Устройство для измерения частоты следования импульсов

 

Изобретение может быть использовано для измерения средней частоты случайной последовательности импульсов в приборах для регистрации ионизирующих излучений. Цель - повышение точности измерения частоты следования импульсов - достигается введением в устройство ре.гистра 10, компаратора 11, элемента И 12 и клеммы 13 сброса . Устройство содержит также генератор 1 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 2, функциональный преобразователь 3 двоичного кода, счетчик 4 с управляемым коэффициентом пересчета, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 5, триггер 6, элемент ИЛИ 7, входную клемму 8, выходную шину 9. В устройстве устранено влияние на выходную величину информации, не относящейся к предыдущему циклу подсчета , а также блокировки информации, содержащейся в ОЗУ. 5 на момент включения устройства. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 R 23/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг. / (21) 4386109/21 (22) 24.12.87 (46) 15.12.91. Бюл, М 46 (71) Вологодский политехнический институт (72) В.Н.Лабичев и.В.Г.Перов (53) 621.317.361(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 748271, кл, G 01 R 23/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N 1626181, кл. 6 01 R 23/10, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение может быть использовано для измерения средней частоты случайной последовательности импульсов в приборах для регистрации ионизирующих излучений.

„„5U „„1698819 А1

Цель — повышение точности измерения частоты следования импульсов — достигается введением в устройство регистра 10, компаратора 11, элемента И 12 и клеммы 13 сброса. Устройство содержит также генератор 1 тактовых импульсов, реверсивный счетчик

2, функциональный преобразователь 3 двоичного кода, счетчик 4 с управляемым коэффициентом пересчета, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 5, триггер

6. элемент ИЛИ 7, входную клемму 8, выходную шину 9. В устройстве устранено влияние на выходную величину информации, не относящейся к предыдущему циклу подсчета, а также блокировки информации, содержащейся в ОЗУ.5 на момент включения устройства. 2 ил.

1698819

40

50

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения средней частоты случайной последовательности импульсов в приборах для регистрации ионизирующих излучений.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для измерения частоты следования импульсов содержит генератор 1 тактовых импульсов, реверсивный счетчик

2, функциональный преобразователь 3 двоичного сигнала, счетчик 4 с управляемым коэффициентом пересчета, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 5, триггер 6, элемент ИЛИ 7, входную клемму 8, выходную шину 9, регистр 10, компаратор 11, элемент И 12 и клемму 13 сброса.

Выход элемента ИЛИ 7 соединен с информационным входом ОЗУ 5, выход которого соединен с вторым входом элемента И

12, выход которого соединен с входом вычитания реверсивного счетчика 2, выход которого соединен с выходной шиной 9 и входом функционального преобразователя 3 двоичного сигнала, выход которого соединен с информационным входом регистра 10 и входом управления счетчика 4 с управляемым коэффициентом пересчета, выход которого соединен с адресным входом ОЗУ 5 и первым входом компаратора 11, выход которого соединен с первым входом элемента И

12, при этом второй вход компаратора 11 соединен с выходом регистра 10, вход синхронизации которого соединен с выходом переполнения счетчика 4 с управляемым коэффициентом пересчета, вход синхронизации которого, вход "Запись-считывание"

ОЗУ 5 и первый вхсд триггера 6 соединены с выходом генератора 1 тактовых импульсов, вторые входы триггера 6 элемента

ИЛИ 7 и вход суммирования реверсивного счетчика 2 соединены с входной клеммой 8, выход триггера 6 соединен с первым входом элемента ИЛИ 7, а входы сброса реверсивного счетчика 2, регистра 10 и счетчика 4 с переменным коэффициентом пересчета соединеныы с клеммой 1 3 сброса.

Устройство работает следующим образом.

В некоторый момент времени на клемму 13 подается импульс, по которому обеспечивается обнуление содержимого реверсивного счетчика 2, счетчика 4 с управляемым коэффициентом пересчета и регистра 10. Импульсы реги .трируемого потока частоты 4 (фиг.2б} с входной клеммы 8 поступают на вход суммирования реверсивного счетчика 2 и вторые входы триггера 6 и элемента ИЛИ 7.

Каждый импульс тактовой частоты с выхода генератора 1 (фиг.2а) своим передним фронтом увеличивает на 1 содержимое счетчика 4 (фиг.2д) и одновременно переводит оперативное запоминающее устройство 5 в режим опроса ячейки с адресом At (фиг.2г), равным установившемуся на данный момент содержимому счетчика 4. На выходе.

ОЗУ 5 при наличии в опрашиваемой ячейке сигнала высокого логического уровня формируется импульс, равный по продолжительности длительности положительного потенциала сигнала синхронизации от генератора 1. По окончании импульса синхронизации ОЗУ 5 работает в режиме записи сигнала, сформированного на выходе элемента ИЛИ 7, в опрошенную ячейку(фиг.2в).

Совместная работа триггера 6 и элемента

ИЛИ 7 исключает потерю информации при записи сигналов в адресуемые ячейки ОЗУ

5. По приходу положительного потенциала входного импульса на первый вход элемента ИЛИ 7, на его выходе, соединенном с информационным входом ОЗУ 5, формируется сигнал высокого логического уровня.

