Устройство для контроля частоты

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано при конструировании нуль-органов высокой точности в цифровых приборах, где используется информация в частотно-импульсном коде. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается путем контролирования соотношения сравниваемых частот. Устройство содержит формирователи импуль-. сов н 2, линию задержки 3, логические элементы (ЛЭ) ИЛИ 4, 5 и 6, элементы задержки 7 и 8, формирователь 9, ключи 10 и 11, каналы совпадений 12.1-12.п, состоящие из ЛЭ И 13.1- 13.П, первых 14.1-14.П, вторых 15,1- 15.п и третьих 16. 1-16.П ключей, ЛЭ ИЛИ 17.1-17.п и 18. 1-18.п, триггеров 19.1-19.П и элементов задержки 20.1-20.п. Выходами устройства являются шины 21, 22 к 23. Устрой (Л к, iNd СА9 U&k с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 l) 3768259/24-21 (22) 11.07.84 (46) 23.02.86. Бюл. Р 7 (71) Харьковский автомобильно-дорожный институт им. Комсомола Украины (72) А.Д.Зеня и Н.В.Скиба (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 572716â кл G 01 R 23/02 1978.

Авторское свидетельство СССР

У, 842616, кл. G Ol R 23/02, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано при конструировании нуль-органов высокой точности в цифровых приборах, где использует—

ÄÄSUÄÄ 1213423 А сю 4 G 01 R 23/02 ся информация в частотно-импульсном коде. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей - достигается путем контролирования соотношения сравниваемых частот. Устройство содержит формирователи импуль-. сов 1 и 2, линию задержки 3, логические элементы (ЛЭ) ИЛИ 4, 5 и 6, элементы задержки 7 и 8, формирователь

9, ключи 10 и 11, каналы совпадений

12.1-12.п, состоящие из ЛЭ И 13.113.п первых 14.1-14.п, вторых 15,115.п и третьих 16 .1-16.п ключей, ЛЭ

ИЛИ 17.1-17.п и 18.1 — 18.п, триггеров 19.1-19.п и элементов задержки 20.1-20,п. Выходами устройства являются шины 21, 22 и 23. Устрой1213428 ство позволяет осуществлять контроль текущей частоты, значение котор6й изменяется по произвольному

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и моЖет быть использовано при конструировании цифровых нуль-органов высокой точности в цифровых прибОрах в которых используется информация в частотно-импульсном коде.

Целью изобретения является расши— рение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности контролирования соотношения сравниваемых частот.

На фиг.l показана схема устройства на фиг.2 — временные диаграмУ мы поясняющие работу устройства.

У

Устройство для контроля частоты в 1 содержит формирователи импульсов

:и 2, линию 3 задержки, элементы

ИЛИ 4-6, элементы задержки 7 и 8,,формирователь 9, ключи 10 и 11 и ка1налы 12 - 12 „ совпадений, состоящие из элементов И 13 - H 13„,, вых 14-- 14 вторых 15 15„

1 и третьих 16„— 16!! ключей, элементов ИЛИ 17! — 17п и 18 — 18„ триггеров 19! — 19 и элементов эа— держки 20 — 20„, а также выходы

21-23.

Устройство позволяет осуществлять контроль текущей частоты Г, значение которой меняется по произвольному, заранее не известному закону по отношению к заданной частоте, имеющей известное фиксированное значение 1

Рассмотрим вначале работу устройва в статике, т, е. при отсутствии на его входе сигнала текущей частоты Г . В исходном состоянии на выходах триггеров 19, — 19„ присут° ствует логический нуль и ключи

141 14è 15(151, " 16 — 16 закрыты. Импульсы заданной частоты длительностью !. (фиг.2,6) с вы9 хода формирователя 2 поступают на первые входы элемента И 131 и клюзакону по отношению к заданной частоте, имеющей известное фиксированное значение, 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

2 ча 161 канала 12< совпаденей и, кроме того, на вход линии 3 задержки. С выходов последней импульсы частоты f, сдвинутые относительно

1 один другого на время задержки между выходами „ е !, (фиг.2,в), поступают на первые входы элементов

И 13 — И !3„ и к!1ючей 16 — 16 каналов 12 — 12 соответственно. и

1о С помощью линии 3 задержки создается шкала сдвинутых (задержанных) импульсов, полностью перекрывающая период Т>, причем на вход каждого из каналов (на первые входы элементов И 13„ — 13> и ключей 1.6 1

16 „) поступает соответствующий импульс этой шкалы.

