Патент ссср 415596

 

0 ИXe iH.И:Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

415596

<. оюз Советски1т

Социалистиыеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства № 332388

Заявлено 24Х111.1971 (№ 1694564/26-9) М. Кл. G Olr 23/02 с присоединением заявки ¹

Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР

an делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.11.1974. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 2Л 11.1974

УДК 621.317.76 (088,8) Автор изобретения

Ь. В, Чистяков

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ

СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

fcp — + т„ж ИЗМ

Предлагаемое устройство является дальпейшим развитием устройства для измерения частоты следования импульсов по авт. св. № 332388 и предназначено для использования в измерительной и вычислительной технике.

Предлагаемое устройство обеспечивает существенное расширение функциональных возможностей, выражающееся в том, что в нем не требуется синхронизация начала интервала измерения с импульсами измеряемой частоты. то есть осуществляется учет дробных частей периодов, заключенных соответственно между началом фиксированного интервала измерения и первым зарегистрированным импульсом, а также между последним зарегистрированным импульсом и концом фиксированного интервала измерения.

Известное устройство для измерения частоты следования импульсов содержит счетчики для подсчета целых и дробных частей периодов, умножитель частоты следования импульсов с коэффициентом умножения, например, кратным десяти, и схемы совпадения и обладает ограниченными функциональными возможностями, выражающимися в том, что в нем осуществляется лишь учет дробной части периода, заключенной между последним зарегистрированным импульсом измеряемой частоты и концом фиксированного интервала измерения, при условии синхронизации начала интервала измерения с импульсами измеряемой частоты.

Средняя частота в известном устройстве определяется как

5 где Л ы — число периодов умноженной частоты, уложившихся в интервале

10 между последним зарегистрированным импульсом измеряемой частоты и концом фиксированного интервала измерения:

Л,. „,„, — целое число периодов измеряемой

15 частоты, уложившихся в заданном фиксированном интервале измерения;

zz — коэффициент умножения частоты;

Т„,„— фиксированный интервал измере20 El II Я.

В описываемом ниже устройстве упомянутые недостатки устранены.

От известного предложенное устройство отличается тем, что дополнительно содержит ре25 верспвный счетчик импульсов, триггеры, схемы совпадения, собирательные схемы и дифференцирующие звенья; вход реверсивного счетчика импульсов через собирательные схемы подключен ко входу счетчика дробной ча30 сти периода и через собирательную схему и

415596

15 г0 г

Зо

40

55 бО б5 схемы совпадения — к выходам умножптеля частоты следования импульсов и двух триггеров, входы которых связаны соответственно с входной клеммой устройства, с выходами реверсивного счетчика через дифференцирук>щее звено и собирательную схему, а также с шиной зада,(!ия интервала измерения через дифференцирующее звено и со входом триггера, другой вход которого через схему совпадения соединен с входной клеммой и с шиной задания интервала измерения, а выходы через схемы совпадения и собирательные схемы подключены соответственно ко входу сче гчнка целых периодов и 1(o входу и выходу счетчика дробной части периода.

Функциональнач схема предложенного устроис гв я н Временная д(!ягря (((ма, Ilo Ic(1 ((О!ця (1 его приш(нп де(!ствия, предсfaâëåíû соо-встственно ня фиг. 1 и фнг. 2.

Устройство состоит из с.стчикя целых периодов 1, счстчикя дробной чяс!и перно la 2, реверсивного счетчика из!пульсов 3, у(I(lo>f;lfтеля 1((сзот(! следования импульсов 1, триггеров 5, 6, 7, схе;(совпадения 8 — 13, собир:1тельных схем 14 --17, лнфференнпрующнх звеш.св 18, 19; входных кле !х(20, 21 н выходных клемм 22, 23.

1-13 позпциях временной диаграммы представлены следуюп(ие снп(ялы: поз. а — — elf! lfaл, определявший интсрвял измерения Тл„„ поз. б — нзмсрясмяя последовате Ih((oc (ь импульсов с частотой Р, (периодом T,); поз. в — количество импульсов основной измеряемой последовательности, зарегистрированное в счетчике целых периодов 1; поз. г — умноженная (lослсдовятсльносп импульсов с частотой F-. г (периодом Т,(и, где n — коэффициент yi (f(o>I(Of(I!!I частоты); поз. д — сигналы па Выходе днффсренннру(ощего звена 18; поз. е, поз. 7 — сигналы на прямом и инверсном выходах триггера 5; поз. ж — количество импульсов умноженной последовательности, зарегистрированное в счетчике дробной части псрнодя 2; поз. з — сигналы па выходе триггера 6; поз. и — сигналы на выходе схемы совпадения 11, проходящие через собирательную схему 1б, на вход реверсивного счетчика импульсов 3;

ПОЗ. К вЂ” КОЛИЧССТВО ИМПУЛЬСОВ УМНОЖСННОй последовательности, зарегистрированное в реверсивном счетчике импульсов 3; поз. л — сигнал .на выходе схемы совпадения

;3, проходящий через собирательную схему 8 на вход счетчика целых периодов 1; поз. м — сигнал на выходе собирательной схемы 17; поз. и — сигнал на выходе дифферснцпру!Ощего звена 19; поз. о — сигналы на выходе триггера 7; поз. n — сигналы на выходе схемы совпяде-!ия 12, проходящие через собирательную схе(у 16 на вход реверсивного счетчика 3.

