Устройство для непрерывного измерения частоты импульсов

 

Изобретение может быть использовано для следящего измерения частоты. Устройство содержит кварцевый генератор 1, делитель 2 с переменным коэффициентом деления, п реверсивных счетчиков 3, п-1 блоков 4 формирования импульсов коррекции , блок 5 деления на реверсивном счетчике , блок 6 формирования управляющих сигналов, блок 7 инверторов, блок 8 деления , индикатор 9 параллельного кода. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 9 01 и 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4817341/21 (22) 02.03.90 (46) 07,03.92. Бюл. М 9 (78) И,Ф;Гусев и С.Н.Зинченко (63) 621.317(088.8) . (66) Орнатский ПЛ, Автоматические измерения и приборы. Киев: Вища школа, 1980, сА53, рис.97,ж. (64) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ИМПУЛЬСОВ

„„5U„> 1718137 А1 (57} Изобретение может быть использовано для следящего измерения частоты. Устрой-. ство содержит кварцевый генератор 1, дели-. тель. 2 с переменным коэффициентом деления, -и реверсивных счетчиков 3, и-1 блоков 4 формирования импульсов коррекции. блок б деления на реверсивном счетчике, блок 6 формирования управляющих сигналов, блок 7 инверторов, блок 8 деления, индикатор 9 параллельного кода. 2 ил.1718137

Изобретение относится к злектрорадиоизмерениям и может использоваться для следящего измерения частоты импульсов;

Цель изобретения — повышение точности измерения частоты.

На фиг. 1 и 2 приведены, соответственно, структурные схемы устройства и входящего в него блока инверторов.

Устройство для непрерывного измерения частоты импульсов содержит кварцевый генератор 1, делитель 2.с переменным коэффициентом деления, и реверсивных счетчиков 3, и-1 блоков 4 формирования импульсов коррекции, блок 5 деления на реверсивном счетчике, блок 6 формирования управляющих сигналов, блок 7 инверторов, блок 8 деления и индикатор 9 параллельного кода, Выход кварцевого генератора 1 соединен с входом делителя 2 с переменным коэффициентом деления. управляющие входы

:которого подключены к выходам и реверсивных счетчиков 3 и входам индикатора 9 параллельного кода. Вход устройства объединен с входом блока 8 деления. первым входом блока5 и суммирующим входом первого реверсивного счетчика 3, вычитающий вход которого объединен с выходом делителя 2, вторым входом блока 6 и первым входом блока 6 формирования управляющих сигналов. Второй вход блока 6 соединен с выходом блока 8 деления. а и выходов подключены к входам блока 7 инверторов, первый и второй дополнительные входы которого соединены с первым и вторым выходами блока 5. Первый и второй входы каждого из и-1 блоков 4 формирования импульсов коррекции соединены, соответственно, с выходами переноса и заема предыдущего реверсивного счетчика, а первый и второй выходы - с суммирующим и вычитающим входами последующего реверсивного счетчика; при этом (A-1)-я пара выходов блока 7 инверторов подключена к дополнительным парам входов соответствующих блоков 4, Устройство работает следующим образом.

Частота твых импульсов на выходе делителя 2 с переменным коэффициентом деления определяется в соответствии с формулой

П) твых = fo — >

N где fo — частота импульсов на выходе кварцевого генератора 1;

N — емкость делителя 2;

m — величина управляющего. сигнала.

Для схемы, приведенйой на фиг. 1, разрядность делителя 2 равна 4п, тогда если п-б,то

23

m = g 2 01 при D - 0 Ч 1 и J = 0-23. =о

В петле следящей сйстемы блока 4 формирования импульсов коррекции, реализуемой, например, на двух элементах 2И, кроме передачи импульсов переноса (займа) соответственно между реверсивными счетчиками 3 осуществляют также передачу

1 импульсов переноса (займа) с выходов блока 5 деления на реверсивном счетчике, поступающих на входы блоков 4 формирования импульсов коррекции через блок 7 инверторов в зависимости от состояния его управляющего кода О 0 = 0,5). формируемого блока 6 формирования управляющих сигналов.

Такая возможность передачи импульсов переноса (займа) позволяет призводить

20 коррекцию управляющего кода D (J = 0-23) не только от младшего разряда к старшему путем последовательной передачи импульсов переноса (займа) между реверсивными счетчиками 3, но и путем прямой записи импульсов переноса (займа) с выходов блока 5 деления на реверсивном счетчике сразу в более старшие разряды управляющего кода Dj(j = 0-23).

Это позволяет существенно уменьшить постоянную времени устройства при возникновении переходных процессов.

В установившемся состоянии частота

f»x импульсов на выходе устройства равна частоте f импульсов на его входе. При этом

35 равновесное состояние управляющего кода

Dj (j 0-5) определяется из уравнения м пм 1 вых— î

И ApN твых = f.

40 где пм — управляющий сигнал, соответствующий управляющему коду DJM (j = 0 — 5) при емкости Мо, К вЂ” коэффициент деления частоты f входных импульсов блоком 8 деления (на45 пример, К-2).

