Частотный компаратор

 

ЧАСТОТНЫЙ КОМПАРАТОР, содержащий первый генератор импульсов, выход которого соединен с суммирующим входом счетчика импульсов,-выходы разрядов которого соединены с первыми входами первого и второго элементов сравнения, вторые входы которых подключены соответственно к первой и второй управляющим шинам, выходы к первым входам соответственно первого и второго триггеров, вторые входы которых объединены, а выходы подключены к первым входам ; первого и второго счетных триггеров, входы синхронизации которыз : объе инены , первые выходы соединены с входами элемента И, по-,, ю.-нчого выходом к первой выходной ил.не, а..срые выходцы счетных триггеров подключены к второй и третьей выходным шинам ,, и формирователь импульсов вход которого подключен к входной шине, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоусГойчиности в него введены третий и четвертый триггеры, третий и четвертый элементы сравнения, первые входы которых соединены о выходами счетчика импуль сов, вторые входы - с третьей и четвертой управляющими шинами, выходы с первыми входами третьего и четвертого триггеров, выходы которых соединены с вторыми входами.соответственно первого и второго счетных триггеров, и второй генератор импу.пь сов, первый выход которого.соединен %5;гж с вторыми входами первого, третьего и четвертого триггеров, второй выход - с входом-синхронизации первого счетного триггера., причем выход формирователя импульсов соединен с входом установки в нуль счетчика кмпульсов .

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧНИИХ

РЕСПУБЛИН

9(Я) Н 03 К 5/26

)д ° () ;)

),:, ; . (),((p (- 1("(,«,ЦЯ,„) ((r

-. W40TE

ГОСУДАРСТИЕННЦЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3435147/18-21 (22) 05.05.82 (46) 30.09,83. Вюл. Р 36 (72) А.С. Глинченко, З.В. Маграчев, B.È. Назаренко, М.К. Чмых, С.В. Чепурных, Н.П. Сухоставцев и П.И. Рябухин (53) 631. 374. 3 (088, 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 661761, кл. Н.03 К 5/19, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 570 193, кл. Н 03 К 5/26 1975. (54) (57) ЧАСТОТНЫЙ KOMIIAPATOP, содержащий первый генератор импульсов, выход которого соединен с суммирующим входом счетчика импульсов, выходы разрядон которого соединены с. первыми входами первого и второго элементов сравнения, вторые входы которых подключены соответственно к первой и второй управляющим шинам, выходы — к первым входам соответственно первого и второго триггеров, вторые входы которых объединены, а выходы подключены к первым входам первого и второго счетных триггеров, входы синхронизации которых объеди(IQ) SU(III г ) нены, первые выходы соединены с входами элемента Й, пс.".. —, .:".:.:с:-", выходом к первой выход»ой ш:.н», рые выходы счетных триггеров подключены к второй и третьей выходным шинам,. и формирователь импульсон rход которого подключен к входной шине, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчиности, в него введены третий и четвертый триггеры, третий и четвертый элементы сравнения, первые входы которых соединены а выходами счетчика импульсов, вторые входы — с третьей и четвертой управляющими шинами, выходы .с первыми входами третьего и четвертого триггеров, выходы которых .р соединены с вторыми входами.соответ-

r (() у стненно первого и второго счетных у ) триггеров, и второй генератор импу -.ьсон, перный выход которого, соединен ( с вторыми входами первого, третьего и четвертого триггеров, второй вы- Д ход — с входом .синхронизации первого) счетного триггера, причем выход формирователя импульсов соединен с вхо ()(. о дом установки в нуль счетчика импульсов.

1л

1С 45376

Изобретение относится к импульсной технике и электроизмерениям и может быть использовано для построеHHR памехоустойчивых кампараторон частоты и указателей частотных пад,циапазанон измерителей параметрон сигналов н шумах.

Известно частотное пороговое устройство, содержащее генератор опорной частоты, дна делителя частоты с подключенным к их выводам триггером и блок предустановки, соединенный выходом с входом. предустановки пернога делителя частоты, соединеннога, счетным нхадом с источником входного сигнала, а выходом — с вхо. дом блока предустановки и входом Сброс второго делителя частоты, соединенного входам с генератором опорной частоты, а выходом — с входом Сброс счетчика 11).

