Цифровой анализатор частоты и числа импульсных последовательностей

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик (Ü1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1701.79 (21) 2715886/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 231?80. Бюллетень N9 47

Дата опубликования описания 30. 12. 80 (51)м, Кл,з

H 03 К 5/26 //

G 0) R 23/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621. .373(088.8) (72) Авторы изобретения

А. Б. Филиппов и В. Н. Еремин (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ АНАЛИЗАТОР ЧАСТОТЬ И ЧИСЛА

ИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в устройствах автоматики, в частности для счета определенного, наперед заданного числа импульсов в заданном диапазоне частот.

Известно устройство для анализа (классификации) длительности и числа импульсов, основанное на измерении длительности импульсов и последующем подсчете импульсов одинаковой длительности в импульсной серии.

Устройство состоит из измерителя длительности импульсов, построенного на линии задержки с отводами, к которым подключена комбинация логических схем И, выходы которых соединены с органом для подсчета импульсов одинаковой длительности $1(.

Недостатки данного устройства отсутствие воэможности прямого измерения частоты повторения импульсов и подсчета числа импульсов любой длительности заданного диапазона; низкая разрешающая способность измерения длительностей импульсов в заданном диапазоне; невозможность плавного регулирования верхнего и нижнего пределов рабочего диапазона частот (длительностей).

Известен также цифровой фильтр частоты повторения импульсов с плавно регулируемой верхней и низ:ней границами полосы пропускания, основанный на сравнении длительности анализируемых импульсов с эталонными импульсами, вырабатываемыми одновибраторами нижней и верхней гра10 ницы полосы пропускания. Данное устройство содержит одновибратор верхней границы частоты повторения, входы которого соответственно соединены с входами одновибраторов нижней частоты повторения, а также с выхо15 дами двух логических схем И, выходы которых соединены с общим входом устройства и одним из входов третьей схемы И . К двум другим входам этой схемы подключены выходы одновибра20 торов, а выход ее соединен со входом триггера сигнализации (2) .

Недостатками этого устройства являются отсутствие воэможности подсчета определенного, заранее установленного числа импульсов в анализируемой импульсной последовательности; невозможность выделения на выходе первого и всех последующих нечетных импульсов для дальнейшего их подсче30 та дополнительным устройством, что

7902б9 снижает точность и достоверность измерения при работе в области низких частот на единицах и десятках герц; наличие механического устройства плавной перестройки верхней и нижней границ частоты повторения, снижающего надежность устройства и увеличивающего его габариты и вес; отсутствие возможности автоматического отключения устройства сигнализации при поступлении на вход схемы сле- 1 дующей импульсной .последовательности; необходимость сброса в "0" одновибраторов.

Цель изобретения - повышение точности измерения при одновременном расширении функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой анализатор частоты и числа импульсных последова- 20 тельностей, содержащий одновибраторы верхней и нижней границ частоты повторения, элемент И-НЕ, элемент

ИЛИ и триггер сигнализации, введены два элемента И-НЕ, элемент ИЛИ и счетчик, при этом входы одновибраторов верхней и нижней границ частоты повторения соединены с первыми входами двух элементов И-НЕ, второй . вход первого из них подключен к вы- у ходу одновибратора верхней границы частоты повторения, а выхоц его соединен со счетным входом счетчика и вторым входом второго элемента

И-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу одновибратора нижней границы частоты повторения, и со вторым входом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом единицы счетчика, к установочному

R-входу которого подключен выход первого элемента ИЛИ, а выход числа и счетчика соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ и со счет- 4 ным входом С триггера сигнализации, установочный вход К которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход подключен ко второму входу третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ.

На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового анализатора частоты л числа импульсных последовательностей; на фиг. 2, 3 и 4 — временные диаграммы, поясняющие работу анализатора.

Цифровой анализатор импульсных последовательностей содержит одновибратор 1 верхней границы частоты 40 повторения, одновибратор 2 нижней грайицы частоты повторения с задержкой на входе,,логические элементы

И-НЕ 3, 4 и 5, логические элементы

ИЛИ 6 и 7, двоично-десятичный счетчик 8 с заданным коэффициентом счета и, триггер 9 сигнализации.

На временных диаграммах обозначейы напряжение 0 на входе аналиХ затора, напряжение U>< на выходе одновибратора 1, напряжение U qg на выходе одновибратора 2, напряжение Uc, на счетном входе счетчика 8, напряжение U íà и-выходе счетчика 8, напряжение U на выходе триггера 9.

Цифровой анализатор частоты и числа импульсных последовательностей работает следующим образом.

