Устройство для сличения частот

 

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может быть использовано для поверки частот высокостабильных генераторов. Устройство для сличения частот содер-, жит генератор 1 опорной частоты, формирователи 2,3 импульсов, элементы И 4,9-12, мультивибратор 5, триггеры 6,7,13,14, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, элементы ИЛИ 15,16, счетчики 17, 18, интерфейс 19, микроЭВМ 20, рователь 21. Устройство имеет повышенную точность сличения частот. 2 ил.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (50 4 С 01 К 23/10

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

БИБЛИО(ПЫЛ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4101489/24-21 (22) 22.05.86 (46) 07.04.88. Бюл, № 13 (71) Харьковский автомобильно-дорожный институт им. Комсомола Украины (72) В.Е.Тырса и М.В,Артеменко (53) 621.317. 761(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 482693, кл. С 01 R 23/10, 1975.

Тырса В.Е. и др. Анализ погрешностей сличения частот по методу совпадения импульсов. — Измерительная техника, 1983, № 7, с.49-51. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛИЧЕНИЯ ЧАСТОТ (57) Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может быть использовано для поверки частот высокостабильных генераторов.

Устройство для сличения частот содер-. жит генератор 1 опорной частоты, формирователи 2,3 импульсов, элементы И

4,9-12, мультивибратор 5, триггеры

6,7, 13, 14, элемент ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ

8, элементы ИЛИ 15,16, счетчики 17, 18, интерфейс 19, микроЭВМ 20, форм)(- . рователь 21. Устройство имеет повышенную точность сличения частот. 2ил.

1386936

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может, использоваться для поверки частот вы сокостабильных генераторов.

Цель изобретения — повышение точности сличения частот.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг,2 — временные диаграммы работы устройства. i0

Устройство содержит генератор 1 опорной частоты 1 (ГОЧ), формирователи 2 и 3 импульсов (ФИ), элемент

И 4, мультивибратор 5, триггеры б и 7, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, эле- !5 менты И 9-12, триггеры 13 и 14, элементы ИЛИ 15 и 16, счетчики 17 и l8 интерфейс 19, микроЭВМ 20 и формирователь 21.

Выход ГОЧ 1 через последовательно 20 соединенные ФИ 2, элемент И 9 и элемент ИЛИ 15 подключен к входу счетчика 17, а выход ФИ 3, вход которого является входом устройства, через последовательно соединенные элемент

И 11 и элемент ИЛИ 16 — к входу счетчика 18, причем выход ФИ 2 через последовательно включенные элемент И 10 и триггер 13 подключен к второму входу элемента ИЛИ 15, а выход ФИ 3:че- 30 рез элемент И 12 и триггер 14 — к второму входу счетчика 18. Выходы ФИ

2 и 3 подключены также к входам элемента И 4, выход которого через последовательно включенные мультивибра- 35 тор 5, триггер 7 и элемент ИСКЛ!ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 соединен с объединенными вторыми входами элементов И 10 и 12, причем инверсный выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 объединен с вторыми 40 входами элементов И 9 и 11, третьи входы которых объединены, соответственно, с выходом триггера 6 и выходом триггера 7.

Инверсный выход мультивибратора 5 45 через триггер 6 соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, а инверсный выход триггера 6 через формирователь 21 подключен к входу готовности интерфейса 19, шина обмена которого соединена с микроЭВМ 20, а шина данных объединена с выходами счетчиков 17 и 18. Управляющий выход интерфейса 19 объединен с управляющими входами ФИ 2 и 3. 55

На временных диаграммах фиг.? обозначены напряжения: потока импульсов опорной частоты f (а); потока импульсов измеряемой частоты f„ (б); пакетов импульсов совпадений на выходе элемента И 4 (в); импульсов на выходе мультивибратора 5 (г); импульсов на инверсном выходе мультивибраторя 5 (д); на выходе триггера 7 (е); на выходе триггера 6 (ж); на инверсном выходе триггера б (з); на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 (и); на инверсном выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 8 (к); импульс на выходе формиро вателя 21 (л); импульсы опорной частоты, зафиксированные в счетчике 17 (м); импульсы измеряемой частоты, зафиксированные в счетчике 18 (н) .

Известно, что абсолютная методическая погрешность способа сличения частот, основанного на подсчете импульсов обеих частот в интервале времени между i-ми (например, первыми) импульсами двух последовательно идущих пакетов совпадений, составляет за счет квантования по уровню

1 f„ и м fî где f, — значение опорной частоты; время измерения °

Реально, вследствие наличия инструментальных погрешностей, обусловленных нестабильностью длительности импульсов, участвующих в совпадении, их фронтов, уровней срабатывания схем совпадений и пороговых устройств на их выходах, выделить первые по порядку импульсы в последовательно идущих пакетах совпадений не представляется . возможным, поэтому отсчет будет. начат с i-го импульса первого пакета, а закончен j ì импульсе второго пакета совпадений. Разность К=/j ij определяет инструментальную погрешность метода. Тогда суммарная погрешность будет равна

К ьй

С м 2 иЗм о

Предлагаемое устройство позволяет уменьшить значение К, определяющее инструментальную погрешность метода .

Устройство работает следующим образом.

