Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для измерения частот следования статистических последовательностей импульсов. Цель изобретения - повышение точности измерения отношения частот последовательностей импульсов . Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов содержит входные шины 1-5, элементы ИЛИ 8,9, кодоуправляемые делители Ю, 11 частоты, коммутаторы 12,13 и триггер 14. Для достижения поставленной цели в устройство введен триггер 15. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

aliis G 01 R 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ÊÍT СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4639932/21 (22) 23.01.89 (46) 15.01.91. Бюл. N. 2 (71) Опытно-конструкторское бюро специального приборостроения, автоматизации и механизации "Минерал" (72) Е,Н.Титаев (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1492305, кл. G 01 R 23/00, 1987. (54) УСТРОЙСТВО. ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ЧАСТОТ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ИМПУЛЬСОВ. Б.ц. 1620У53 А1 (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для измерения частот следования статистических последовательностей импульсов. Цель изобретения — повышение точности измерения отношения частот последовательностей импульсов. Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов содержит входные шины 1 — 5, элементы

ИЛИ 8,9, кодоуправляемые делители 10, 11 частоты, коммутаторы 12, 13 и триггер 14.

Для достижения поставленной цели в устройство введен триггер 15. 1 ил.

1620953

Изобретение относится к импульсной. технике и может быть использовано для измерения частот следования статистических последовательностей импульсов.

50

Цель изобретения — повышение точности измерения отношения частот последовательностей импульсов, На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения отношения частот последовательностей импульсов.

Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов содержит входные шины 1 — 5, первый и второй реверсивный счетчики 6 и 7, первый и второй элементы ИЛИ 8 и 9, первый и второй кодоуправляемые делители 10 и 11 частоты, первый и второй коммутаторы 12 и

13, первый и второй триггеры 14 и 15, причем входная шина 1 соединена со счетным входом кодоуправляемого делителя 10 частоты, информационный вход которого соединен с выходом коммутатора 12, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с входными шинами 3 и 4, вход управления коммутатора 12 соединен с выходом триггера 14, вход которого соединен с выходом кодоуправляемого делителя 10 частоты и вычитающим входом реверсивного счетчика 7, выход прямого переноса которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 9 и суммирующим входом реверсивного счетчика 6, выходы прямого и обратного переноса которого соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ 8, выход которого соединен с входом синхронизации записи реверсивного счетчика 6, информационный вход которого соединен с информационным выходом реверсивного счетчика 6, вычитающий вход которого соединен с выходом обратного переноса реверсивного счетчика

7 и вторым входом элемента ИЛИ 9, выход которого соединен с входом синхронизации записи реверсивного счетчика 7, информационный вход которого соединен с информационным выходом реверсивного счетчика 7, суммирующий вход которого соединен с выходом кодоуправляемого делителя 11 частоты, счетный вход которого соединен с входной шиной 2, информационный вход кодоуправляемого делителя 11 частоты соединен с выходом коммутатора 13, первый информационный вход которого соединен с входной шиной 5, второй информационный вход коммутатора 1.3 соединен, с информационным выходом реверсивного счетчика 6 и выходом устройства, вход триггера 15 соединен с выходом делителя 11 частоты, а выход триггера 15 — с входом управления коммутатора 13.

Устройство работает следующим образом.

Последовательность импульсов делимого с частотой fi через входную шину 2 поступает на счетный вход кодоуправляемого делителя 11 частоты, а последовательность импульсов делителя с частотой fz через входную шину 1 поступает на счетный вход делителя 10 частоты. На входные шины 3 — 5 поданы соответственно коды чисел А, В и С.

