Устройство для сравнения периода следования импульсов с заданной нормой

Устройство для сравнения периода следования импульсов с заданной нормой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ПЕРИОДА СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ С ЗА-. ДАННОЙ НОРМОЙ, содержащее первый и второй элементы И, элемент ИЛИ, счетчик импульсов, источник тактовой частоты, первый триггер, единичный вход которого подключен к первому выходу формирователя импульсов, вход которого является входом устройства . Отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля и точности сравнения периода, в него введены второй , третий и четвертый триггеры, третий, четвертый и пятый элементы И и элемент И-НЕ, первый вход которого подключен к второму выходу формирователя импульсов, к первому входу третьего элемента И, а также к нулевому входу первого и единичному входу второго триггеров, прямые выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходом элемента И-НЕ, третьи входы соединены при этом с выходом источника тактовой частоты, а в аходы подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу счетчика импульсов, второй и . третий входы которого подключены соответственно к инверсному и прямому выходам третьего триггера, а также соответственно подключены к первым входам четвертого и пятого элементов И, выходы которых являютi ся соответственна первым и вторым входами устройства, а вторые входы (Л С соединены с выходом второго элемента И, при этом вцход счетчика импульсов подключен к нулевому входу второго триггера, к второму входу элемента И-НЕ и к единичному входу четвертого триггэра, нулевой вход которого подключен к .шине сброса, а выход - к второму входу третьего элемента И, выхсд которого соее динен с единичным входом третьего -si триггера, нулевой вход которого подключен к первому выходу формирова00 теля импульсов, причем выход эле р а И-НЕ является третьим выходом устройства..

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И)

3(5)) Н 03 К 5/26; Н 03 К 5/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

М ABTOPCHOMV СВИДЕ ЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3529035/18-21 (22) 27.09.82. (46) 07.03.84..Бюл. Р 9 (72) A.Н.Горбунов, Е.A.Евсеев, Ю;А.Плужников и A Ñ.×åðåäíè÷åíêî (53) 621 ° 374(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 577659, кл. H 03 К 5/18,14.06.76.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 813767, кл. Н 03 К 5/26, 3.05.79, (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ

ПЕРИОДА СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ С ЗАДАННОЙ НОРМОЙ, содержащее первый и второй элементы И, элемент ИЛИ, счетчик импульсов, источник тактовой частоты, первый триггер, единичный вход которого подключен к первому выходу формирователя импульсов, вход которого является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля и точности сравнения периода, в него введены второй, третий и четвертый триггеры, третий, четвертый и пятый элементы И и элемент И-НЕ, первый вход которого подключен к второму выходу формирователя импульсов, к первому входу третьего элемента И, а также к нулевому входу первого и единичному входу второго триггеров, прямые выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходом элемента И-НЕ, третьи входы соединены при этом с выходом источника тактовой частоты, а выходы

> подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу счетчика импульсов, второй и третий входы которого подключены соответственно к инверсному и прямому выходам третьего триггера, а также соответствеино подключены к первым входам четвертого и пятого элементов И, выходы которых являются соответственно первым и вторым входами устройства, а вторые входы соединены с выходом второго элемен" та И, при этом выход счетчика им- пульсов подключен к нулевому входу второго триггера, к второму входу элемента И-HE и к единичному входу четвертого триггера, нулевой вход которого подключен к .шине сброса, а выход — к второму входу третьего элемента И, выхсд которого соединен с единичным входом третьего триггера, нулевой вход которого .подключен к первому выходу формирователя импульсов, причем выход элемента И-HE является третьим выходом устройства.

1078606

Устройство для сравнения периода следования импульсов с заданной нормой относится к импульсной технике и может использоваться для автоматического контроля периода или частоты импульсных последовательностей.

Известно устройство для сравнения частот, содержащее последовательно соединенные формирователь импульсов, триггер, элемент за10 держки, а также первый и второй элементы И, счетчик, тактовый генератор, элемент И-НЕ, причем выходы счетчика соединены с входами элемента И-НЕ, à его выход подключен 15 к одиночному входу триггера, выходы которого соединены с входами первого и второго элементов И соответственно (lj .

Однако у устройства недостаточ- 7() но высокое быстродействие, так как контроль частоты осуществляется через один период следования входных импульсов, и невысокая достоверность контроля, т.е. устройство вы- 5 дает информацию лишь при превышении частоты по отношению к заданной норме.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для сравнения периода следования импульсов с заданной нормой, содержащее источник тактовой частоты, дифференцирующую цепь, делитель частоты, триггер, элемент

ИСКЛЮЧАКИЦЕЕ ИЛИ, два элемента И, два фильтра нижних частот, пороговый блок, в котором выходы элементов И через фильтры нижних частот подключены к входам порогового блока, первый вход триггера через 40 делитель частоты подключен к источнику тактовой час;тоты, а второй его вход через дифференцирующую цепь подключен к входу устройства, первый вход элемента -ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 45 подключен к выходу триггера, к второму входу делителя частоты и к первому входу первого элемента И, второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к входу устройства и к у) первому входу второго элемента И, второй вход которого подключен к второму входу первого элемента И и к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ Ц2

Ф

Недостатком устройства для сравнения периода следования импульсов с заданной нормой является недостаточно высокая достоверность контроля частоты и низкая точность срав- 60 нения периода следования импульсов с.заданной нормой.