При появлении рассогласования h,f

=Гвых-f,вызванного, например, изменением частоты импульсов входного сигнала, происходит изменение управляющего кода

50 D> 0 = 0-23), формируемого реверсивными счетчиками 3, так как на их счетные входы и на счетные входы блока 5 будет поступать различное количество импульсов в единицу времени, Изменение кода DJ (J -0-23) на уйравляющих входах делителя 2 с переменным коэффициентом деления ведет к изменению частоты foux импульсов на выходе устройства в направлении уменьшения рассогласования Л f. Управляющий код D (J = 0-23) в

1718137 установившемся состоянии пропорционален частоте f импульсов входного сигнала и передается на входы индикатора 9 параллельного кода для индикации.

Блок 5 деления на реверсивном счетчике предназначен для уменьшения частоты входных импульсов устройства и выходных импульсов делителя 2, а также создания релейной статической характеристики с зоной нечувствительности Л. Формирование такой зоны позволяет устранить влияние флуктуационной составляющей последовательности входных импульсов на работу ус тройства. Блок 5 может быть реализован на основе реверсивного счетчика с суммирующим и вычитающим входами, любой выходной импульс которого (переноса или заема) после прохождения через элемент 2И воздействует на вход синхронизации записи фиксированного кода этого счетчика.

Сигналы перекоса(займа) низкого уровня с выходов блока 5 обрабатываются далее блоком 7: инверторов с учетом управляющего кода Dj O = 0-5); поступающего с выходов блока 6 формирования управляющих сигналов.

Блок 6 формирования управляющих сигналов предназначен для формирования управляющего кода 0 (j = 0 — 5) и представМ ляет собой следящую систему и частично модель устройства на фиг. 1, Блок 6 может быть реализован на основе реверсивного счетчика, выходы которого подключены к управляющим входам делителя:с переменным коэффициентом деления, при этом его выход соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика. Импульсы частот fsvx и fex/К подаются, соответственно, на тактовый вход делителя и суммирующий вход реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами блока 7 инверторов.

Постоянная времени блока 6 может быть на несколько порядков меньше постоянной времени устройства, выполненного без блоков 4-8. Зона нечувствительности блока 6 позволяет устранить влияние наложенного на полезный сигнал шума на работу устройства в установившемся состоянии.

Блок 7 инверторов (фиг. 2)-предназначен для распределения импульсов переноса (займа), поступающих с выходов блока 5 деления на реверсивном счетчике, между блоками 4 формирования импульсов коррекции в зависимости от состояния управляющего кода D (j = 0 — 5), формируемого блоком 6 формирования управляющих сигналов. ,Блок 7 инверторов содержит а своем сос гаве элементы 2И-НЕ 10 и элементы

ИЛИ 11, Необходимым условием появления импульсов переноса или займа (j = 0-4) низкого уровня на выходах блока 7 инверторов является наличие тактовых импульсов на выходах блока 5. Достаточным условием появления импульсов переноса является

5 0а = 1, 0, т.е; превышение управляющим кодом 0 0 = 0-5) равновесного состояния, а достаточным условием появления импульсов займа является 0зм - О. 0j - О, т.е. управляющий код 0 О - 0-5) меньше рав10 новесного состояния, для соответствующих значений jg 0-4.

Таким образом, при увеличении рассогласования частот входных f и выходных felix импульсов происходит уменьшение посто15 янной времени устройства за счет прямой записи импульсов переноса (займа). ф0-4, сразу в более старшие разряды кода Dj О=0-23), что приводит к сокращению времени переходных процессов, а при уменьшении

20 рассогласования соответствующих частот— к увеличению постоянной времени устройства для уменьшения ошибки измерения, Устройство для непрерывного измерения частоты в сравнении с известным позво25 ляет повысить точность измерения частоты входных импульсов с наложенными шумами при одновременном увеличении быстродействия.

Формула изобретения

Устройство для непрерывного измерения частоты импульсов, содержащее последовательно соединенные кварцевый генератор и делитель с переменным коэффициентом деления, а также индикатор параллельного кода и и реверсивных счетчиков, выходы которых подключены к соответствующим управляющим входам делителя с переменным коэффициентом деления и входам индикатора параллельного кода, причем выход делителя с переменным коэффициентом деления соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика, суммирующий вход которого является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения частоты, в него дополнительно введены и-1 блоков формирования импульсов коррекции, блок деления на реверсивном счетчике, блок формирования чпрааляющих сигналов, блок деления и блок инверторов, и входов которого соединены с соответствующими выходами блока формирования управляющих сигналов, первый и вгорой дополнительные входы соединены соответственно с первым и вторым выходами блока деления на реверсивном счетчике, а и-1 пар выходов подключены K дополнительным парам входоа соответствующих блоков формирования импульсов коррекции, причем вход

1718137

Фиг.3

Составитель H.Федоров

Редактор В. Данко Техред М.Моргентел Корректор М. Максимишинец

Заказ 87& Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303Ü. Москва, Ж-38, Рауаская наб„418

Производствейно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 устройства соединен с первым входом блока деления на реверсивном счетчике и через блок деления подключен к второму входу блока формирования управляющих сигналов, первый вход которого соединен с вторым входом блока деления на реверсивном счетчйке и вычитающим входом первого реверсивного счетчика, первый и второй вхо- . ды каждого блока формирования импульсов коррекции соединены соответственно с выходами переноса и займа предыдущего реверсивного счетчика, а первый и второй выходы каждого блока формирования им-. пульсов коррекции соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами последующего реверсивного счетчика.