Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов

Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для определения отношения частот следования статистических последовательностей импульсов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов содержит входные шины 1 и 2, реверсивные счетчики 3 и 4, кодоуправляемый делитель 5 частоты, элементы ИЛИ 6 и 7. Введение кодоуправляемого делителя 8 частоты, коммутаторов 9 и 10, триггера 11 и входных шин 12-14 позволяет изменять масштаб и диапазон изменения измеряемого отношения частот. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (qI> 4 С ОI R 23/00 1, I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2! ) 4337314/24-21 (22) Ol .12.87 (46) 07.07.89. Бюл. h 25 (71) Опытно-конструкторское бюро специального приборостроения, автоматизации и механизации (72) Е.Н. Титаев и С.А. Самарин (53) 621 .31 7 .7(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

)19 1 262405, кл . G OI R 23/00, ) 986 . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ЧАСТОТ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для опÄÄSUÄÄ ) 492305 А 1 ределения отношения частот следования статистических последовательностей импульсов. Цель изобретения расширение функциональных возможностей. Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов содержит входные шины 1 и 2, реверсивные счетчики 3 и 4, кодоуправляемый делитель 5 частоты, элементы ИЛИ 6 и 7. Введение кодоуправляемого делителя 8 частоты, коммутаторов 9 и 10, триггера 11 и входных шин 12-14 позволяет изменять масштаб и диапазон изменения измеряемого, отношения частот. I ил.! >Ч, Н3, 1 1311« > (tl!1< И t < >I Х ИМ!IЧ l»<

}П>11 t Х l! И»о, II POÄEI <3 3 и;1« (и< >, IJI f! И )М( р иия, гн<япеиия чд< T()ò < пгJI(>E<;llttlfl .тдг и< ти« (< к их !1< г Jl(JIoE

I1yJt»« ° >!» 1l м<>ж< б},lт}, и(11!! 1} 3()13;113(н

Ирнб<>раХ И CHC E ÅÌËÕ Кс)птрОПя тЕХИОЛОГИЧЕГКИХ ПРОИЕГГОВ.

1I cå J1 h и з О б р Р т е I3 E I }3 !э д с п}13 р е I I 13 <3 ф ) t t E(ИИОНдЛЬНЫХ ВОЗМОжиОС Гсй.

Нд чертеже представлена структурная схема ус.тройства для измерения отноп!ения частот последовательностей импульсов.

Устройство содержит входные шины ! и 2, реверсивные гчегчики 3 и 4, кодоупрдвляемый делитель ) частот»}, лементы ИЛИ 6 и 7, кодоуиравляемый делитель 8 частоты, коммутаторы 9 и

10, триггер ll и входные пп(ны 1?†- 14, причем выход элемента ИЛИ 7 соединен с входом синхронизации записи реверciIE

3 и первым входом лемента ИЛИ 7 .

Второй вход элемента ИЛИ 7 объединен с выходом обратного переноса реверсивного счс тчика 4 и вычитдющим входом реверсивного счетчика 3, выходы прямого и обратного перенося которого соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ 6. Вь}ход )«емги-та ИЛИ Ь соединен с входом г инхр<и}изации записи реверсивного (четчикд

3, информационные входы и выходы которога поразрядно соединены между с об(й и г выходом устройства, д выход кодоуиравляемого делителя ) частоты соединен г суммирующим входом реверсивного счетчика 4, информационные входы и выходы которого поразрядно соединены между собой. Входная шина

2 соединена со счетным входом кодоуправляемого делителя 8 частоты, выход которого соединен г вычитающим входом реверсивного счетчика 4 и входом триггера 11 . Первый и втс)рой выходы триггера 11 соединены соответственно г первыми и вторыми входа— ми управления }(oMMy rдторов 9 и 1 О, причем первый и второй 1(нФормаиионные входы коммутатора 9 соединены соответственнс (входными шинами !2 и 13, выход коммутатора 9 соединен с информдциснными входами кодоуправляемого делителя 8 частоты, входндя п)инд 14 соединена i пер}3»!ми IIII(1)op мационными нхс)дами. коммутатора 10, 131>i }1<1! i < !!< « Illl< El < 111!<>Р 1 I—

"IИ 1 ОД(1 ИP 113!If!(1<11 ?? ??(1????,,) ?? i <1p>й ииф< р— к< м}lv t;Iтор;3 0 < (и ди— ч< тp(111(тнд . Бх )д to>lc>vll

