Измерение частоты пульса

Измерение частоты пульса Измерение частоты пульса, основанное на подсчёте количества ударов за единицу времени, занимает относительно большой промежуток времени. От 1 минуты и больше.

Времени 10 или 15 с., с последующим умножением на 5 или 4, иногда бывает недостаточно. К тому - же, эти методы применимы только в состоянии покоя до, или сразу после дозированной нагрузки. В лабораторных условиях, или в кабинетах функциональной диагностики, контроль за частотой и ритмом пульса можно осуществить, если на вход частотомера подать образцовую частоту, равную минимальной частоте пульса. Тогда на вход счётчика, в промежутке между импульсами времени счёта, при частоте пульса 180 уд/мин пройдёт 333 импульса, при частоте 60 уд/мин - 1000 импульсов, а при 30 уд/мин - 2000 импульсов.

Таким образом можно выявить нарушение ритма и частоты пульса за более короткий промежуток времени и в любом состоянии - в покое или в динамике.

Усилитель - формирователь собран на ОУ DA1 и таймере DA2, работу которого мы рассмотрим немного подробнее. Таймер состоит из трёх функциональных узлов - двух компараторов напряжения, RS - триггера и инвертирующего усилителя. Внутренний делитель задаёт пороговые напряжения, равные 2/3 Uп для компаратора А1 и 1/3 Uп для компаратора А2. Управление выходным напряжением таймера производится по входам 1 и 2 (выводы 6 и 2). Напряжение высокого уровня (Н) на выходе таймера устанавливается в случае, когда на вывод 2 подаётся низкий уровень (L), равный U2 < 1/3Uп, независимо от уровня напряжения на выводе 6. После установки на выходе высокого уровня, любое изменение U2 не приводит к изменению состояния выхода, если U6 < 2/3 Uп.

Низкий уровень (L) на выходе таймера устанавливается в случае, когда на вывод 6 подаётся высокий уровень (Н), равный U6 > 2/3 Uп, а на вывод 2 - U2 > 1/3 Uп. После этого любое изменение U6 не приводит к изменению состояния выхода, если U2 > 1/3Uп. Состояния таймера приведены в таблице, из которой видно, что управлять таймером можно по входу 2, подавая на вход 6 напряжение U6 > 2/3 Uп.

Несколько слов о включении ЦАП DD5, DD6. Обе микросхемы включены в режиме перезаписи информации между двумя внутренними регистрами ЦАП. Такое включение даёт возможность хранения результата последнего измерения без использования дополнительных аппаратных средств (любых микросхем оперативной памяти). Подробнее о таком включении будет рассказано ниже.

Измеритель частоты пульса состоит из блоков:

Входной сигнал от датчика поступает на вход усилителя DA1. Усиленный сигнал с выхода DA1 поступает на вход формирователя импульсов DA2. С выхода формирователя сигнал низкого уровня заряжает конденсатор С8. В это время на входах инвертора DD1.3 появляется короткий импульс отрицательной полярности.импульсом высокого уровня с выхода инвертора обнуляются счётчики DD3, DD4. В промежутке между двумя импульсами входного сигнала происходит подсчёт импульсов с выхода делителя DD2. По окончании подсчёта импульсов код с выходов счётчиков DD3, DD4 записывается во внутренние регистры RG1 ЦАП DD5, DD6 высоким уровнем по входам С1 (выводы 6). Одновременно, низким уровнем на входе С2 (выводы 21), в регистрах RG2 ЦАП сохраняются результаты предыдущего измерения. В моент прихода импульса низкого уровня с выхода DA2, одновременно с обнулением счётчиков, результат измерений из регистра RG1 ЦАП переписывается в RG2 и поступает на выход ИМС ЦАП.

В связи с тем, что выходные каскады применяемых ЦАП включены по схеме источника тока (выводы 48), необходимо применение преобразователей "ток - напряжение". Функцию преобразователей "ток - напряжение" выполняют ОУ DA3, DA4. ОУ DA5 суммирует сигналы с выходов ОУ DA3, DA4.

выбор схемотехнического решения и применяемой комплектации при разработке устройства обоснован тем, что:

Входные датчики могут быть любыми, как по конструкции, так и по принципу действия: акустическими, электромагнитными, оптическими и т.д. Все ОУ питаются от биполярного источника. Между выводами питания всех ИМС и корпусом включены развязывающие ёмкости. Чертежи печатной платы.

Настройка измерителя частоты пульса:

Оригинал статьи опубликован в журнале "Радиолюбитель" 4/99 с. 28.