Во-первых, в устройстве отсутствует возможность получать информацию в случае, если частота конт" ролируемых импульсов становится номинальной (равной норме) .

Во-вторых, выходной сигнал недостаточно полно характеризует истинное расхождение периода следования измеряемой импульсной последовательности от заданной нормы, так как на выходе порогового элемента (устройства) формируется выходной сигнал усредненного значения с погрешностью, определяемой фильтром нижних частот.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля и точности сравнения периода.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения периода следования импульсов с задан-. ной нормой, содержащее первый и второй элементы И, элемент ИЛИ,. счетчик импульсов, источник тактовой частоты, первый триггер, единичный вход которого подключен к первому выходу формирователя импульсов, вход которого является входом устройства, введены второй, третий и четвертый триггеры, третий, четвертый и пятый элементы И и элемент И-НЕ, первый вход которого подключен к второму выходу формирователя импульсов, к первому входу третьего элемента И, а также к нулевому входу первого и единичному входу второго триггеров, прямые выходы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с выходом элемента И-НЕ, третьи входы соединены с выходом источника тактовой частоты, а выходы подключены, соответственно,к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу счетчика импульсов, второй и третий входы которого подключены, соответственно к инверсному и прямому выходам третьего триггера и первым входам четвертого и пятого элементов И, выходы которых являются, соответственно, первым и вторым выходами устройства, а вторые входы соединены с выходом второго элемента И, при этом выход счетчика подключен к нулевому входу второго триггера, к второму входу элемента И-НЕ и к единичному входу четвертого триггера, нулевой вход которого подключен к шине сброс, а выход — к второму входу третьего элемент И, выход которого соединен с единичным входом третьего триггера, нулевой вход которого подключен к первому выходу формирователя импульсов, причем выход элемента И-НЕ является третьим выходом устройства.

1078606

На фиг.l приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство для сравнения периода следования импульсов с заданной нормой содержит источник 1 тактовых частот, формирователь 2 импульсов, счетчик 3 импульсов, первый, второй, третий и четвертый триггеры 4-7, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы И 8-12, элемент

И-HE 13, .элемент ИЛИ 14, входную шину 15, первую, вторую и третью выходйые шины 16-18. . Входная шина 15 подключена к входу формирователя 2, первый выход которого соединен с единичным входом триггера 4 и нулевым входом триггера 6. Второй выход формирователя 2 импульсов подключен к нулевому входу триггера 4, к единичному входу триггера 5, к первому входу элемента И-НЕ 13 и к первому входу элемента И 10. Выход источника 1 тактовой частоты соединен с третьими входами элементов И 8 и 9, вто» рые входы которых соединены с выходом элемента И-HE 13 и с выходной шиной 18, при этом первые входы элементов И 8, 9 подключены к прямым выходам триггеров 4 и 5 соответственно. Выход элемента И 8 подключен к первому входу элемента ИЛИ 14.

Выход элемента И 9 подключен к вто рым входам элементов И 11 и 12 и к второму входу элемента ИЛИ 14, выход которого подключен к первому входу. реверсивного счетчика 3, второй и третий вход которого подключены соответственно к инверсному и прямому выходам триггера б и первым входам элементов И 11 и 12, выходы которых соединены с выходными шинами 16 и 17 соответственно. Выход счетчика 3 подключен к нулевому входу триггера 5, к второму входу элемента И-НЕ 13 и к единичному входу триггера 7, нулевой вход которого подключен к шине сброс, а выход - к второму входу элемента

И 10, выход которого соединен с единичным входом триггера б.

Ж

Устройство для сравнения период@ следования импульсов с заданной нормой работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры

4-7 установлены в нулевое состояние, при этом элементы И 8,9 закрыты . низким потенциалом прямых выходов триггеров 4 и 5 соответственно, а на втором входе счетчика высокий потенциал инверсного выхода триггера 6, элемент И 10 закрыт низким потенциалом с прямого выхода триггера 7, элемент И ll по первому вхо" ду закрыт низким потенциалом с прямого выхода, а элемент И 12 по пер,вому входу открыт высоким потенциалом с инверсного выхода триггера 6, на выходе элемента И-НЕ положительный потенциал.

