Устройство для определения отношения двух частот следования импульсов

 

(11) 550590

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.06.75 (21) 2148868/21 с присоединением заявки № (51) M. Кл е G 01R 23/02

Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 621,317.761 (088.8) Опубликовано 15.03.77. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 07.04.77 (72) Автор изобретения

М. Л. Миневич (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ

ДВУХ ЧАСТОТ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области вычислительной и импульсной техники и может быть использовано, например, для поддержания точного отношения частот генераторов или для периодического контроля этого отношения.

Известны устройства для определения отношения двух частот, основанные на подсчете количества импульсов высокочастотного сигнала за один или несколько периодов низкочастотного сигнала.

Это устройство содержит два суммирующих счетчика, Один пз KDTophlx мо"кет быть выполнен в виде десятичного счетчика. Одна из частот (делимая) поступает через ключ на суммирующий вход первого из счетчиков, а другая частота (делитель) — на вход второго счетчика. Первый счетчик считает число периодов одной частоты за целое число периодов другой частоты, устанавливаемое на втором счетчике и выбираемое для удобства кратным 10 (1).

Известное устройство не позволяет получить точного значения отношения двух частот (например, в виде целой части и правильной дроби). За счет увеличения времени измерения (т. е. числа периодов делителя) точность D этих устройствах может быть повышена, однако это требует предварительной установки времени счета и не дает абсолютной точности.

С целью повышения точности определения отношения предлагаемое устройство, содержащее два основных счетчика, подклю енные первыми входами к выходам первого основного счетчика, последовательно соединенными

5 блоком памяти и логическим элементом, связанным со вторым основным счетчиком, двумя дополнительными счетчиками, вторым элементом И, подключенным к выходам второго основного счетчика, последовательно соединен10 ными третьим элементом И и двумя триггерами, последовательно соединенными дополнительным ключом и элементом ИЛИ, причем выход первого элемента И подключен ко второму входу второго триггера, выход которого

15 связан со входом дополнительного ключа, со вторым входом первого триггера и с ьторым входом логического элемента, третий вход которого подключен ко входам дополнптель ы счетчиков и к выходу второго элемента И, 20 причем второй вход первого дополнительного счетчика подключен ко второму входу второ о основного счетчика, выход элемента ИЛИ— со вторым входом первого основного счетчика, второй вход элемента ИЛИ через второй ос25 новной ключ связан с одним входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с первым входом первого основного ключа, второй вход которого подключен ко второму входу второго основного ключа и к выходу пер30 вого триггера.

550590

Сущность изобретения заключается в том, что определение отношения частот производится от одного совпадения импульсов измеряемых частот до другого совпадения импульсов этих же частот с последующим делением зафиксированных числе одно на другое. Ьремя определения зависит от соотношения частот

f1 и f2. Если частоты кратны одна другой, то измерение производится за один период меньшей частоты. Если частоты не кратны, но выражены целыми числами колебаний в секунду, то время определения равно 1 с. Если же частоты выражены дробными числами, то это время определяется наименьшим общим кратным знаменателей.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Ьход 1 большей частоты (f ) соединен со входом элемента И 2 и ключа 3, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 4, параллельные выходы которого соединены с элементом И 5. Вход б меньшей частоты (f ) через ключ 7 и элемент

ИЛИ 8 соединен с вычитающим входом счетчика 4, а также с суммирующим входом реверсивного счетчика 9, параллельные выходы которого соединены с входами элемента И 10.

Выход элемента И 10 соединен с входом счетчика 11 и цепью установки нуля счетчика 12, вход которого через ключ 13 соединен со входом 14 устройства. Выход элемента И 2 соединен со входом триггера 15, выход которого соединен с управляющим входом ключа 13, с триггером 16 и со входом логического элемента 17. Второй вход элемента 17 соединен с выходом элемента И 10, параллельные входы элемента 17 соединены с выходами счетчика

9, а выходы элемента 17 — с блоком памяти

18. Выход элемента И 5 соединен с цепью установки нуля триггера 16, Выход ключа 13 соединен с вычитающим входом счетчика 9 и через элемент ИЛИ 8 — с вычитающим входом счетчика 4.

1 аботает устройство следующим образом.

Б исходном состоянии в счетчике 11 записано значение «1», все остальные счетчики и триггеры находятся в нулевом состоянии. Частоты и fq поступают соответственно на входы 1 и б, однако не проходят через закрытые ключи 3 и 7. В момент символов частот f и f> сигнал с выхода элемента И 2 переводит триггер 15 в единичное состояние и последний разрешает своим потенциалом прохождение сигналов через ключи 3 и 7. Сигналы частоты f< через ключ 3 начинают поступать на суммирующий вход счетчика 4, а сигналы частоты

j через ключ 7 поступают на суммирующий вход счетчика 9 и через элемент ИЛИ 8 — на вычитающий вход счетчика 4.