Работа устройства в динамике характеризуется сменой двух состояний, первое из которых является подготовительным и устанавливается с приходом импульса текущей частоты 1г- следующим образом.

В зависимости от момента появлер ния импульса текущей частоты в общем случае может произойти его совпадение во времени с импульсом шкалы заданной частоты в двух элементах И 13, и 13 „, соседних каналов совпадений . где 1 1 п), на выходах которых образуются импульсы совпадения. Последние поступают на входы триггеров 19; .и 19;„ и ключей 14 и 14 ° своего канала ! 1Ф!

35 совпадений. Триггеры 19; и 19;„ перебрасываются на второе устойчивое состояние, что приводит к откр:..званию ключей 14; и 14,+! соответственно, однако через них импуль40 сы совпадения не проходят, так как выходы триггеров соединены с вторыми входами указанных ключей через элементы задержки 20, и 20 1, . Для этого время „ задержки последних

45 должно удовлетворять условию

Продифференцированньш (дифИ

1213428 ференцирующие цепи на схеме не показаны) импульс с выхода элемента задержки 20,., образованный при перебросе триггера 19 поступает через элементы ИЛИ 18;„.на второй вход триггера 19;+, и возвращает его в исходное состояние (чем и устраняется неопределенность, возникшая при выделении канала 12 совпаде1 ний),а уровнем напряжения, образовавшемся при перебросе триггера !9 °

1 на его выходе, открываются ключи

15, и 16; канала 12 совпадений.

Тем самым канал 12; подготовлен к срабатыванию при поступлении на его вход следующего импульса частоты Г

Далее при работе устройства могут иметь место следующие случаи:

1) тт з

2) Г

Предположим, что сравниваемые частоты f з и f,a, спедовательно, и их периоды) двух последовательностей импульсов не равны. Тогда каждое последующее совпадение их импульсов будет происходить в друroM элементе И ряда И !31 - И 13>, т.е., если первое совпадение ука" эанных импульсов произошло, .как указано в элементе И 13;, то второе совпадение зафиксируется элементом И 13 (при этом !Ф.!), и уже канал 12 будет подготовлен ! к срабатыванию аналогично описанному.

При этом канал 12! возвращается в исходное состояние импульсом частоты или f > в зависимости от соотношения этих частот.

Так, если Г а f то ранее посту» пивший на вход канала 12 импульс

1 заданной частоты проходит через открытый ключ 16,, элементы ИЛИ 17; и 18, на второй вход триггера 19,, возвращая последний и весь канал в исходное состояние. Этот же импульс заданной частоты через элемент ИЛИ 6, элемент задержки 8 и нормально открытый ключ 11 поступает на выход

23 устройства, что и является признаком того, что f a f (фиг.2,к).

Далее цикл контроля частоты f по отношению к частоте повторяется аналогичным образом уже в канале 12 ,! совпадений.

Предположим, что сравниваемые частоты f u f двух последовательностей импульсов равны. В этом слу чае два фиксируемые один за другим

I совпадения импульсов частот 1 и ,з произойдут в элементе И 13 одно- го и того же канала совпадений, причем второй импульс совпадения с выхода элемента И 13 через открытый ключ 14 и элемент ИЛИ 5 поступает на выход 22 устройства (фиг.2,л), что является признаком того, что !

О ft = f> Кроме того, указанный импульс совпадения через формирователь 9, где он расширяется до длил тельности 1 и инвертируется (фиг.2,м), поступает на вторые вхо-!

5 ды ключей !О и 11 и блокирует их.