Недостатки данного устройства нозрастакие погрешности сравнения частот в области низких частот и низкая помехоустойчивость при наличии широкополосных помех, Наиболее близким па технической сущности к предлагаемому является частотный компаратор, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с суммирующим входом счет— чика импульсов, выходы разрядов которого соединены с первыми входами первого и второго элементов сравнения, вторые входы которых подключены соответственно к первой и второй управляющим шинам, выходы - к первым входам соответственно первагс и второго триггеров, вторые входы которых объединены, а ныходы подключены к первым входам первого и второго счетных триггеров, входы синхронизации которых объединены, первые выходы соединены с входами элемента И, подключенного выходом к первой выходной шине, вторые выходы счетных триггеров подключены к второй. и третьей выходным шинам, первый формирователь импульсов, вход которого подключен к входной шине, вых.од — к входу синхронизации первого счетного триггера непосг>едственно, а через второй формирователь импульсон к второму входу первого триггера и входу установки н нуль счетчика импульсов 23 .

Недостаток данного устройства низкая помехоустойчивость при наличии ширакополостких шумов, приводящих к дроблению фронтов входного сигнала.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости частотного компаратора.

Поставленная цель достигается тем, что н частотный компаратор, содержащий первый генератор импульсов, выход, которого соединен с суммирую.щим входам счетчика импульсон, выходы разрядов которого соединены с первыми входами первого и нторого элементов сравнения, вторые входы которых подключены соответстненна к первой и второй управляющим шинам, выходы, — к первым входам соответственно первого и второго триггеров, нторые входы которых объединены, а выходы подключены к первым входам первого и второго счетных триггеров> входы синхронизации которых объединены, перные выходы соединены с нходами элемента И, подключенного выходом к первой выходной шине, вта1 5 Рые выходы счетных триггеров подключены к нторой и третьей ныходным шинам, и формирователь импульсов, вход которого подключен к входной шине, введены третий и четвертый триггеры„ третий и четвертый элементы сраннения, первые входы которых соединены с выходами счетчика импульсов, вторые входы — с третьей и четвертой управляющими шинами, выходы — с первыми входами третьего и четвертого триггеров, выходы которых соединекы с вторыми нходами соответственно йерного и второго счетных триггеров, и второй генератор импульсов, первый выход которого соединен с нторыми входами первого, третьего и четвертога триггеров, второй выход — с входом синхронизации перного счеткога триггера, причем выход фор лирова6 теля импульсон соединен с входом установки в нуль счетчика импульсоь.

На чертеже приведена структурная схема частотного компаратара.

Частотный кампаратар содержит генераторы 1 и 2 импульсов, фор лиро40 ватель 3 импульсов, счетчик 4 импульсов, элементы 5-8 сравнения, счетные триггеры, н качестве которых используются счетные Л К-триггеры 9 и 10, триггеры 11-14, элемент И 1 5, шину

16 входную, шины 17-20 управляющие, шины 21-23 выходные.

Входная шина 16 через формирователь 3 подключена к входу установки н нуль счетчика 4, ка суммирующий вход которого подаются импульсы с генератора 1. Выходные разряды счетчика 4 подключены к перным входам элементов 5-8 сравнения, нторые входы которых подключены к шинам 17 20.

Выходы элементов 5-8 сравнения соединены с первыми входами триггеров

ll-14, вторые входы которых соединены с первым ьыхадом генератора 2.

Второй ныход генератора 2 соединен с входами синхронизации )К-триггеб() рон 9 — 10. Первые управляющие входы (К-входы) ЭК-триггеров подключены к прямым выходам соответственно триггеров 11 и 12, а вторые управляющие входы (3-входы) - к инверсным чихо65 дам триггеров 12 и 14. Прямой виход

1045376.)K-триггера 9 и инверсный выход

ЭК-триггера 10 соединены с входами элемента И 15, выход которого подключен к шине 21 выходной, инверсный выход 3К-триггера 9 подключен к шине 22 выходной, а прямой выход 3Ктриггера 10 подключен к шине 23 ныходной.

Устройство работает следующим. образом.

Входные колебания, частота кото- )О рых Fc сравнивается с некоторыми пороговыми значениями Гн, Г8, с помощью формирователя 3 преобразуются в последонательность стандартных прямоугольных импульсон с логическими 15 уровнями 1, 0 .

Эти импульсы поступают на вход установки н нуль счетчика 4, открывая его на время действия логической 1, соответствующей длительности подупериода входного сигнала. При этом счетчик 4 регистрирует. счетные импульсы. генератора 1 и его код линейно возрастает во времени.

