és nagyságrend megjelenítő áramkör bemeneteihez vannak kötve. Az m 3 programkapcsoló áramkör jobbra-balra léptető bemenetei az m 1 túlcsordulást ellenőrző áramkör kimenetéhez valamint az m 2 hibajel generáló áramkör kimenetéhez vannak kapcsolva. Az m 1 túlcsordulást ellenőrző áramkör és az m 2 hibajel generáló áramkör előnyösen egy-egy kapuzott 5 multivibrator. Az r üzemmód kapcsoló átkapcsolásakor a logikai hálózat mint digitális periódusidő-mérő működik. Az átkapcsolás kövekeztében a t bemeneti ÉS-kapu A bemenete most össze lesz kötve az o nullázó áramkör bemenetével és az m 10 méréshatárváltó kapcsoló beírást engedélyező bemenetével. A p programozható generátor kimenete viszont most már csak a t bemeneti ÉS-kapu bemenetére fog kapcsolódni. Az automatikus méréshatárváltó dinamikus működési módját az 15 1. ábra alapján r üzemmód kapcsoló feltüntetett helyzetében (frekvenciamérő üzemmód) a 2. és 3. ábrák idődiagramjai segítségével követhetjük végig. 20 A 2. ábra az automatikus méréshatárváltóval ellátott digitális frekvenciamérőnek azt a működését mutatja, amikor a t bemeneti ÉS-kapu bemenetére kapcsolt f(x) frekvenciájú jel frekvenciája nagyobb mint amit az előzőleg beállított 25 méréshatárban a frekvenciamérő hiba nélkül mérni tudna, tehát egy magasabb méréshatárban kell kapcsolni. Az A bemenetre érkező ismeretlen f(x) frekvenciájú C jelsorozat a p programozható generátor által adott B kapujel ideje alatt t 30 bemeneti ÉS-kapu kimenetén keresztül az s decimális számlálóláncban összegzésre kerül. Mivel jelen esetben az f(x) túlságosan nagy a B kapujel időtartama alatt az s decimális számlálólánc kimenetén F túlcsordulás történt, mely az ml 35 túlcsordulást ellenőrző áramkört olyan állapotba hozza, hogy a B kapujel visszafutásának pillanatában egy H jobbra léptető impulzust ad az m 3 programkapcsoló áramkör számára, mely ettől egyet lép jobbra és beállítja a p programozható 40 generátort egy méréshatárral rövidebb időintervallumú B kapujel generáására, a q tizedespont és/vagy nagyságrend kijelzésére készteti. Ez az új B kapujel kerül most a t bemeneti ÉS kapura és ennek időintervalluma alatt fogja az s decimális 45 számlálólánc összegezni az A bemenetre érkező f(x) frekvenciájú jel impulzusait. így most már az s decimális számlálólánc kimenetén nem lesz jel, a decimális számlálólánc sn—1 tagjának a kimenetén viszont még lesz E jel. Ez az állapot azt 50 eredményezi, hogy sem az ml túlcsordulást ellenőrző áramkör sem az m2 hibajel generáló áramkör kimenetén nem lesz jel tehát m3 programkapcsoló áramkör stabil helyzetben marad. A helyes méréshatár beállt és a mérés az új B 55 kapujellel ciklikusan ismétlődik mindaddig míg f(x) frekvencia annyira meg nem változik, hogy az új méréshatár beállítását igényli. A 3. ábra idődiagramja az automatikus méréshatárváltóval ellátott digitális frekvenciamérő azon működési 60 ciklusát mutatja, amikor mérendő jel a f(x) frekvenciája olyan alacsony, hogy a B kapujel időintervalluma alatt C jelsorozat s decimális számláló láncot még annyira sem tölti fel, hogy sn-1 tagjának kimenetén legalább egyszer legyen 65 jel. Ez azt eredményezi, hogy az m2 hibajel 2