По команде микроЭВМ 20 "Пуск" открываются ФИ 2 и 3, соответственно, импульсов опорной и измеряемой частот. Импульсы генератора 1 опорной частоты f через ФИ 2 и импульсы измеряемой частоты fx через ФИ 3 поступают на входы элемента И 4. В момент первого совпадения срабатывает жду1386936 щий мультивибратор 5, Ha его выходе имеет место положительный перепад напряжений, которым управляется управляющий триггер 7, Время релаксации выбирается для мультивибратора 5 так, что он может вернуться в исходное состояние через время, несколько большее периода следования импульсов совпадений. Разрешающий потенциал, снимаемый с выхода управляющего триггера 7, открывает элемент И 11, а также подается на вход элемента ИСКЛЮЧАЮЦ ЕЕ ИЛИ 8, на другом его входе нулевой потенциал, снимаемый с выхода 15 управляющего триггера 6, который находится в состоянии 0". Элементы И

10 и 12 открываются единичным потенциалом, снимаемым с выхода элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8. С этого момента через открытые элементы И 10 и 12 . импульсы частот f u f поступают через счетные триггеры 13 и 14, а также элементы ИЛИ 15 и 16 на входы счетчиков 17 и 18 импульсов соответственно. В этом случае происходит деление частот f и Й„ на два при помощи триггеров 13 и 14, К моменту окончания пакета совпадений в счетччках 17 и 18 будет зафиксирована толь- 30 ко половина импульсов первого пакета совпадений, поэтому можно утверждать, что счет импульсов начат не с первого импульса совпадений, а с середины пакета.

После окончания пакета ждущий мультивибратор 5 изменяет свое сосI тояние, при этом положительный импульс, снимаемый с инверсного выхода мультивибратора 5, переводит триггер

6 из состояния "0" в состояние "1".

Положительный потенциал на выходе триггера 6 открывает элемент И 9 и, кроме того, поступает на вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, на другом входе 45

1 которого также высокий потенциал, так как триггер 7 находится в единичном состоянии. При этом на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 появляется нулевой потенциал, который закрывает элементы И 10 и 12, а единичный потенциал, снимаемый с инверсного выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, открывает элементы И 9 и 11. С этого мо.мента импульсы частот f u f посту55 пают в счетчики 17 и 18 через элементы ИЛИ 15 и 16 без деления частоты на два. Триггер б при этом находится в состоянии "1". С приходом первого импульса нового пакета совпадений мультивибратор 5 вновь перейдет из состояния "0" в состояние "1".

Триггер 7 положительным перепадом напряжения, снимаемым с выхода мультивибратора 5, изменяет свое состояние, и нулевой потенциал, появившийся на его выходе, закрывает элемент И

11. Этот же потенциал подается на вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ -8, и с его выхода положительный перепад напряжения открывает элементы И 10 и 12, которые будут открыты до тех пор, пока последний импульс пакета не переведет мультивибратор 5 из состояния "1" в состояние "0". Это означает, что с начала второго пакета совпадений и до его конца через элементы

И 9 и 12 импульсы частот f u fx вновь поступают на входы счетчиков

17 и 18 через счетные триггеры 13 и

14 и элементы ИЛИ 15 и 16, т.е. с делением на два ° По окончании пакета совпадений сбрасывается триггер 6, а также закрываются элементы И 9-12.

По окончании второго пакета совпадений формирователь 21 выдает импульс об окончании измерения (фиг.2л), который поступает в интерфейс 19. Этот сигнал является для микроЭВМ 20 разрешением для выполнения считывания информации со счетчиков 17 и 18 и последующих вычислений. Результаты измерений, соответствующие цифровым кодам п„ и m, накопленные в счетчиках 17 и 18, поступают в микроЭВМ 20 для вычисления измеряемой частоты в соответствии с выражением пх

f =-- ° f

m о о

Таким образом, количества импульсов, зафиксированные счетчиками 17 и 18, ближе к тем количествам импульсов, которые были бы получены при счете импульсов между центрами пакетов совпадений, так как на результате измерения не сказывается разная длина пакетов совпадений. формула и з о б р е т е н и я

Устройство для сличения частот, содержащее последовательно соединенные генератор опорной частоты, формирователь импульсов, выход которого объединен с входом элемента И, второй элемент И, второй вход которого объе1386936 динен с выходом второго формирователя импульсов и входом третьего элемента

И, мультивибратор и триггер, а также два счетчика, микроЭВМ и интерфейс

5 шина данных которого объединена с выходами счетчиков, а шина обмена— с микроЭВМ, причем вторые входы первого и третьего элементов И объединены, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 10 что, с целью повышения точности сличения частот, в него введены последовательно соединенные второй триггер, инверсный выход которого через формирователь подключен к входу готовности интерфейса, а выход объединен с третьим входом элемента И, элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, инверсный выход которого объединен с вторым входом элемента И, последовательно соединенные,д

Ф

4 д е) "окончена ианеРения, Составитель Н.Федоров

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Редактор В.Данко

Заказ 1493/45 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

АР

М

И) ф ф

Рф

Н) четвертый элемент И, третий триггер и элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика, последовательно соединенные пятый элемент И, четвертый триггер и второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом второго счетчика, причем первые входы, четвертого и пятого элементов И соединены соответственно с первыми входами первого и третьего элементов И, вторые входы — с выходом элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого объединен с третьим входом третьего элемента И и выходом триггерА; а выход интерфейса объединен с управляющими входами формирователей импульсов, при этом инверсный выход мультивибратора подключен к входу второго триггера.