Устройство для измерения разности частот импульсов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ЧАСТОТ ИМПУЛЬСОВ, содержащее последовательно соединенные пересчетный блок и реверсивный'счетчик, шины разрядов которого подключены к управляющим входам преобразователякод-частота и" генератор таймерных импульсов, выход которого соединен со счетным входом преобразователя * ''код-частота'', отличающёес я тем, что, с целью повьииения точности измерения, в него дополнительно введены дешифратор и последовательно соединенные -первый пре-гл/раз6ватель код-частота, второй преобразователь"код-час*ота" и ре-^ версивный счетчик, а также последовательно соединенные триггер и первый элемент ИЛИ, выход которого • подключен к второму входу дополнительного реверсивного счетчика, а также второй элемент ИЛИ, первьйг своим вх'одом соединенный с вторым входом первого элемента ИЛИ, а второй вход второго элемента ИЛИ подключен к входу триггера, входу первого дополнительного преобразователя ''код-частота'' и выходу преобразователя ''код частота'', управляющие входы которого соединены с управляющими входами первого дополнительного преобразователя '.'кодчастота' ', при этом выход второго элемента ИЛИ соединен с входом пересчетного блока, выходы дополнительного реверсивного счетчика подключены к управляющим,входам второго дополнительного преобразователя :''код-частота'' и к входам дешифратора, выходы которого сЪедине'ны с управляющими'входами пересчетного блока.i^ Ю00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

2 А

3(1) G 01, R 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 2623316/18-21 (22) 10,04,78 (46) 15.04.83. Бюл. Р 14 (72) A.А.Бойко, В.С.Жернов, В.Я.Парышев и В,М.Скаткин (53) 621.317.757(088.8) (56,) 1. 11ифровые измерительные приборы - Под ред. В.M.Øëÿíäèíà, Энергия, 1972, с.80, .2. 1М Werner Adigita(- 1ес1таЕ

puPse ratemeter, "Nuclear Instruments and Methods", 1965, 34, р. 106. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

РАЗНОСТИ ЧАСТОТ ИМПУЛЬСОВ, содержащее последовательно соединенные пересчетный блок и реверсивный счетчик, шины разрядов которого подключены к управляющим входам преобразователя код-частота и генератор таймерных импульсов, выход которого соединен со счетным входом преобразователя . код-частота, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения

Ф точности измерения, в него дополнительно введены дешифратор и последовательно соединенные первый преоразователь код-частота, второй преобразователь"код-частота" и ре-. версивный счетчик, а также последовательно соединенные триггер и первый элемент ИЛИ, выход которого подключен к второму входу дополнительного реверсивного счетчика, а также второй элемент ИЛИ, первый своим входом соединенный с вторым входом первого элемента ИЛИ, а второй вход второго элемента ИЛИ подключен к входу триггера, входу первого дополнительного преобразователя код-частота и выходу преобразователя код частота, управляющие входы которого соединены с управляющими входами первого до- Я полнительного преобразователя кодчастота, при этом выход второго элемента ЙЛИ соединен с входом пере- у счетного блока, выходы дополнитель- % ного реверсивного счетчика подключены к управляющим, входам второго дополнительного преобразователя . код-частота и к входам дешифрато-, ра, выходы которого соединены с управляющими входами пересчетного блока. Об

728492

Изобретение относится к областк измерительной техники и может быть использовано при регистрации импульсов детекторов ионизирующих излучений.

Известны устройства, содержащие пересчетную схему, счетчик, генератор, преобразователь (1 3.

Недостаток известного устройстванизкая точность измерения.

Из известных устройств наиболее,,близким IIo своей техйической сущ— ности является устройство, содержа щее реверсивную пересчетную схему, реверсивный счетчик, преобразователь код-частота и генератор таймерных импульсов (2). 15

Недостаток известного устройства — низкая точность измерения разности частот от источников статистических импульсов, например,от основного и фонового детекторов ионн 20 зирующих излучений, обусловленная появлением статистической погреш ности измерения, увеличивающейся ,с ростом частоты фазового детектора и уменьшением величины разности вход- 25 ных частот.

Цель изобретения - повышение точности измерения, Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные пересчетный блок и реверсивный счетчик, шины разря" дов которого подключены к управляющим входам преобразователя код-частота и генератор таймерных импульсов, выход которого соединен со счетным входом преобразователя код-частота, дополнительно введены дешиф.ратор и последовательно соедииенные

1;, ервый преобразователь код-частота „ второй преобразователь код- 40 частота и реверсивный счетчик, а также последовательно -"соединенйые . триггер и первый элемент ИЛИ, выход которого подключен к второму входу дойолнительного реверсивного счетчи- 45 ка, а также второй элемент ИЛИ, первым своим входом соединенный с вторым входом первого элемента ИЛИ, . а второй вход второго элемента ЙЛИ подключен к входу триггера, входу первого дополнительного преобразователя " код-частота и выходу преобразователя код-частота, управляющие входы которого соединены с управляющими входами первого дополнительного. преобразователя код-частота, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом пересчетного блока, выходы дополнительного реверсивного счетчика подклю"чейы к управляющим входам второго 0

- дополнительного преобразователя код-частота и к входам дешифратора, выходы которого соединены с управляющими входами пересчетного йлока.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит реверсивный счетчик 1, блок 2 пересчета, преобразователь 3 код-частота, первый дополнительный преобразователь 4 код-частота, генератор 5 таймерных импульсов, триггер 6, первый элемент 7 ИЛИ, второй элемент 8 ИЛИ, второй дополнительный преобразователь 9 код-частота, дополнительный реверсивный счетчик 10, дешифратор 11.