При условии, что длительность импульса Т на выходе генератора 1 тактовых импульсов не превосходит длительности Т» импульсов входного потока, а период Т импульсов синхронизации не превосходит минимального интервала Тм н между входными импульсами, установившийся сигнал логической единицы на выходе элемента

ИЛИ 7 сохранится до ближайшего отрицательного перепада импульса синхронизации и будет записан в одну из соседних ячеек ОЗУ 5 (фиг. 2 в,г), Реверсивный счетчик 2 подсчитывает разность частот сигналов на его входах и код разности Nx поступает на выходную шину 9 и вход функционального преобразователя 3, На выходе функционального преобразователя 3 формируется сигнал

Z(Nx) (фиг,2д), определяющий текущее значение коэффициента пересчета счетчика 4.

В процессе первого цикла заполнения ОЗУ

5 передача информации из него на вычитающий вход реверсивного счетчика 2 блокируется низким уровнем сигнала, воздействующим с выхода компаратора 11 на первый вход элемента И 12 (фиг.2е), обусловленным нулевым значением содержимого регистра 10, В этих условиях содержимое

ОЗУ 5 на момент включения не оказывает влияния на результаты измерений.

Опрос содержимого и запись информации в последовательно расположенные

1698819 ячейки ОЗУ5 продолжается до тех пор, пока содержимое счетчика 4 не достигнет текущего значения сигнала (фиг.2д), формируемого на выходе функционального преобразователя 3. В этот момент на выходе переполнения счетчика формируется импульс, обеспечивающий запись в регистр 10 двоичной кодовой комбинации, равной достигнутому в данном цикле значению коэффициента пересчета Z (Nx), с последующим обнулением счетчика 4.

По приходу каждого последующего импульса синхронизации на выходе ОЗУ 5 формируются импульсы, задержанные относительно сигналов входного потока 1 на время

Tj =То Z) (Нх) (1) где То — период следования импульсов на выходе генератора 1;

Z (Nx) — значение сигнала на выходе функционального преобразователя 3 на момент сброса счетчика 4 в исходное состояние, При этом на выходе компаратора 11 устанавливается сигнал высокого логического уровня, разрешающего прохождение импульсов с выхода ОЗУ 5 через элемент И 12 на вычитающий вход реверсивного счетчика

2 (фиг.2е), B процессе дальнейшей работы устройства реверсивный счетчик 2 подсчитывает разность частот сигналов, воздействующих на его входы, по мере достижения содержимым счетчика 4 значения двоичного сигнала на выходе функционального преобразователя 3 осуществляется новая запись информации в регистр 10 с последующим сбросом счетчика 4, и так далее, Причем в случае, если в очередном j+1-ом цикле текущее значение содержимого счетчика 4 2 +> (Nx) превысит значение Zj (Nx), достигнутое в предыдущем j-ом цикле и записанное регистром 10, то на выходе компаратора 11 формируется сигнал низкого логического уровня, блокирующий поступление информации е, выхода ОЗУ 5 через элемент И 12 на вычитающий вход реверсивного счетчика

2. Тем самым устраняется влияние информации, записанной в предшествующих )-My циклах, на результат измерения и обеспечивается повышение точности работы устройства при измерении нестационарных частотных сигналов, математическое ожидание которых немонотонно изменяется во времени (характеризуется знакопеременной первой производной), Таким образом, на момент j+1-ro цикла установки счетчика 4 в исходное состояние, на выходе устройства формируется сигнал

Nj+1(x), установившееся значение которого равно

55

Nj+1(х) = fx Ti, (2) где Tj — время работы счетчика 4 между двумя (j-м и j+1-м} соседними сбросами в исходное состояние. С учетом (1), взаимосвязь сигнала Nx на выходной шинс 9 устройства и значений математического ожидания частоты следования импульсов входного сигнала принимает вид

Nx = fx To Z(Nx), (3) причем эта зависимость нелинейна для случаев Z(Nx) 4const. Требуемый закон преобразования Й, = F (fx) обеспечивается за счет соответствующей настройки функционального преобразователя 3.

Повышение точности измерения частотных сигналов со знакопеременной первой производной достигается за счет устранения влияния на выходную величину информации, не относящейся к предыдущему циклу подсчета, а также блокировка информации, содержащейся в 03У 5 на момент включения устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения частоты следования импульсов, содержащее генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик, функциональный преобразователь двоичного сигнала, счетчик с управляемым коэффициентом пересчета, оперативное запоминающее устройство, триггер, элемент ИЛИ, входную клемму, выходную шиHó, отл и ч а ю щ ее с я тем,что, с целью повышения точности измерений, в него введены регистр, компаратор, элемент И и клемма сброса, выход элемента ИЛИ соединен с информационным входом оперативного запоминающего устройства, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с входом вычитания реверсивного счетчика, выход которого соединен с выходной шиной и с входом функционального преобразователя двоичного сигнала, выход которого соединен с информационным входом регистра и входом управления счетчика с управляемым коэффициентом пересчета, выход которого соединен с адресным входом оперативного запоминающего устройства и первым входом компаратора, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход компаратора соединен с выходом регистра, вход синхронизации которого соединен с выходом переполнения счетчика с управляемым коэффициентом пересчета, вход синхронизации которого, вход" Запись-считывание" оперативного запоминающего устройства и первый вход триггера соединены с выходом . генератора тактовых импульсов, вторые вхо1698819 ды триггера, элемента ИЛИ и вход суммирования реверсивного счетчика соединены с входной клеммой, выход триггера соединен с первым входом элемента ИЛИ, а входы сброса реверсивного счетчика, регистра и счетчика с переменным коэффициентом пересчета соединены с клеммой сброса.