Устройство для подсчета числа импульсов в серии

 

Изобретение может использоваться в устройствах автоматики и телеметрии для подсчета числа импульсов в серии в условиях воздействия помех. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости работы устройства. Это достигается введением блока управления, дополнительного генератора стробов, триггера, двух элементов И и элемента ИЛИ, обеспечивающих измерение периода следования по трем импульсам серии и последующую селекцию импульсов серии для исключения импульсов помехи и восстановления пропущенных импульсов серии. Устройство позволяет подсчитывать число импульсов серии, исключая импульсы помехи, и число пропущенных импульсов серии. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (191 (111 (5D4 НОЗ К 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4381756/24-21 (22) 22.02.88 (46) 15.1 2.89. Бюл . 1(46 (72) Л.Н. Мельников, В.Г. Костор— ниченко, Л.Н. Мельникова и А.В.Маргелов (53) 621.374.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И- 993464, кл. Н 03 К 5/19, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1226659, кл . Н 03 К 23/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА ЧИСЛА

ИМПУЛЬСОВ В СЕРИИ (57) Изобретение может использоваться в устройствах автоматики и телеметрии для подсчета числа импульсов

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и телеметрии для подсчета числа импульсов в серии.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства к пропускам импульсов и к импульсам помехи.

На фиг. l приведена структурная схема устройства на фиг. 2,3 — временные диаграммы работы устройства; на фиг. 4 — пример функциональной схемы блока управления, на фиг. 5 то же, реверсивного счетчика и управляемого делителя частоты.

Устройство содержит входную шину

l генератор 2 стробов, шесть элементов И 3-8, управляемый делитель 9 частоты, блок 10 управления,три элемента ИЛИ 11-13, пять счетчиков 14-18, 2 в серии в условиях воздействия помех.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости работы устройства. Это достигается введенйем блока управления, дополнительного генератора стробов, триггера, двух элементов И и элемента ИЛИ, обеспечивающих измерение периода следования по трем импульсам серии и последующую селекцию импульсов серии для исключения импульсов помехи и восстановления пропущенных импульсов серии.

Устройство позволяет подсчитывать число импульсов серии, исключая импульсы помехи, и число пропущенных импульсов серии. 5 ил . дополнительный генератор 19 стробов первый 20 и второй 21 триггеры, инвертор 22, шину 23 метки первого импульса, шину 24 одиночного импульса, шину 25 последнего импульса, шину 26 сброса и выходные шины 27 и 28.

На временных диаграммах фиг.2 показаны эпюры следующих сигналов:

29 — импульсы на входной шине 1;30— импульсы на четвертом выкоде генератора 2; 31 — импульсы на первом выходе блока 10 управления 32 — импульJ сы на втором выходе блока 10 управления 33 — импульсы на первом вы) ходе управляемого делителя 17; 34 импульсы на выходе генератора 19;

35 — импульсы на единичном выходе триггера 21, 36 — импульс на шине 23, 37 — импульс на шине 25.

На временных диаграммах фиг.3 показаны эпюры следующих сигналов:

1529442

38 — импульс на входе генератора 2, 39 — импульс на четвертом выходе генератора 2; 40 — импульс на первом выходе генератора 2; 41 — им( пульс на втором выходе генератора 2, 42 — импульс на третьем выходе генератора 2.

Входная шина 1 подключена к входу генератора 2 стробов, первый выход которого подключен к входу элемента

И 7 к входу записи управляемого делителя 9 частоты и к первому входу блока 10 управления, первый выход которого подключен к входу элемента

ИЛИ, 11, выход которого подклкчен к входу прямого счета счетчика 17, вход обратного счета которого подключен к выходу элемента И 4, вход которого подклкчен к входам элементов И 3 и 5, к входу счетчика 16 и первому выходу управляемого делителя

9 частоты, входы управления которого подключены к разрядным выходам счетчика 17, а второй выход — к входу дополнительного генератора 19 стробов, выход которого подключен к входу элемента И 8, первый и второй выходы генератора 2 стробов подключены соответственно к входам элементов И