Устройство работает следующим образом.

Перед иачалом работы триггеры счетчиков устанавливаются в исходное нулевое состояние. Измеряемая последовятельносп. импульсов (ноз. 6) подастся па входную клемму 20 устройства и далее на олин из входов схем совпадения 8, 10 и триггера 6, а так>ке на вход умно>кителя частоты следования импульсов

4. Прн этом на выходе умно>кителя частоты имеет место умноженная последовательность импульсов (поз. г), которая подается на входы схе:f совпадения 9, 11, 12. С подачей сигнала, определяющего фиксированный интервал измерения Тл„, (поз. а) на входную клемму 21, связянну(о с шиной задания интервала измерения устройства, открываются схемы совпадения 8 и 10, я àêæå осуществляется дифферсннировяние указанного сигнала с помощью диффсрснцирующего звеня 18 (поз. д) .

Прп этом ня вход счетчика целы:; периодов 1 начинают i(no>oднть импульсы измеряех(он частоты через схему совпадения 8 и собир;пельную схему 14. С поступлением первого после подачи сигнала шперваля измерения импульса измеряемой частоты на Выход схемы совпадения 10 проходит сигнал, переьодящий триггер 5 в едшги шое состояние. При этом схема совпадения 9 о(ннрастся и ня вход счетчика 2 через собира(ельную схему 15 начиняют проходить импульсы умно>кенной чястоты следования импульсов, В процессе подс (етя импульсов измсряемон;ястоты F (период Т,,) в счетчике 1 производится регистрация количества импульсов, поступивших ня его вход (поз. в) .

Одновременно осуществляется подсчет количества импульсов умноженной частоты

F,,-.n (где n — коэф()>ицнент умножения) счетчиком 2 (поз. з на временной диаграмме), который периолически обнуляется через кяждый период основной измеряемой частоты.

Следует отметить, что при выборе емкости счетчика 2, равной коз()>фициснту умно>кения п, указяшц>е периодическое обнуление осуществляется автоматически в процессе счета

Таким образом, отпадает необходимость в специальных дополнительных цепях управления.

В предлягасмох(устройстве начало фиксированного интервала измерения Т„,,„ несипхронизировано с началом периода измеряемой частоты F, При этом осуществляется учет интервалов времени между началом фпксироВянного прОд (е>кутка В1земени и первь(м заре гистрировянным импульсом измеряемой частоты, я также между послед((им зарегистрированным импульсом и концом фиксированного промежутка времени.

Учет второго интервала осуществлен в устройстве по авт. св. ¹ 332388.

1 !ет >((c перВОго нз названных интервалОВ осуществляется следующим образом. При подаче сигнала, определяющего интервал измерения Т„;,„, осуществляется его дифференцирование и под действием отрицательного импульса с выхода дифференцирующего звена 18

415596 (поз. д) производится перевод триггера 6 в единичное состояние (сигналы ца выходе триггера 6 представлены на поз. I!). При этом пя вход реверсивного счетчикn импульсов 3 через схему совпадения 11 и собпрятел>л1у1о схему 16 начинают поступать импульсы умно>кеипой частоты (поз. к) с выхода умножитсля частоты 4. Эти импульсы регистрируются в счетчике 3 (поз. л). При поступ ettit» пергого после подачи сигнала на клемму 21 импульса измеряемой частоты F,. он проходит и-l вход установки в пуль триггера 6, вызывая его

«опрокидывание». При этом схема совпадения

11 запирается и прекращается подача импул1,сов умноженной частоты iin в: од реверсивного счетчика. При этом в счетчике 3 регистрируетсл количество импульсов умно>конной частоты, уложившихся в проме>кутке времени между началом фиксированного интервя i3 измеРениЯ il пеРвым 33Pei »C IPII1>ottntlltl»i и.,1пульсом измеряемой частоты.

При наличии информации, зарегистрированной в реверсивном счетчике, ня выхо,1е собирательной схемы 17 имеет место отрицательный уровень сигнала (поз. и). 1,ля осу1цествления нормальной работы устройства сигналы с выхода собирательпой схемы 17 далее дифференпиру1отся с помощ1ио ди >(pc)>cttltitl>% щего звена 19 (поз. 0).