Каждый преобразователь код-час тота 3, 4, 9 содержит элементы совпадений 12, счетчик 13 таймерных импульсов, блок сборки 14. Блок пересчета 2 содержит элементы совпадений 15 и 16, реверсивные счетчики 17, Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме на ревер-. сивном счетчике 1 присутствует код ,числа пропорционального разности входных частот импульсов и /n ., n =n -n

О Т

О 1 Ф с где n — частота основного детек1 тора;

n< — частота фонового детектора.

Генератор 5 таймерных импульсов постоянно вырабатывает импульсы с частотой п, которые пересчитываются таймерным счетчиком 13. Импульсы, возникающие на разрядных шинах таймерного счетчика 13, поступают на первые входы элементов совйадения" кодов. На вторых входах этих элементов совпадений проходят блок сборки 14, частота на выходе которой равна разности входных частот от основного и фонового детекторов. Потенциалы разрядных шин реверсивного счетчика 1, характеризующие код числа и /и, поступают также на управляемые входы дополнительного преобразователя 4, построенного аналогично преобразователю 3. Дополнительный преобразователь 4 преобразует код по/п в частоту.

Поскольку на его счетный .вход поступает частота и> от преобразователя 9 код-частота 0; на его выхбде появляются импульсы с частотой,равной n /n . Эти импульсы по2 ступают на счетйый вход второго до-, полнительного преобразова еля 9.

Частота по с преобразователя 3 поступает также на вход вычитание блока 2 и вход триггера б. Пересчи танная частота с триггера 6 подается на один из входов первого элемента 7 ИЛИ, на другом входе которого присутствует частота фонового детектора п . На выходе первого элемента ИЛИ образуется частота n4,+1/2п, которая поступает на вход сложение, дополнительного реверсивного

728492

1 счетчика 10.,С выхода второго дополнительного преобразователя 9 сигналы поступают на вход вычитание дополнительного счетчика 10, который своими разрядными шинами, на которых устанавливается код числа и +О 5по — — n>, управляет вепрем лпо полнительным преобразователем 9 и дешифратором 11. Дешифратор 11 линейно преобразует число, код кото- 10 рого установился на реверсивном счетчике 10, и через элементы 15 и 16 совпадения суммирования и вычитания управляет блоком 2, поочередно подключая реверсивные счетчи- (5 ки 17. Это приводит к изменению коэффициента предварительного пересчета, что в свою очередь изменяет по стоянную времени измерителя разнос-; ти частот импульсов. 20

При возрастании величины фоново го излучения разность частот оста,нется без изменения, но за счет более высоких значений Входных частот флуктуационные колебания разности будут иметь большую величину, Код реверсивного счетчика 1 пропорционален разности скоростей счета основного и фонового детекторов. На счетный вход второго дополнительного преобразователя 9 через З0 первый элемент ИЛИ поступает возрос- шее значение частоты п4,. При этом код реверсивного счетчика 10, равный величине и +О 5пр и .р — n будет увет, 35 о личиваться, что вызовет сдвиг выходного сигнала дешифратора 11 в сторону старших позиционных разрядов и приведет к увеличению коэффициента пересчета блока 2. 40

При этом постоянная времени уст- ройства также будет возврастать, что уменьшит влияние флуктуационных изменений входных частот. При изменении частоты эффекта по (раз.4 ности частот основногс и фонового излучений) постоянная времени, будет изменяться так, что возрастание частоты и вызовет уменьшение коэффициента перерасчета и постоянной времени-блока 2, а уменьшение частоты — увеличение емкости блока 2 и

его постоянной времени. .Увеличение точности ь устройстве достигается следуюшим образом. Как известно, нри измерении разности средних частот слЕдования импульсов, случайно распределенных во времени, относительная статистическая погрешность измерения определяется выражением:

1+ 2.- в

Т.п (1) где Х - постоянная времени.; .

Как видно из этого выражения, при увеличении средней частоты следова-, ния импульсов фона или при уменьшении разности входных частот по- грешность возрастает. ч, B данном устройстве за счет описанных выше обратных связей при увеличении средней частоты следования импульсов фона или уменьшении разности входных частот увеличивается число вводимых в действие разрядов реверсивного счетчика,l, что приводит к увеличению эффективной постоянной времени усреднения в соответствии с выражением:

j2n р+ п (2) п2 о

Подставляя выражение (2) в (1), получим сГ= const т.е. относительная статистическая погрешность не зависит ни от частоты фоновых импульсов, ни от разности входных частот, что обеспечивает высокую точ,ность измерениФ во всем заданном диапазоне их изменения. i

Составитель Л.Воронина

:---Редактор Н ° Аристова Техред М. Кузьма Корректор В,Бутяга

Заказ 6985/4 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4