3 и 4, вход элемента И 8 через элемент HE 22 подключен к третьему выходу генератора 2 стробов, к входу элемента И 5 и входу сброса счетчика

14, вход которого подключен к выходу элемента И 5 и входу счетчика 15, выход элемента И 8 подключен через элемент ИЛИ 13 к. входу счетчика 18 и единичному входу триггера 21, нулевой выход которого подключен к входу элемента И 7, выход которого подклю, чен к второму входу сброса счетчика

17 и к входу элемента ИЛИ 13, единичный выход триггера 21 подключен к второму входу блока 10 управления и к входам элементов И 3, 4, второй выход блока 10 управления подключен к входу управляемого делителя 9 частоты, выход счетчика 14 подключен к входу элемента ИЛИ 12, выход которого подключен к нулевым входам триггеров 20, 21, входам сброса счетчиков 16-18, управляемого делителя 9 частоты, к входу установки счетчика 15 и третьему входу блока 10 управления, выход счетчика 16 подключен к единичному входу триггера 20 и к входу элемента И 6, другой вход которого подключен к нулевому выходу

1О

35 триггера 20, а выход — к шине 23 метки первого импульса, выход счетчика

17 подключен к входу элемента ИЛИ

12 и шине 24 метки одиночного импульса, выход счетчика 14 подключен к шине 25 метки последнего импульса, вход 26 сброса подключен к входу элемента И1И 12, выходы счетчиков 15, 18 подключены соответственно к выходным шинам 28 и 27.

Блок 10 управления (фиг.4) содержит два 7 -К-триггера 43 и 44, три элемента И 45-47, элемент НЕ 48, генератор 49 тактовых импульсов, первый вход блока подключен к 7 — и Свходам первого 7 К-триггера 43 и к входу первого элемента И 45, другой вход которого подключен к единичному выходу первого 7 К-триггера 43 и к входу второго элемента И 46, а выход— к — и С-входам второго 7 К-триггера

44, единичный выход которого подключен к входу третьего элемента И 47, другой вход которого подключен к входу второго элемента И 46 и к выходу генератора 49 тактовых импульсов, второй вход блока подключен через элемент НЕ 48 к входу второго элемента И 46, выход которого подключен к первому выходу блока, выход третьего элемента И 47 подключен к второму выходу блока, R-входы IK-триггеров подключень. к третьму входу блока, входы IK-триггеров подключены к шине нулевого потенциала.

Управляемый делитель 9 частоты содержит вычитающий счетчик 50, многовходовый элемент И 51 и два формирователя 52 и 53 импульсов, вход записи управляемого делителя частоть| подключен через первый формирователь 52 к входу записи вычитающего счетчика, информационные входы которого подключены к разрядным входам управляемого делителя частоты, выходы вьгчитающего счетчика подключены к входам многовходового элемента И 51, выход которого через второй формирователь 53 импульсов подключен к второму выходу управляемого делителя частоты, вход которого подключен к входу вычитающего счетчика 50, выход переполнения которого подключен к первому выходу управляемого делителя 9 частоты, вход сброса вычитающего счетчика 50 подключен к входу сброса управляемого делителя частоты.

5 15294

Реверсивный счетчик содержит вспомогальный формирователь 54 импульсов, элемент ИЛИ 55 и разностный счетчик 56, первый вход сброса.подключен к входу элемента ИЛИ 55, вы5 ход которого подключен к входу сброса разностного счетчика 56, второй вход сброса через вспомогательный формирователь 54 импульсов подклю- 10 чен к другому входу элемента ИЛИ 55

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 20, 21, счетчики 16-18 и управляемый де- 15 литель 9 сбрасываются в "0" импульсом, поступающим на шину 26 сброса.

Триггер 20 переключается по задним фронтам импульсов на единичном входе.