5 С приходом полупериода измеряемой частоты с шины 15 (фиг.2а 34(4ц) на вход формирователя 2 на его первом выходе формируется импульс, соответствующий переднему фронту

10 входного сигнала (фиг.25 35 4б), который устанавливает триггер 4 в единичное состояние (фиг.2Е. З, 4t). Разрешающий (высокий) потенциал прямого выхода триггера 4 открывает элемент И 8 и импульсы источника тактовой частоты через элемент

И 8 и элемент ИЛИ 14 поступают на .первый вход реверсивного счетчика 3 (фиг.2q, 3q, 4е), установленного по второму входу на сложение высоким потенциалом инверсного выхода триггера б.

Если частота измеряемых импульсов меньше заданной нормы (TvT м), ком то счетчик 3 заполняется импульсами источника 1 тактовой частоты, импульс переполнения (переноса) счетчика 3 устанавливает триггер 7 в единичное состояние (фиг.2%), а в триггере 5 подтверждает нулевое состояние, счетчик 3 продолжает заполняться импульсами тактовой частоты через элемент И 8.

По заднему фронту полупериода ,измеряемой частоты на втором вы35 ходе формирователя 2 формируется импульс, соответствующий заднему фронту входного сигнала (фиг.25) который устанавливает триггер 4 в нулевое, а триггер 5 в единичное

4р состояние (фиг.2ц) и через открытый по второму входу элемент И 10 поступает на единичный вход триггера б,устанавливая его в единичное состояние (фиг.2 ), высокий потенциал прямого выхода которого устанавливает счетчик 3 на вычитание.

Одновременно запрещающий (низкий) потенциал прямого выхода триггера 4 закрывает элемент И 8, и разрешающий(высокий) потенциал прямого выхода триггера 5 открывает элемент

И 9 и импульсы источника тактовой частоты через элемент И 9 и Элемент.

ИЛИ 14 поступают на первый вход счетчика 3. Счетчик 3 работает на вычитание, на шину 16 через элемент

И 11, открытый по второму входу высоким потенциалом прямого выхода триггера б, поступают импульсы источника 1 тактовой частоты, ко60 личество которых определяет величину расхождения периода следования измеряемой частоты от заданной нормы (фиг.2к). Импульс переполнения (переноса) счетчика 3 устанавливает в .нулевое состояние

1078606 триггер 5 (Фиг.2ц), низкий потенциал прямого выхода которого закрывает элемент И 9.

Если частота измеряемых импульсов больше заданной нормы (TcТко ), то счетчик 3 заполняется имп ьсами источника 1 тактовой частоты до прихода импульса, сФормированного по заднему фронту полупериода измеряемой частоты (Фиг.ЗЬ).. Задний фронт входного сигнала устанавливает триггер 4 в нулевое состояние (Фиг.ЗЙ), а триггер 5 - в единичное состояние (фиг.30). Запрещающий (низкий) потенциал прямого выхода триггера 4 закрывает элемент И 8., а разрешающий (высокий) потенциал прямого выхода триггера 5 ,открывает. элемент И 9 и импульсы источника тактовой частоты через элемент И 9 и элемент ИЛИ 14 поступают на первый вход счетчика 3, дополняя его (фиг.З ), а через открытый по первому входу высоким потенциалом инверсного выхода триггера 6 элемент И 12 на шину 17 и их количество определяет величину расхождения периода следования измеряемой частоты от заданной нормы (фиг.3 ф . Импульс переполнения (переноса) счетчика 3 (фиг.%K ) устанавливает в нулевое состояние триггер 5 (фиг.3e), низким потенциалом прямого выхода которого закрывается элемент И 9.

Если измеряемая частота равна норме (Т=Тц ц), то импульс второго выхода Формирователя 2 (фиг.45) и импульс переполнения (переноса) счетчика 3 (фиг.4е) поступают одновременно на входы элемента И-НЕ 13, на выходе которого появляется отрицательный импульс, закрывающий элементы И 8, 9 и поступающий на шину 18 (фиг.4М).

1О t

Установка устройства в исходное состояние осуществляется на сигнал сброса (фиг.2А, Зн, 4б) °

15 Конструктивные особенности позволяют повысить достоверность контроля частоты и точность сравнения периода за счет того, что информация, получаемая с одного или другого выхода устройства, выдается только при отклонениях измеряемой частоты соответственно выше или ниже номинального значения (нормы); за счет получения дополнительной инФормации (с третьего выхода устройства), когда измеряемая частота становится равной норме, а также за счет получения абсолютного значения отклонения периода измеряемой частоты от заданной нормы в виде количества импульсов, определяющих расхождение периода следования измеряемой импульсной последователь- ности от заданной нормы.

1078606

1078606

1

Фиа 4

Составитель A.Ñìêðíîâ

Редактор Е.Лушникова Техред A ° Бабинец Корректор A,Òÿñêo

Заказ 983/51 Тираж 862 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