Блок управления частотомера

В самом простом случае блок управления частотомера должен вырабатывать сигналы обнуления (сброса счетчиков импульсов в "0"), записи (сигнала, по которому происходит перезапись в регистры информации о состоянии счетчиков после цикла измерения частоты) и непосредственно формирования импульса длительностью Т₀, в течении которого происходит измерение частоты входного сигнала.

Последовательность выработки таких сигналов во времени должна быть следующей: вначале вырабатывается импульс длительностью Т₀, подаваемый на селектор импульсов, в течении которого сформированная входным формирователем последовательность импульсов с частотой следования f_x проходит на счетчик С; затем после окончания импульса формируется сигнал "запись", переписывающий состояние счетчика С в регистр; после окончания действия импульса "запись" вырабатывается импульс обнуления, с помощью которого счетчик С сбрасывается в нулевое состояние, подготавливаясь с следующему циклу измерения.

Далее весь процесс повторяется, образуя тем самым автоматическое измерения входной неизвестной частот f_x. Пример временных диаграмм сигналов, вырабатываемых блоком управления, приведен на рис. 7.

 

Рис. 7. Временные диаграммы сигналов блока управления

 

На рис. 7 приняты следующие обозначения:

U_fх - исследуемый сигнал с частотой следования f_x;

U_To - разрешающий сигнал (импульс), длительность которого определяет время измерения Т₀;

U-Sel - выходной сигнал селектора, определяющий значение измеряемой частоты входного сигнала fx;

U-Zap – сигнал "запись", переписывающий состояние счетчика С в регистр;

U-"0" – сигнал "обнуление", сбрасывающий счетчик С в нулевое состояние.

Пример модели блока управления приведен на рис.8.

Рис. 8. Принципиальная схема блока управления

В качестве D1 применена микросхема 74ALS74AN (отечественный аналог - КР1533ТМ2), содержащая два независимых D-триггера, имеющих общую цепь питания. Элементы микросхемы D2 типа 74ALS00M (отечественный аналог - КР1533ЛА3) – логические элементы 2И-НЕ.

Интегрирующие и дифференцирующие цепи, образованные резисторами и конденсаторами, служат для задания задержек между импульсами To, записи и обнуления.

На вход блока управления с функционального генератора ЧАП1 подается прямоугольный сигнал амплитудой 5В с частотой следования 1 Гц.