По импульсу сброса в счетчик 15 за- 20 писывается дополнительный код суммы (ш+1), что необходимо для вычитания числа (ш+1) из полученного числа пропущенных импульсов серии.

Период следования импульсов в се- 25 рии может изменяться от серии к серии в пределах (T„„„ — Т„„„,). Число импульсов в серии И также может изменяться от серии к серии, причем отдельные импульсы или группы импульсов могут случайно пропадать (m число подряд пропущенных импульсон).

Интервалы между сериями импульсов

Т„ выбраны исходя из неравенства

Kü = (4)

30 где ТС вЂ” интервал между вторым и третьим импульсами.

Импульс на втором выходе управляемого делителя 9 формируется спустя время Т относительно второго иман<<.а

35 пульса

Т„) (m+1) Т „„(1) 42 6 пульса начинает формировать на первом выходе последовательность тактовых импульсов с частотой Р !/Тт

<я тм ° поступающих на вход прямого счета реверсивного счетчика 17 (фиг.2. эпюра 31); к моменту поступления второго импульса счетчик сосчитает Kq тактовых импульсов.

К (3)

1 Тг, где Т вЂ” интервал между первым и .вто1 рым импульсами.

Второй импульс с четвертого выхода генератора 2 своим передним фронтом переписывает код числа К в упрев< ляемый делитель 9 и задним фронтом сбрасывает счетчик 17. Блок 10 управления при этом начинает формировать на втором выходе последовательность тактовых импульсов частотой Рт„ (фиг.2,эпкра 32), каждьФ иэ которых вычитает единиь<у из кода К<,хранящегося в управляемом делителе 9. К моменту поступления третьего импульса счетчик 17 сосчитает К тактовых импульсов

Устройство поочередно работает в двух режимах: а) режиме измерения, б) режиме селекции.

Импульсы серии поступают на шину

I (фиг.2, эпюра 29) и запускают генератор 5 стробов, формирующий на своих выходах импульсы (фиг.3, эпюры 39-42).

На четвертом выходе генератора

2 формируктся стробимпульсы (фиг.2, эпюры 30; фиг.3, эпюра 42) длитель:ностью д Т, определяемой заданной нестабильностью периодаЮГ дТ ) <Г Т„„„, (2)

На первом выходе генератора 2 формируются импульсы (фиг. 3, эпюра 39), задержанные относительно входного им пульса на время (4 Т-t ) /2, которые поступают на вход элемента И 7, вход записи управляемого делителя 9 и на первый вход блока 10 управления, который по заднему фронту первого име ® 4Ю ти Т< -6Т/2 (Я где 4 К вЂ” число импульсов, недостаю40 щее до переполнения, фиксируемое коммутаций и входов элемента И, входящего в состав управляемого делителя

9 (фиг.5).

45 Этот имппульс запускает генератор 19 стробов,генерирующий стробимпульс длительностью дТ (фиг.2,эпюра 34)

Импульс на первом выходе управляемого делителя 9 частоты формируется спустя время Т относительно втоdbf<<. C рого импульса

Т = К Т. = Т

Вb«<< С тИ

Если Т < = Тс = Т на входах элемента И 8 совпадают третий стробимпульс от генератора 2 и первый стробимпульс от генератора 19, при этом триггер 21 переключается в "1" по переднему фронту выходного им1529442 пульса элемента И 8. Единичный потенциал с выхода триггера 21 поступает на второй вход блока 10 управления, который при поступлении третьего- импульса с первого выхода генератора 2 прекращает выдачу тактовых импульсов на вход сложения счетчика 17;

Если Т, jf. Т, продолжается ра6ота устройства в режиме измерения до выполнения условия равенства подряд двух интервалов Т„,= Тс а после чего считается, что период следования определен правильно и что -й импульс 15 (i ) 3) является импульсом серии, относительно которого устройство начинает .вести селекцию импульсов серии по периоду следования Т . Триггер 21 переключается н "1, н счетчике 17 остается код числа К„., который в режиме селекции не сбрасывается, так как элемент И 7 закрыт.