ИТ(?I Я ) ИОДКЛК)«(ll К

1I1l < El !1»lMI! t3 " <1 I

ДС .>TИТ< Л и 1 «;3<

M 3 IIII OEI1E1iEEI Н Х(1Д

t!(t! < «ЫХС>Д(>М

Р 3 Р. 1ЯС М< 1 ) Jl(. ?1

E3 < >JIEE <>1! Пиll}е

Ъ c тр )иг гно рдботде г с лецунппим Об10 Рд 3c)M

Г1лс?1едо}3(}тельнс>г гь импульсов дели— мого с частотой Г» «ерез входиун) шину

1 иогтуидет на г«е гный вход E(ofI()vIE— рдвляемого делителя 5 частоты,;3 ио15 следователь }3(>cть импульс<)33 дс ли ге?1}3 с частотой f(J «(pe 3 входнук) шину 2 поступает нд гч«тный вход кодоупрдвляе}1 гo дслителя 8 частот»1, l 3 нход—

131!с. п}ииы 1 2, 3 и 14 поданы гс От20 Р(тгт13(ниО кОды «ис Рл А В и с.

Нд информационные входы E(<>JIoytlpa}3— ляемых делителй ) и 8 чере з ком})(утд— торы 0 и 9 соответственно в здвиси— могти от состояния триггера 11, который работает в режиме счетного, триггера, подключаются код числа А или числа В и код числа С или код числа (, «то является выходной информацией устройства. На выходе

30 кодоуирдвляемого делителя 8 формируются и «.ледовс}тел»ности имиуль— сов с частотой f

< в зависимости от состояния триггера 11, а нд выходе кодоуиравляемого делителя 5 формируются погледовательности импульсов с частотой

f, /С или Г.(/Y. Указанные последовательности импульсов подаются на

f3}1«итдн1щий и г уммирух1ший входы ре—

40 версивного счетчика 4, причем на вычитающий вход реверсивного счетчика

4 подаются последовательности импульсов с частотами f /А Г<) /В, д гуммируюп ий вход последователь—

45 ности импульсов с частотами fС>

f, /Y. Кроме того, последовательности импульсов с частотами f

В установившемся режиме измерения, т.е. в режиме ири котором средние значения частот f<и f оста— ются неизменными, число импульсов в импульгной иоследовательногти, приу х дящей на суммирующий вход реверсивного гчетчика 4 за Определеннь}31 интервал времени, равно числу им— пчльсов Е< имиульгной последовательногти, приходящей па его вычитающий

1 4 <>. 105 (4) Г4 f f<2 fr2 — — — +

С У А В

10 (5) =(А+В) Тр (8) 40 (С +Y) Т л

55 отсюда

Y= — (А+ В) — С

Т

Т< нх< д зл т< г ж< интернлп нр< и< ни, т.е. имеет MeсT<) рлнепс<н< .

При летерме«иронлнных гнлчениях частот fq u fn состояние per eðeèâ— ного счетчика 4 изменяется только в пределах одного импульсл, которое обусловлено наличием флзоного сдвига между частотами (f,/С + f< /Y) и (fq/А + fi /В) . Обычно емкость ренер— сивных счетчикон устанавливается равной не менее 10 импульсов, что обусловлено конструкцией серийных интегральных микросхем. Следовательно, колебания состояния ренерсин— ного счетчика 4 н пределлх одного импульса не вызовут появления сигналов на его выходах прямого и обратного переноса, и состояние реверсивного счетчика 3 остается неизменным, Неизменным остаатся и код числа Y на информационном выходе реверсивного счетчика 3 . Однако зл счет статистических колебаний значений час— тот (f< /С + f< /Y) и (fq/А + fВ)>

0 О() а О„„, (2) При этом на суммирующем и вь ч ит ак:— щем входах реверсивного счетчика 3 импульсы отсутствуют, и выходной код числа Y остается неизменным.

Промежуток времени <, через который появляется один импульс на вычитающем входе реверсивного счетчика

4, когда на информационный вход кодоуправляемого делителя 8 подан код числа А, равен:

1 ° = — = А Tg ° (3)

f9/А где Т вЂ” период следонлния импульсов частоты fy .

