专利名称：计数信号同步式无隙计数器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种计数信号同步式无隙计数器，是一种可以完成任意设定次数的连续无间隙计数器，也是一种可以完成任意设定时间间隔的周期采样计数装置。
现有的频率测量装置分为有隙计数和无隙计数。有隙计数常会将间隙内的信号丢失。无隙计数器利用双稳态回路形成两个相对连续的门开启时间来分别计数，这种无隙计数方法也已智能化。但是这种无隙计数器，在双稳电路翻转产生换路计数的瞬间其计数状态是不稳定的，即可能丢计一个，或可能多计一个，影响了精度。
本发明的目的是针对无间隙计数装置在双稳电路翻转时换路计数时可能引起的丢计或多计现象，设计一种计数信号同步式全部连续无隙计数装置，使在换路计数的瞬间既不多计一个，也不少计一个。
本发明设置下列组成部分IC1-计数通道控制回路，用以控制本发明的两个计数通道，即计数通道1和计数通道2交替进行测量;IC2-计数通道转换触发回路，用以接收自然数分频回路的信号，同时发出信号控制计数通道控制回路IC1;IC3-延时回路，和放大器整形回路相接，使一路计数信号延时为一额定时间后送入计数通道控制回路;IC4-放大整形回路，使被测的计数信号经整形后形成了两路互为反相的窄脉中，两路脉冲的幅值和宽度均相等，一路a和延时回路(3)相接，另一路a直接和计数通道控制回路(1)相接，IC5、IC6-计数通道1及计数通道2;IC7-采样电路，和计数通道1和计数通道2及微计算机CPU相连;IC8-时钟源;IC9-自然数分频电路，和单片微机相接，可形成任意设定的闸门及任意信号周期数测量;IC10-微计算机，和自然数分频电路IC9、采样回路IC7、计数通道控制回路IC1相接;IC11-控制键盘;IC12-数码显示电路。
本发明的方案是被测信号A经整形放大回路后形成了两路幅度和脉宽相等的互为反相的脉冲信号a和a，a信号送入延时回路经一额定时间延时后作为b信号送至计数通道控制回路IC1，a信号直接送入计数通道控制回路IC1作为同步信号，由微机控制自然数分频电路IC9进行预测的周期个数或所需的闸门时间，及控制自然数分频电路IC9按要求进行分频的循环。同时单片微机又控制计数通道控制回路。自然数分频电路每完成一次分频的循环时，发出一个脉冲，此脉冲分两路一路进入计数通道转换触发回路IC2转换成信号C;另一路进入计算机，用以控制采样回路。经由计数通道转换触发回路IC2的信号C和计数同步信号a共同作用计数通道控制回路的结果，使计数通道1或计数通道2由原来的停止状态变为计数状态，或由原来的计数状态变为停止状态，单片微机将计数通道控制回路IC1的信号和自然数分频电路的信号后去控制采样回路，去采计数通道1或是计数通道2的样，将采的样和本通道上次采样值相减即为本计数通道计数之值。
本发明的要点是在同步信号a和由计数通道转换触发电路产生的信号C的共同作用下，在特定的a、b信号的时序关系条件下，计数通道控制回路改变原来的工作状态，使控制计数通道1或2的工作状态或停止、或计数，计数通道控制回路的两个输出端向相反方向变化时，总在信号b为高电平时发生，所以在变化时不影响计数通道1或2的输入信号做任何改变，因此既可以做连续测量，也不会在闸门信号C的作用下引入连续测量误差，即在门控电平转换时间内不会引起测量误差。
下面结合附图详细说明
图1为本发明的原理图。
图2为本发明计数通道控制回路的线路图。
计数通道控制回路可由三个或非门IC1-1、IC1-3、IC1-4及一个D触发器IC1-5及一个或门IC1-2及微分电路C1、C2、R1、R2组成，被测信号经放大整形后一路经延时回路延时后送入或非门IC1-3、IC1-4，另一路未找延时的a信号直接和或非门IC1-1相接。由自然数分频电路IC9来的信号进入计数通道转换触发电路IC2后产生触发信号C。计数通道转换触发电路IC2可以是D触发器，或门IC1-2的两个输入端和微分电路相接，输出端和或非门IC1-1及D触发器IC2(计数通道转换触发回路)相接。计数通道转换回路的两个输出端Q1、Q2和微计算机相接。
