Устройство для контроля частоты

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах для контроля параметров объектов техники. Устройство для контроля частоты содержит элементы НЕ 1 и 10, элементы И - НЕ 2 и 4, формирователи 3 и 11 импульсов, генератор 5 импульсов, реверсивный счетчик 6 импульсов, дешифратор 7 и элементы И 8 и 9. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах для контроля параметров объектов техники.

Известны устройства для контроля частоты.

Недостатками их являются то, что они работают на фиксированных частотах и их большая сложность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для сравнения частот, содержащее два формирователя, сдвиговый регистр, четыре элемента И и два элемента ИЛИ.

Недостатком устройства является то, что оно контролирует изменение фиксированной частоты, которая в четыре раза меньше опорной частоты, а также низкое быстродействие.

Цель изобретения - расширение диапазона контролируемых частот и повышение быстродействия устройства.

Это достигается тем, что в устройство для контроля частоты, содержащее два формирователя и два элемента И, введены реверсивный счетчик, дешифратор, два элемента НЕ, два элемента И-НЕ и генератор.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из первого элемента НЕ 1, вход которого соединен с входом устройства, первым входом первого элемента И-НЕ 2 и входом первого формирователя 3 импульса, а выход с первым входом второго элемента И-НЕ 4, генератора 5 импульсов, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И-НЕ, выходы которых соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 6 импульсов соответственно. Выходы последнего соединены с входами дешифратора 7, первые два выхода которого соединены с первым и вторым входами первого элемента И 8, а последние два выхода - с первым и вторым входами второго элемента И 9, третий вход первого элемента И 8 через второй элемент НЕ 10 соединен с выходом старшего разряда счетчика 6 импульсов, который соединен с третьим входом второго элемента И 9. Четвертые входы первого 8 и второго 9 элементов И соединены с выходом первого формирователя 3 импульсов и входом второго формирователя 11 импульсов, выход которого соединен с R-входом счетчика 6 импульсов. Сигнал с выхода первого элемента И 8 указывает на увеличение частоты. Сигнал с выхода второго элемента И 9 указывает на уменьшение частоты.

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства поступают импульсы со скважностью, равной двум. Во время единичной части периода уровень лог. "1" разрешает прохождение импульсов с генератора 5 тактовых импульсов через первый элемент И-НЕ 2 на суммирующий вход счетчика. Во время нулевой части периода уровень лог. "0" запрещает прохождение импульсов через элемент И-НЕ 2, проходя через инвертор, разрешает прохождение импульсов через элемент И-НЕ 4 на вычитающий вход счетчика 6 импульсов.

Из-за отсутствия синхронизации и дискретности счета к моменту начала следующего периода счетчик 6 может находиться при условии неизменности частоты в следующих состояниях: все выходы счетчика находятся в нулевом состоянии; младший выход находится в единичном состоянии, остальные - в нулевом; все выходы находятся в единичном состоянии; младший выход находится в нулевом состоянии, остальные - в единичном.

В соответствии с этим уровень лог. "0" будет на следующих выходах дешифратора: на первом выходе; на втором выходе; на последнем выходе; на предпоследнем выходе.

В момент начала следующего периода перепадом из "0" в "1" формирователь 3 импульсов формирует короткий единичный импульс, который поступает на четвертые входы элементов И 8 и 9. Но на входы устройства он не проходит, так как для первого и второго случаев элемент И 8 закрыт уровнем лог. "0" с первого или второго выхода дешифратора 7, а элемент И 9-уровнем лог. "0" с последнего выхода счетчика 6. Для третьего и четвертого случаев элемент И 9 закрыт уровнем лог. "0" с последнего или предпоследнего выхода дешифратора 7, а элемент И 8 закрыт уровнем лог. "0" с выхода инвертора 10, на вход которого поступает уровень лог. "1" с последнего выхода счетчика 6.

По окончании импульса с формирователя 3 импульса формирователем 11 импульса формируется короткий импульс, который, поступая на R вход счетчика 6, обнуляет его. Отсутствие импульсов на выходах устройства свидетельствует о том, что частота импульсов не изменяется.

В случае начала увеличения частоты к моменту начала последующего периода в счетчике 6 остается код больший единицы, так как единичная часть периода больше нулевой, так как частота генератора и емкость счетчика 6 выбираются из условия, что максимально возможное изменение части периода при изменении частоты - < N/2 · τ_n, где τ¹- длительность единичной части периода; τ^o - длительность нулевой части периода; - - максимально возможная разница длительностей частей периода при изменении частоты; N - емкость счетчика 6; τ_u - период следования импульсов с генератора.

Таким образом, при увеличении частоты в счетчике 6 остается код 1< K < N/2 и импульс с формирователя 3 проходит через элемент И 8, так как на его первых двух входах будет уровень лог. "1" с дешифратора 7, а на третьем - уровень лог. "1" с элемента НЕ 10, на входе которого - уровень лог. "0" с последнего выхода счетчика. Элемент И 9 закрыт уровнем лог. "0" с последнего выхода счетчика 6. При уменьшении частоты единичная часть периода меньше нулевой и в счетчике остается код N/2 < К < N - 1.

В этом случае импульс с формирователя 5 проходит через элемент И 9, так как на его первом и втором входах будет уровень лог. "1" с дешифратора 7, а на третьем - уровень лог. "1" с последнего выхода счетчика 6, элемент И 8 закрыт уровнем лог. "0" с элемента НЕ 10, на входе которого - уровень лог. "1" с последнего выхода счетчика 7.

Появление импульсов на втором выходе указывает на уменьшение частоты.

Устройство отличается тем, что емкость счетчика 6 не зависит от величины периода входных импульсов, а только от максимально возможной величины изменения единичной и нулевой части периода, что позволяет значительно сократить аппаратурные затраты. (56) Авторское свидетельство СССР N 993144, кл. G 01 R 23/15, 1981.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЧАСТОТЫ, содержащее два формирователя импульсов и два элемента И, отличающееся тем, что в него введены реверсивный счетчик импульсов, дешифратор, два элемента НЕ, два элемента И - НЕ и генератор импульсов, причем вход первого элемента НЕ соединен с входом устройства, первым входом первого элемента И - НЕ и входом первого формирователя импульсов, а выход первого элемента НЕ соединен с первым входом второго элемента И - НЕ, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами первого и второго элементов И - НЕ, выходы которых соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика импульсов, а выходы реверсивного счетчика импульсов соединены с входами дешифратора, первые два выхода которого соединены с первым и вторым входами первого элемента И, а последние два выхода соединены с первым и вторым входами второго элемента И, третий вход первого элемента И через второй элемент НЕ соединен с выходом старшего разряда счетчика импульсов, который соединен с третьим входом второго элемента И, четвертые входы первого и второго элементов И соединены с выходом первого формирователя импульсов и входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с R-входом счетчика импульсов.

РИСУНКИ

Рисунок 1