На первом выходе управляемого делителя 9 формируются импульсы перепол- 25 нения с периодом Т = К„ Т (фиг.2, эпюра 33). При совпадении стробимпульсов на выходе элемента И 8 формируются импульсы, годсчитынаемые счетчиком 18. Стробимпульсы генера- 30 тора 2, выставляемые по импульсам помехи, не сонпадают со стробимпульсами генератора 19, поэтому не подсчитываются счетчиком l8, что повышает достоверность результатон.

При пропуске импульса серии на выходе элемента И 5 формируется импульс. Восстановленные импульсы подсчитываются счетчиками 15, 14. В счетчике 15 по окончании серии хранится 40 код числа пропущенных импульсов. В счетчике 18 хранится код числа импульсов серии (за исключением импульсов помехи и пропущеннь1х импульсов1.

Выходные импульсы делителя 9 подсчитываются счетчиком lб с модулем m, импульс переполнения которого задним фронтом переключает н 1" триггер 20 и поступает на шину 23 метки первого импульса (фиг.2, эпюра 36), который задержан относительно первого импульса серии на время Т = (m+1) Т. Счет3 чик 14 подсчитывает до переполнения (m+ 1 ) импульсов при отсутствии импульсов серии и выдает импульс на шину 24 метки последнего импульса (фиг.2, эпюра 37), который задержан относительно госледнего импульса серии на время Т = (111+1).Т.Этот импульс устанавливает элементы устройства н исходное состояние.

Измерение периода Т производится с методической погрешностью h t = +Т >

Щ обусловленной квантованием. Накопление этой погрешности может привести к выходу импульсов переполнения делителя 9 из пределов строба, как и н случае изменения периода. Элементы

И 3, 4, ИЛИ 11 в режиме -елекции позволяют иск.1ючить возможность выхода из строба за счет коррекции кода периода Т н реверсивном счетчике 17.

При попадании импульса н левую половину строоа (фиг.3 эпюра 40) к коду

К„. добавляется 1. при попадании в правую половину строба (фиг.3,эпюра

41). от кода К„ отнимается 1. Пауза между полустробами выбирается из условия t ) t (где t — длительи И„ >1ï ность импульса переполнения делителя 4), чтобы исключить возможность попадания импул1. са в оба полустроба.

Погрешность д не корректируется при групповом пропуске из-за отсутствия полустробов, поэтому длительт-с носта нолустроаа -СС должна

2 удовлетворять условик

ы-t

)m./ас> (6)

Величины дТ, рассчитанные по формулам (2) и (б), могут отличаться, поэтому необходимо выбирать большую из них .

Если поступает одиночный импульс, счетчик 17 переполняется спустя время Т = Т „ N., где N7 — модуль счетчика 17. Импульс переполнения поступает на шину 24 метки одиничного импульса. t

Устройство позволяет подсчитывать импульсы в сериях с неизвестной частотой следования при наличии пропусков и импульсов помехи. Преимущ ством его является лучшая помехоустойчивость и, соответственно, большая достоверность результатов.

Формул а изобретения

Устройство для подсчета числа импульсов в серии, содержащее гене ратор стробов, вход которого подключен к входной шине устройства, первый и второй выходы которого подключены соответственно к нходам перво29442 1О

50 к разрядным входам управляемого делителя частоты, выходы вычитающего счетчика подключены к входам многовходоваго элемента И, выход которого через второй формирователь импульсов подклю55 чен к второму выходу управляемого делителя частоты, вход управляемого делителя частоты подключен к входу вычитающего счетчика, выход переполнения которого подключен к первому

<) 15 го и второго элементов И, третий инверсный выход генератора страбав подключен к входу третьего элемента И и к инверсному входу сброса первого счетчика, вход которого подключен к входу второго счетчик:г и к выходу третьего элемента И, другой вход которого подключен к входу третьего счетчика, к входам первого и второго элементов И и к первому выходу управляемого делителя частоты, входы управления которага подключены к разрядным выходам четвертагс счетчика, вход обратного счета которого годключен к выходу второго элемента