На информационные входы делителей

10 и 11 частоты через коммутаторы 12 и 13 соответственно в зависимости от состояния триггеров 14 и 15, которые работают в режиме Т-триггера, т;е. триггера со счетным входом, подключаются код числа А или код. числа В (на информационный вход делителя

10 частоты) и код числа С или код числа У, который является выходной информацией устройства (на информационный вход делителя 11 частоты). Вследствие этого на выходе делителя 10 частоты формируются последовательности импульсов с частотой

f2/А или f2/Â в зависимости от состояния триггера 14, а на выходе делителя 11 ча- . стоты формируются последовательности импульсов с частотой f>/Ñ или f>/Y в зависимости от состояния триггера 15. Указанные последовательности импульсов поступают на вычитающий и суммирующий входы реверсивного счетчика 7, причем на вычитающий вход счетчика 7 поступают последовательности импульсов с частотами f2/А и fz/В, а на суммирующий вход счетчика 7 поступают последовательности импульсов с частотами fi/Ñ и f

Последовательности импульсов с частотами f2/А и f2/В управляют состоянием триггера 14, а последовательность с частотами fi/С и f1/Y управляет триггером 15.

В установившемся режиме измерения, т.е, в режиме, при котором средние значения частот f< и fz остаются неизменными, число импульсов в импульсной последовательности, приходящей на суммирующий вход счетчика 7, равно числу импульсов в импульсной последовательности, приходящей на вычитающий вход счетчика 7. Один импульс на вычитающий вход счетчика 7, когда на информационный вход делителя

10 частоты подан код числа А, поступает через промежуток времени tA, равный

"МА ®

1620953 и один импульс на вычитающий вход счетчика 7, когда на информационный вход делителя 10 частоты подан код числа В, 10 поступает через промежуток времени хв, равный

1 тг/В (2) (4) 1

К7У (5) Таким образом, на вычитающий вход счетчика 7 поступают два импульса за промежуток времени хг, равный. хг =хА +хВ + . (3)

1 1 А+В

f /л fz/â

Один импульс на суммирующий вход счетчика 7, когда на информационный вход делителя 11 частоты подан код числа С, поступает через промежуток времени хс, равный один импульс на суммирующий вход счетчика 7, когда на информационный вход делителя 11 частоты подан код числа У, поступает через промежуток времени ry, равный

Таким образом, на суммирующий вход счетчика 7 поступают два импульса эа промежуток времени Х, равный

f / + +f /У (6)

1 1 C+Y

Так как устройство работает в установившемся режиме измерения, то число импульсов в импульсной последовательности, приходящей на суммирующий вход счетчика 7 эа определенный интервал времени, равно числу импульсов в импульсной последовательности, приходящей на вычитающий вход счетчика 7 за тот же интервал времени. Но согласно уравнениям (3) и (6) на вычитающий вход счетчика 7 приходит два импульса за время хг, на суммирующий вход этого же счетчика 7 два импульса приходят за время х1. Следовательно, имеет место равенство

Х1 =Хг (7) или согласно (3) и (6) А+В C+Y г 0

55 отсюда

У = — (А+ В) — С, (8) г

Таким образом, в установившемся режиме измерения на выходе устройства фиксируется код числа У, связанного с частотами f< и fz выражением (8).

При детерменированных значениях частот f> и f2 состояние счетчика 7 изменяется только в пределах одного импульса. Колебания состояния счетчика 7 в пределах одного импульса обусловлено наличием фазового сдвига между частотами (f t/С + fi/Y) и(fg/А+ fz/В). Обычно емкость реверсивных счетчиков устанавливается равной не менее десяти импульсов, что обусловлено конструкцией интегральных микросхем, выпускаемых промышленностью. Следовательно, колебания состояния счетчика 7 в пределах одного импульса не вызывают появления сигналов на его выходах прямого и обратного перекоса и состояние первого реверсивного счетчика 6 остается неизменным. Неизменным остается и код числа на информационном выходе счетчика 6, Однако за счет статистических колебаний значений частот f> и f2 колебания состояния счетчика 7 выходят за переды одного импульса. Поэтому емкость Омэкс счетчика 7 выбирают такой, чтобы код числа 0(т), определяющего состояние счетчика 7 в установившемся режиме измерения, обеспечивал выполнение условия 0-0(т) - Омске. При этом на суммирующем и вычитающем входах счетчика 6 импульсы отсутствуют и выходной код числа Y счетчика 6 остается неизменным.