Так продолжается до следующего совпадения символов частот j> и fq на элементе И 2.

Сигнал с элемента И 2 переводит триггер 15 в нулевое состояние, при этом триггер 16 переходит в единичное состояние. Потенциал с

Зо

45 выхода триггера 15 запрещает нрохожденис сигналов через ключи 3 и 7. K этому моменту в счетчике 4 записано делимое, пропорциональное разности частот f — j, а в счетчике

9 — делитель, пропорциональный частоте f>.

Сигнал с триггера 16 запрещает работу триггера 15, открывает ключ 13 и переписывает содержание счетчика 9 в блок памяти 18.

Далее производится операция деления. Сигналы некоторой частоты ) (в качестве которой может быть использована, например, частота

j> илп сигналы постороннего высокочастотного генератора) через ключ 13 поступаюг на вы-пггающий вход счет шка 4. Предположим, что

j i — j>)f, тогда счетчик 9 обнуляется раньше, чем счетчик 4. В момент нулевого состояния счетчика 12 сигнал поступает на счетчик 11 и одновременно на элемент 17, переписывая вновь из блока памяти 18 значение делителя в счетчик 9. Далее работа происходит аналогичным образом: импульсы со входа 14 через ключ 13 продолжают поступать на счетчики

4, 9 и 12, элемент И 10 фиксирует нулевое состояние счетчика 9 и т. д.

Таким образом, деление содержимого счетчика 4 на содержание счетчика 9 производится путем последовательного вычитания делителя из делимого. Число таких вычитаний подсчитывает счетчик 11.

Затем остаток в счетчике 4 оказывается меньшим, чем делитель, записанный в счетчике 9. При поступлении символов со входа 14 через ключ 13 первым обнуляется счетчик 4.

Этот момент фиксирует элемент И 5, сигнал с выхода которого устанавливает нулевое состояние триггера 16. К этому моменту времени в счетчике 11 зафиксирована целая часть искомого отношения частот, в счетчике 12— числитель, а в блоке 18 памяти — знаменатель дроби.

Так, например, пусть в счетчике 4 записывается число K(fi — fq), где К вЂ” коэффициент пропорциональности, а в счетчике 9 — число

Kfz. Тогда отношение

+ (Л f2) fl

Ю2 f2 однако поскольку в исходном состоянии в счетчике 11 записывается значение «1», то мы

fi получаем искомое отношсние — .

Далее полученные результаты могут быть использованы в зависимости от цели измерения. Можно вывести содержание счетчиков 11, 12 и блока памяти 18 на индикаторы, либо сравнить с эталонным значением и сигнал рассогласования подать на регулятор и т. д.

Устройство автоматически и точно определяет отношение двух частот на входе, что, в свою очередь, по=воляет абсол1отно точно поддерживать соотношение частот двух генераторов. В радиотехнических устройствах это позволяет существенно понизить паразптные излучения.

550590

Формула изобретения

JJ (/Π!—

Составитель П. Лягин

Техред И, Карандашова

Корректор А. Галахова

Редактор Л. Попова

Заказ 624/13 Изд. № 284 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Устройство для определения отношения двух частот следования импульсов, содержащее два основнь1х счетчика, подключенные первыми входами к ьыходам двух основных ключей, отл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности определения отношения, оно снабжено элементом И, подключенным к выходам первого основного счетчика, последовательно соединенными блоком памяти и логическим элементом., связанным со вторым основным счетчиком, двумя дополнительными счетчиками, вторым элементом И, подключенным к выходам второго основного счетчика, последовательно соединенными третьим элементом И и двумя триггерами, последовательно соединенными дополнительным ключом и элементом ИЛИ, причем выход первого элемента И подключен ко второму входу второго триггера, выход которого связан со входом дополнительного ключа, со Вторым Входом перВого трипера и с вторым входом логического элеме11та, т1эет11й ВхОд КОтОрого подключен 1 0 входам дополнительных счетчиков и к выходу второго элемента И, причем второй вход первого дополшпельного счетчика подключен ко второму входу второго основного счетчика, выход элемента ИЛИ вЂ” со вторым входом первого основного счетчика, второй вход эле10 мента ИЛИ через второй основной ключ связан с одним входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с первым входом первого основного ключа, второй вход которого подключен ко второму входу второго ос15 новного ключа и к выходу первого триггера.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе

1. «Аппаратура для частотных и временных

20 измерений», под ред. А. П. Горшкова, М., Советское Радио, 1971, № б.1 (прототип).