И, а вход прямого счета через первьпг элемент ИЛИ вЂ” к выходу перво-о эпе— мента И, выход третьего счетчика подключен к единичному входу первого три гера и к входу четвертого элемента

И, другой вход которага подключен к нулевому выходу первого триггера, я выход — к шине метки первого импуль— са, выход первого счетчика падклю— чен к шине метки последнего импульса и к входу второго элемента ИЛИ, -другой вход которого подключен к выходу четвертого счетчика и к шине метки одиночного импульса, шина сброся устройства подключена к входу в горого элемента ИЛИ, вь.ход которого подключен к входам сброса третьего, четвертого и пятого счетчиков, управляемого делителя частоты, к входу установки второго счетчика и к нулевому входу первого триггера, о тлич ающе е ся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены блок управления, второй триггер, дополнительный генератор стробов, инвертар, два элемента

И и элемент ИЛИ, четвертый выход генератора стробов подключен к первому вх< ду блока управления, к входу записи управляемого делителя частоты и к входу пятого элемента И, выход которого подключен к второму входу сброса четвертого счетчика и через третий элемент ИЛИ вЂ” к входу пятого счетчика, второй вьгход управляемого делителя частоты подключен через дополнительный генератор стробов к входу шестого элемента И, другой вход которого через инвертор подключен к третьему инверсному выхсду генера,оря стробов, а выход — к входу третьего элемента ИЛИ и к единичному в:.оду второго тригера, нулевой вход

15 гд»

45 которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, единичный выход вто— рого триггера подклкчен к входам первого и второго элементов И и к второму входу блока управления, третий вход которого подклкчен к выходу второго элемента ИЛИ, первый и второй выходы блока управления подключены соответ-, ственно к входам первого элемента

ИЛИ и управляемого делителя частоты, нулевой выход второго триггера подключен к входу пятого элемента И, выходы второго и пятого счетчиков соответственно к первой и второй выходным шинам, блок управления содержит два 7 К-триггера, три элемента

И, элемент НЕ, генератор тактовых импульсов, первый вход блока подклк— чен к г — и С-входам первого JK-триггера и к входу первого элемента И блока управления, другой вход которого подключен к единичному выходу первого 7 К-триггера и к входу второго элемента И блока управления, а выход— к 7 — и С-входам второго g К вЂ” триггера, единичный выход которого подключен к входу третьего элемента И блока управления, другой вход которого подключен к входу второго элемента И блока управления и к выходу генератора тактовых импульсов, второй вход блока подключен через элемент РЕ к входу второго элемента И блока управления, выход которого подключен к первому выходу блока, выход третьего элемента И блока управления подключен к второму выходу блока, R-входы

3К-триггеров падклкчены к третьему входу блока, К-входы У К-триггеров подключены к шине нулевого потенциала, управляемый делитель частоты со-, держит вычитающий счетчик, многовходовый элемент И и два формирователя импульсов, вход записи управляемого делителя частоты подключен через первый формирователь импульсов к входу записи вычитающего счетчика, информационные входы которого подключены

Фиа.Я

ll )52944 выходу управляемого делителя частоты, вход сброса вычитающего счетчика подключен к входу сброса управляемого делителя частоты, реверсивиый

5 счетчик содержит вспомогательный формирователь импульсов, элемент ИЛИ и разностный счетчик, первый вход сброса подключен к входу элемента

2 l2

ИЛИ реверсивного счетчика, выход этого элемента ИЛИ подключен к входу сброса разностного счетчика, второй вход сброса через вспомогательный формирователь импульсов подключен к другому входу элемента ИЛИ реверсивного счетчика.

)529442

1529442

Ъ и

Составитель О. Скворцов

Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Малец

РедакторА. Маковская Заказ 7759/55

Тираж 884

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101