Последнее необходимо для того, чтобы исключить одновременное появление импульсов на всех выходах устройства в случае f = f>. Для обес2g печения однозначности срабатывания устройства при этом необходимо, чтобы teâ " и c > t + 2 ° где

З ВЬ1» В1»»

У

t aebN - время задержки элементов

7и8.

В данном такте осуществляется также возврат сработавшего канала в исходное состояние, что достигается возвратом триггера 19 в исходное состояние фронтом импульса

30 частоты т или fÝ, прошедшим через элементы Kln 17 и 18 на второй выход указанного триггера. Необходимый сдвиг во времени между поступлениями импульсов на первый и второй

35 входы триггеров 19 — 19 обеспеи чивается естественной (или предусмотренной) задержкой элементов

ИЛИ 17 и 18.

При поступлении следующего импуль40 са частоты f опять происходит подТ готовка одного из каналов совпадений к контролю частоты f и дальнейшее срабатывание устройства в зависимости от соотношения на данный

45 момент между контролируемыми частотами. Так, если fT f>, то ранее поступивший на вход соответствующего канала (уже подготовленного к срабатыванию) импульс текущей частоты проходит через открытый ключ 15

° Ъ

50 элементы ИЛИ 17; и 18, на второй вход триггера 19;, возвращая последний и весь канал в исходное состоя.ние. Этот же импульс частоты f т через элемент ИЛИ 4, элемент задерж55 ки 7 и нормально открытый ключ О поступает на выход 21 устройства, что является признаком того, что

f>f (фиг.2,о) .

1213428.Технико-экономическая эффективность предложенного устройства в сравнении с известным устройством обусловлена расширением его функциональных возможностей, что позволяет не только определять момент совпадения двух частот f u но и контролировать соотношение

У указанных частот, выдавая критерии

f )f или f 1 fg-

Формула изобретения

1.устройство для контроля частоты, содержащее формирователь импульсов текущей частоты, выход которого подключен к первым входам каналов сов-.: падений, и формирователь импульсов заданной частоты, выход которого под-ключен к второму входу первого канала совпадений и к входу линии задержки,,(И-1) выходы которой соединены по порядку с вторыми входами остальных каналов совпадений, причем первый выход всех предыдущих каналов: совпадений соединен с третьими входами последующих каналов совпадений, а вторые выходы каналов совпадений соединены с вхо- дами первого элемента ИЛИ, о т.:л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства путем обеспечения возможности контролирования соотношения сравниваемых частот, в него дополнительно введены два элемента ИЛИ, два элемента задержки, два ключа и формирователь, причем третьи выходы всех каналов совпадений подключены к входам второго эле. мента ИЛИ, четвертые выходы каналов совпадений подключены к входам третьего элемента ИЛИ, а выходы второго и третьего элементов ИЛИ через элементы задержки соединены с первыми входами ключей, вторые вхо10 ды которых подключены к выходу формирователя, вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выходы ключей и вход формирователя являются выходами устройства.

15 2. Устройство по п.1 о т л и ч аю щ е е с я тем, что каждый канал совпадений содержит последовательно соединенные первые ключ и элемент ИЛИ, второй элемент ИЛИ, триг20 гер, элемент задержки и второй ключ, элемент И, соединенный с вторыми входами триггера и второго ключа, третий ключ, один вход которого соединен с вторым входом первого .ключа и выходом элемента задержки, а выход — с вторым входом первого элемента ИЛИ, причем объединенные первые входы первого ключа и элемента И, объединенные

30 вторые входы третьего ключа и элемента И и второй вход второго элемента ИЛИ являются соответственно первым, вторым и третьим входами каналов совпадений, а выходы элемента задержки, первого, второго и третьего ключей являются соответственно первым, третьим„ вторым и четвертым выходами кайалов совпацений. !

1213428 а

Л

6 д е ,ф

Л р т

И

fr д

Х, у,(ию

Составитель В.Новоселов

Редактор Т.Кугрышева Техред М.Пароцай Корректор Л. Пилипенко

Заказ 778/55 . Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

С:;лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4