При изменении среднего значения частот f> и fz или среднего значения одной иэ них, т.е. при работе устройства в переходном режиме, на один из счетных входов счетчика 7 поступает больше импульсов, чем на другой. Состояние счетчика 7 начинает изменяться либо в сторону возрастания, либо в сторону убывания накапливаемых импульсов до тех пор, пока на выходе прямого или обратного переноса не появится импульс, Этот импульс через второй логический элемент ИЛИ 9 поступает на вход синхронизации записи счетчика 7 и передним фронтом осуществляет запись кода Q(t), поступающего на его информационные входы с его же информационных выходов по заднему фронту входного импульса, и предельное состояние счетчика 7, которому соответствует код числа Q=O или 0=0макс, сохраняется до тех пор, пока не изменится направление накопления импульсов в счетчике 7. Иэ изложенного следует, что после

1620953 достижения счетчиком 7 одного из предельных состояний каждый импульс высокой частоты, нескомпенсированный импульсом низкой частоты, повторяется на соответствующем выходе переноса, поступает на со- 5 ответствующий суммирующий или вычитающий вход счетчика 6 и изменяет код

Y на информацио1ных выходах последнего и на информационном входе делителя 11 частоты (через второй информационный 10 вход коммутатора 13). Изменение кода Y на информационном входе делителя 11 частоты приводит к изменению промежутка времени г1 . за которое поступают два импульса на суммирующий вход счетчика 7, 15 таким образом, чтобы разбаланс между промежутками времени т1 июг, вызванный изменением частот f1 и f2 или одной из них, уменьшился. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет восстановле- 20 но равенство (7). после чего наступает установившийся режим измерения.

Описанное справедливо при условии

1 — (А + В ) — С Кма«, (9)

f1 25 тг где Кмૠ— емкость счетчика 6.

Очевидно, что при условии:

30 — (A+â) -с > к„„, f1. тг происходит переполнение счетчика 6 и на

его выходе прямого переноса появляется 35 импульс, который через первый логический элемент ИЛИ 8 поступает на вход синхронизации записи счетчика 6 и передним фронтом осуществляет запись кода числа Кма«, поступающего на его информационные вхо- 40 ды с его же информационных выходов. При этом блокируется изменение кода числа

К д«на информационных выходах счетчика 6 по заднему фронту этого импульса. Таким образом, после достижения Y значения 45

Кмзкс дальнейшему увеличению Y соответствует максимальное число Км>«, задаваемое кодом на информационных входах счетчика 6. Аналогичным образом блокируется переход счетчика 6 через ноль при ус- 50 ловии — (A+B) — С< 1, г при этом на информационных выходах счетчика 6 фиксируется код ноля,, Таким образом, предлагаемое устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов по сравнению с известными ус.гройствами обладает повышенной точностью для широкого диапазона измеряемых отношений частот., Формула изобретения

Устройство для измерения отношения частот. последовательностей импульсов, содержащее пять входных шин, первый и второй реверсивные счетчики, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй кодоуправляемые делители частоты, первый и второй коммутаторы и первый триггер, причем первая входная шина соединена со счетным входом первого кодоуправляемого делителя частоты. информационный вход которого соединен с выходом первого коммутатора, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с третьей и четвертой входными шинами, вход управления первого коммутатора соединен с выходом первого триггера, вход которого соединен с выходом первого кодоуправляемого делителя частоты и вычитающим входом второго реверсивного счетчика, выход прямого переноса которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и суммирующим входом первого реверсивного счетчика, выходы прямого и обратного переноса которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом синхронизации записи первого реверсивного счетчика, информационный вход которого соединен с информационным выходом первого реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом обратного переноса второго реверсивного счетчика и вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом синхронизации записи второго реверсивного счетчика, информационный вход которого соединен с информационным выходом второго реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом второго кодоуправляемого делителя частоты, счетный вход которого соединен с второй входной шиной, информационный вход второго кодоуправляемого делителя частоты соединен с выходом втооого коммутатора, первый информационный вход которого соединен с пятой входной шиной, второй информационный вход второго коммутатора соединен с информационным выходом первого реверсивного счетчика и выходом устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен второй триггер, причем вход второго триггера соединен с выходом второго делителя частоты, а выход второго триггера — с входом управления второго коммутатора.