Текущий код счетчика поступает на первые входы элементов 5 — 8 сравнения и сравнивается с некоторыми кодовыми значениями длительностей полупериодрн ){,, Н„ и Йб, Я", которые подаются на их вторые входы и соответстнуют частотам срабатывания и Отпускания устройства в области

1 11 нижней граничной частоты FH Ги и и верхней граничной частоты F>,5б

II

Значения ЬЧ1,= 1, — <н и ь ь= Гь- Гв определяют ширину эон гистерезиса частотной характеристики компаратора.

Если частота сигнала больше rpa1 I ничной частоты Рв (Fcy F @ ), то код счетчика 4 не достигает ни одного, иэ пороговых значений Мк, N, Ы И и ни 40 один из элементов 5-8 сравнения не срабатынает. B результате триггеры 11-14 останутся в исходном нулевом состоянии,подтверждаемом очередным импульсом onроса с генератора 2. При этом частота опроса выбирается ниже минимально возможной частоты сигнала. По отрицательному фронту импульса опроса (с второго выхода генератора 2) информация о состоянии триггеров 1114 заносится в 7К-триггеры 9 и 10, устанавливая их в данном случае в единичное состояние. На шине 23 устанавливается логическая 1, сооТнетствующая случаю Гс F@

При понижении частоты сигнала .до значения F8(F >э F<» Fz) код счетчика 4 достигает значения ИЗ, срабатывает элемент сравнения 8, устанавливая триггер 14 н единичное состояние. при этом на инверсном выходе этого 60 триггера установится логический 0, что не приведет к переключению 7Ê-триггера 10 при очередном опросе. Если же частота сигнала ста11 нет меньше Fg, то срабатывают оба 65 элемента 6 и 8 сравнения и триггеоы

12 и 14 устанавливаются в единично=. состояние, которому соответствует нулевое гостояние К-триггера 10.

При этом на выходе элемента Н 15 установится уровень логической 1, кОтОрОму сООтветствует Гн р < Г

При дальнейшем понижений частоты сигнала и достижении порогогого зиl чения FI, в области нижней граничной частоты компаратора { F>

"с "н

При обратном повышении частоты сигнала JK-триггеры 9 и 10 будут переключаться при значениях частоты сигнала, равных соответственно F> и

I

F, которые Определяют пороги срабатывания компаратора в области нижней и верхней граничных частот, в

II II то время как значения Г и Г8 сооТ

1-1 ветстнуют порогам Отпускания устройстна при понижении частоты сигнала .

Тем самым обеспечивается гистерезисный характер частотной характеристики устройства, исключающий возможность его многократных срабатываний на границах поддиапазонов за

cIIeТ флуктуаций и нестабильностей частоты сигнала и погрешности квантования.

Наличие широкополосных помех на входе приводит к проб:1е1111ю фронтов сформированного сигнала. Однако это не вызывает сбоев устройства, поскольку сброс триггеров ) 1-14 и закссение информации в элементы памятн1

3К-триггеры 9 и 10, производится не входным сформированн=.:м с":ãíàëîì, а сигналом от дополнительного генератора 2.

С помощью элементов 5-8 сравнения, триггеров 11 — 14 и 7Ê-триггеров 9 и 10, образующих блок сравнения и регистрации, осуществляется разбиение диапазона рабочих частот на Tp = поддиапазона с дискриминационной частотной характеристикой гистерезисного типа.

Для увеличения числа поддиапаэонов достаточно подключить необходимое количество аналогичных блоков к соответствующим разрядам счетчика 4.

Введение новых элементов и связей существенно повышает помехоустойчиi 045:> б

Фл /кту-!

-.ñ:отьi ложi е переРедактор й, Ковальчук

Тираж 936 Подписное

:-.ННННГ oi".óäàðñòçeêíî:-о комитета СССР пс .: .лам иеобрятений и ОткрВтий

> С 3.3:, c < HB. < )i, 3 : . Раj liic 1(ая наб, < д, ф/g

-.>,,-,;,.-,,-:,, н1 :патент, г, ужгород,- ул. Проектная, 4

3(.э,, уf- Т13и;л L,—,1 ,:1 и я, ;1 я и е с а,:! i; -: .:

;. и 1i н ала в 3,- наic> в м кл1.нанижу на границах поддиапазонов, так и к широкополосным шумам, Сocтавитепв С, Николаев

Техред H.Ãàéлч Корректор Ю. Макаренко