Первый импульс анализируемой последовательности (пачки) импульсов поступает одновременно на запуск одновибраторов 2 и 1 и на первый вход элемента И-НЕ 3, с выхода которого поступает на запись в счетчик

8. После запуска на выходе одновибратора 1, а следовательно, и на втором входе элемента И-НЕ 3 появляется хронированный импульс длительностью соответствующей установленной верхней границе полосы пропускания, а одновибратор 2 переводится в режим задержки длительностью 3 соответствующей нижней границе полосы пропускания анализатора (в дальнейшем длительность импульса однови- . братора 2) Необходимо отметить, что первый импульс всегда поступает на запись в счетчик 8,,так как длительность запуска одновибратора 1 больше длительности переднего фронта входного импульса, следовательно, логический элемент И-НЕ 3 в этот момент времени открыт для прохождения входного импульса на счетный вход счетчика 8.

Рассмотрим работу анализатора при трех практически возможных соотношениях между длительностью хронированных импульсов Т„, одновибрато-! ров 1 и 2 и частотой повторения периодом следования) Т входных импульсов.

Частота повторения входных импульсов меньше длительности хронированных импульсов одновибраторов 1 и 2 (фиг. 2)

Т cГ,(ь

И

В этом случае при появлении на входе анализатора следующего второго импульса элемент И-НЕ 3 находится в закрытом состоянии вследствие наличия на его втором входе импульса

Ъ одновибратора 1 и не пропускает

1 входной импульс на запись в счетчик

8, одновибраторы 1 и 2 повторно запускаются, и отсчет длительности импульсов производится от момента прихода этого входного импульса. В счетчике 8 производится стирание ранее записанного первого импульса по цепям, образованным элементами И-НЕ

4, ИЛИ б и R-входом счетчика 8.

790269

О

C Г

1 ЬХ

35

45

55

Следовательно, на выходе анализатора появление сигнала исключено.

Частота повторения входных импульсов больше длительности хронированных импульсов мультивибраторов 1 и 2 (фиг. 3) т t ), В этом случае к моменту прихода на вход анализатора следующего (второго) импульса на выходе одновибратора 1 импульса t не будет, а элемент

И-HE 3 открыт. Одновибратор 2 возвращается в исходное состояние после выдачи короткого импульса с задержкой на сброс счетчика 8 и триггера 9, т.е. анализатор находится в исходном состоянии, а каждый следующий входной импульс обрабатывается как первый, и на выходе анализатора сигнал не появляется.

Частота повторения входных импульсов больше длительности импульса одновибратора 1 и меньше длительности импульса t< одновибратора 2 (фиг.4) В этом случае к моменту прихода на вход анализатора следующего (второго) импульса на выходе одновибратора 1 импульса не будет и элемент

И-НЕ 3 оказывается открытым, следовательно, этот входной импульс записывается в счетчике 8, одновибратор 1 вновь запускается, а отсчет

fl задержки ь одновибратора 2 начинается с этого момента. Анализатор работает до заполнения счетчика 8 до числа и, после чего триггер 9 переводится в другое устойчивое состояние и на выходе анализатора появляется сигнал, свидетельствующий о появлении на входе определенного числа импульсов в заданном диапазоне частот. Выходным импульсом триггера 9 счетчик 8 по цепям, образованным элементами И-НЕ 5, ИЛИ 6, по входу R сбрасывается в нуль. Следующий n+1 импульс образовывается как первый, а триггер 9 с импульсом с единичного выхода счетчика 8 через элемент 7 возвращается в исходное состояние, и сигнал на выходе анализатора исчезает.

По сравнению с известными техническими решениями использование предлагаемого анализатора позволяет вести подсчет определенного, заранее установленного числа импульсов в заданном диапазоне частот и выделять и подсчитывать все четные и нечетные импульсы, в том числе н первый, что повышает точность и достоверность измерений, особенно в области низких частот на единицах и десятках герц. В нем отсутствуют механические устройства плавной перестройки границ частоты повторения, что повышает надежность и снижает его габариты и вес; однОвибраторы имеют упрощенную схему управления и не требуют сброса в "0".

Формула изобретения

Цифровой анализатор частоты и числа импульсных последовательностей, содержащий одновибраторы верхней и нижней границ частоты повторения, элемент И-НЕ, элемент ИЛИ и триггер сигнализации, о т л и ч а юю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения при одноввременном расширении функциональных возможностей, в него введены два элемента И-НЕ, элемент ИЛИ и счетчик, при этом входы одновибраторов верхней и нижней границ частоты повторения соединены с первыми входами двух элементов И-НЕ, второй вход первого из них подключен к выходу одновибратора верхней границы частоты повторения, а выход соединен со счетным входом счетчика и вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу одновибратора нижней границы частоты повторения, и со вторым входом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом единицы счетчика, к установочному R-входу которого поключен выход первого элемента ИЛИ, а выход числа и счетчика соединен с первым входом третьего элемента -И-НЕ и со счетным входом

С триггера сигнализации, установочный вход К которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход

"..-одключен ко второму входу третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка ФРГ Р 2244955, кл. 21 а 42 е, опублик. 1969.

2. Патент СНА Р 3383605, кл. 328-138, опублик. 1968.

7902б9

Йг и, Фю4

Составитель N.Ëåoíoâà

Редактор И.Николайчук Техред Е.Гаврилешко Корректор В.Бутяга

Заказ 9072 64 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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