По окончании сигнала, определяющего фиксированный интервал измерения Т,„„продиффереццировянпь1й импульс поло>кительной Iloллрности с выходя дифференцирующегo звена

18 подастся ца входы триггеров б и 7. При этом триггер 5 переводится в нулевое состояние (поз. е, ж), а триггер 7 — в единичное (поз. и).

В результате схема совпадения 9 запирастсл, а схемы совпадепия 12 и 13 открыв31отс11.

При этом через схему совпадения 12 (поз. 1>) ця входы собирательных схем 5 и 16 (следовательно, t!3 входы счетчиков 2 и 3) подяетсл умноженная последовательность импульсов.

Режим работы реверсивного счетчика 3 определяется состоянием триггера 6 (цепи установки режима указаны на фиг. 1 пунктиром).

Режим сложения имеет место при поло>кении триггера 6 в состоянии «1» и режим вычитанил при положении триггера в состоянии «О».

В данном случае при подаче импульсов умноженной частоты на вход счетчика 3 осуществляется вычитание (считывание) записанной в нем информации, а при подаче указанных импульсов на вход счетчика 2 — суммирование их с зарегистрированной в нем информ ацией.

При дости>кении нулевого значения информации в счетчике 3 на выхоче собирательной схемы 17, связанной с выходямп тпиггеров счетчика 3, уровень напрл>кепил изменлетсл скачком до нулевого 3113 !cil tli. При это м продифференцированный импульс положительной полярности с выходя ди()>ферснцирующего звена 19 (поз. о) переводит триггер 7 в нулсвое состояние. При этом прекращается подача импульсов умноженной частоты на входы счел:ц1ков 2 и 3. Следует указать, что, если сумма импульсов умноженной частоты, учиTill;3IolItIIx двя интервала времени, будет больше, чем емкость счетчика 2, то в Ilpoцессе счета счетчик 2 персполилетсл, и сигнал переполнения с его выхода через схему совпяде11пч 13 (поз. 11) и собирятс»t ilyto схему 14 подяетс-i пя вход счетчика 1, увеличивая его содержимое ия единицу.

Послc окончания фtlксиров3пного иптервял3 измерения T„,,-,, и учета дробных интервалов времени осуществляется с ьсм зарегистрированной инфо",мяцпп с выхо IIII.lx клемм 22, 23.

Средняя частота в предложe!Iitoai устройстве определяетсл как у М A — т.изи Af> + л1. (2) тити л ти-,„л. Ти-.„

20 где Л л1, — число периодов умноженной частоты, уложившихся в интервале между началом фикспровяииого интервала пзмсрецил и первым зярегистрировяпщ1M импульсом;

Л" . — число периодов умноженной частоты, уложившихся в интервале между после,иним зярегистрпров11ипь1м импульсом измеряемой частоты II концом фпксиров31шоrO ИитЕРВЗЛа ВРЕМЕНИ (Ти"„,); л — коэффициент умножения частоты;

Л,,-.„— целое число периодов измеряемой частоты;

Т„,,„— фиксированныи интервал измерепия.

При Т„,„= 1 сек и и, кратном десяти, имеем

3О

35 р — т.изи + A pi> 10 + з/, 10

: N.изи + (lVëI, + л1,) 10 ° (3) 40

Из изложениого следует, что предложенное устройство обсс псчивяст существенное расширение фуикци»t;Iльпы;; возмо>кпостей, выряжающессл и дополнительном учете дробной части периочя, заключенной между началом фикспровяпногo интервала измерения и первым зарегистрпровяишым импульсом.

Предмет изобретения

Устройство для измерения частоты следования импульсов по авт. св. № 332388, отл ич а ю щ е с с я тем, что, с цель1о расширения функциональных возможностей, оно дополнительно содержит реверсивный счетчик импульсов, триггерь1, схемы совпадения, собиратель60 Itblc схемы и дифференцирующие звенья, причем вход реверсивного ситчика импульсов через coбир3тсльнь1с схcмы подкл1очен ко входу счетчика дробной части периода и через собирательную схему и схемы совпядеиия—

65 1: выхода I умцо>китсл11 частоты следования

415596 импульсов и двух триггеров, входы которых связаны соответственно с входной клеммой устройства и с выходами реверсивного счетчика через дифференцируюшее звено и собирательную схему, а также с шиной задания интервала измерения через дифференцирующее звено и со входом триггера, другой вход которого через схему совпадения соединен с входной клеммой и с шиной задания интервала измерения, а выходы через схемы совпадения и собирательные схемы подключены со5 ответственно ко входу счетчика целых периодов и ко входу и выходу счетчика дробной части периода, Редактор Н. Белявская

Составитель В. Фунтова

Текрсд 3. Тараненко

Корректор В. Брыксина

Заказ 1418/13 Изд. ¹ 1280 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2