图3、图4是a、b、c、d、e、f及Q1、Q2信号位置图。图3为最高计数频率时a、b、c、d、e、f、Q1、Q2信号位置图，图4为频率降低时信号位置图。
信号a、b互为反相，滞后时间由延迟回路决定。C信号是由自然数分频回路作用于计数通道转换触发回路后产生的。t1为C信号第一次到达时间，此时和a信号同时进入IC1-1或非门，a信号为高电平，C信号不能改变计数通道控制回路的工作状态。当信号a为低电平时，a信号、C信号使Q1和Q2工作状态各自向相反的方向变化，且变化时刻恰好是在b信号的高电平区，由于b信号处于高电平时Q1和Q2变化，所以不会影响计数通道1和计数通道2的输入信号e、f。C信号的第二次到达时间为t4，a信号为低电平，a、c共同作用于IC1-1，t4和t5期间内所形成的脉宽期间积累的能量，正是可以使计数通道控制回路改变状态的最小能量。C信号再滞后于a信号一些，计数通道控制回路的工作状态也不会改变。从上述可以看出，Q1、Q2如改变必定在b信号处于高电平区。d信号是由Q1、Q2变化而引起的，C信号的上升沿是由d信号作用而得的。计数的闸门时间应是t1和t4的时间差，如无同步信号a的作用时，t2和t6之差为计数时间，由于t1-t2＝t4-t6，所以t1-t4和t2-t6相等。由于同步信号a的作用，本无隙计数器的计数的有效时间应为t3-t6，从图3和图4中已明确表示出t3-t6的时间范围内和t2到t6的时间范围内计数的数值是相等的，如e、f信号所示，所以本发明由于采用了计数信号同步的方法，做到了既能连续无间隙的测量又不丢失一个或多计一个频率数。
本发明利用自然数分频电路和微计算机来任意设定测量次数及任意设定时间间隔的周期采样计数测量。
作周期采样测量时，被测信号B直接插入自然数分频电路IC9。A作参考信号，和时钟源接入放大整形回路IC4。
权利要求
1.计数信号同步式无隙计数器，包括微计算机IC10、两个计数通道IC5和IC6(计数通道1和计数通道2)、采样回路IC7、时钟源IC8，其特征在于上述无隙计数器的被测信号和放大整形回路IC4相接，放大整形回路IC4有两个输出端，输出两个互为反相的同幅同宽脉冲，两个输出端中的一个通过延时回路IC3和一计数通道控制回路IC1相接，另一输出端直接和上述计数通道控制回路IC1相接作为输出同步信号用，计数通道控制回路IC1有两个输出端分别和二个计数通道IC5和IC6相接，计数通道控制回路IC1还有两个输出端和微计算机IC10相接，微计算机IC10有一输入端和采样回路IC7相接，微计算机IC10的输出端和一自然数分频回路IC9相接，信号B和时钟源IC8和上述自然数分频电路IC9相接，自然数分频回路IC9的输出端有两个，一个输入微计算机，另一个和一计数通道转换触发回路IC2相接，用以产生触发脉冲，计数通道转换触发脉冲IC2和计数通道控制回路直接相接。
2.根据权利要求1所述的计数信号同步式无隙计数器，其特征在于上述计数通道控制回路由三个或非门IC1-1、IC1-3、IC1-4及一个D触发器IC1-5和一个或门IC1-2及微分电路C1、C2、R1、R2组成，或非门IC1-3、IC1-4一端和延时回路IC3相接，另一端分别和两个计数通道相接，或非门IC1-1直接和放大整形回路相接，或门IC1-2的两个输入端和微分回路C1、R1及R2、C2的公共点相接，一个输出端和或非门IC1-1及上述计数通道转换触发回路IC2相接，上述通道控制回路的两个输出端Q1接在D触发器IC1-5和或非门IC1-3及C2的公共点上，Q2接在D触发器IC1-5和C1及或非门IC1-4的公共点上，Q1、Q2和计算机相接。
全文摘要
本发明为一计数信号同步式无隙计数器。由自然数分频电路、计数通道控制回路、放大整形回路和延时回路及时钟源、微计算机和两个计数通道组成。利用计数通道控制回路中引入的计数同步信号，使得在计数闸门转换瞬间既不多计一个信号，也不少计一个信号。本发明具有连续无隙计数的功能及周期和任意多周期测量的功能，还可任意设定测量次数和周期间隔采样测量。
文档编号H03K23/40GK1064155SQ9210192
公开日1992年9月2日 申请日期1992年3月21日 优先权日1992年3月21日
发明者邹清环, 张德亮 申请人:宁夏回族自治区计量研究所