Промежуток времени <, через который появляется один импульс на вычитающем входе реверсивного счетчика 4, когда на информационный вход кодоуправляемого делителя 8 подан код числа В,равен

5 Тлким обрлзам, на вычитлк1шем нхоле ренерсинн< го счетчикл 4 поянляк1тся дна ими улье л зл промежуток времени (n, равный

Г и.,л <.- =< + <1<,= А Т< + В Т

Промежуток времени < с, через который появляется один импульс на суммирующем входе реверсивного счетчика

4, когда нл информационный вход кодоуправляемого делителя 5 подан код числа С, равен

70 1 — С Т, (6)

Г< /С где Т< — период следования импульсов частоты

Промежуток времени, через который появляется один импульс на суммирующем входе реверсивного счетчика 4, когда на информационный вход кодоупранляемого делителя 5 подан код числа У, ранен л

<у= = Y Т, (7)

f,/Y

Таким образом, на суммирующем входе реверсивного счетчика 4 появля35 ются двл импульса за промежуток вреMp<:è < <, равный i<<=2 +Yy = С Т + У Т<

Так как устроиство работает в установившемся режиме измерения, то, приравнивая промежутки времени, че45 роз которые появляется одинаковое количество импульсов (а именно по два импульса) на суммирующем и вычитающем входах реверсивного счетчика 4, получают

50 или, согласно выражениям (5) и (8) .{С +Y) Т = (А + В) Т<

1492305 или (9) У =. (А + В) — С

5

Таким образом, в установившемся режиме измерения на выходе устройства фиксируется код числа У, связан— ного с частотами Й» и f выражением (9).

При изменении среднего значения частот f u f g или среднего значения одной из них, т.е. при работе устройства в переходном режиме» равенство (1) нарушается,а следо— вательно, на один из счетных входов реверсивного счетчика 4 поступает больше импульсов, чем на другой, поэтому его состояние начинает изменяться либо в сторону возрастания, либо в сторону убывания накапливаемых импульсов до тех пор, пока на одном из выходов прямого или обратного переноса не появится импульс, который через элемент ИЛИ 7 поступает 25 на вход синхронизации записи реверсивного счетчика 4 и своим передним фронтом осуществляет запись кода

Q(t), поступающего на его информационные входы с его же информационных выходов. При этом блокируется изменение кода на информационных выходах реверсивного счетчика 4, которому соответствует код числа Q = 0 или Q = Q »р„,, сохраняется до тех

35 пор, пока не изменится направление накопления импульсов в реверсивном счетчике 4. После достижения реверсивным счетчиком 4 одного из предельных состояний каждый импульс 40 высокой частоты, нескомпенсированный импульсом низкой частоты, повторяется на соответствующем выходе переноса, поступает на соответствующий суммирующий или вычитающий вход 45 реверсивного счетчика 3 и изменяет код Y на информационных выходах последнего и на информационном входе кодоуправляемого делителя 5 (через второй информационный вход коммута. тора 10). Изменение кода Y на информационном входе кодоуправляемого делителя 5 приводит к изменению частоты (f »/С + f»,/Y) íà его выходе таким образом, чтобы разбаланс между частотами (f, /С + f »/Ч) и (fА>

+ fq/В) на с1»етных входах реверсив— ного счетчика 4 уменьшился. Этот процесс повторяется IIo тех пор, пока состояниг реверсивного счев тчика 4 не будет удовлетворять условию (2), после чего наступает установившийся режим измерения

Изложенные выкладки справедливы при условии

l i, А + В, — С K I1»а„(1 0) f» 1

1 где К цр„с — емкость счетчика 3

Очевидно, что при условии — + B) C)Knoyc (ll)

Q происходит переполнение реверсивного счетчика 3 и на его выходе прямого переноса появляется импульс, который через элемент ИЛИ 6 поступает на вход синхронизации записи реверсивного счетчика 3 и своим передним фронтом осуществляет запись кода числа Кма«с, поступающеГо на его информационные входы с его же информационных выходов. При этом блокируется изменение кода числа К „рк на информационных выходах реверсивного счетчика 3 по заднему фронту этого импульса. Таким образом, после достижения Y значения К«»р«, дальнейшему увеличению Y соответствует максимальное число К»«,, задаваемое кодом на информационных входах реверсивного счетчика 3. Аналогичным образом блокируется переход через нуль при условии — (А + В) С с 1, f1

fg (12) при этом на информационных выходах реверсивного счетчика 3 фиксируется код нуля.

Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов по сравнению с известным обладает расширенными функциональными возможностями. Действительно, анализ выражения (9) Y = — (А+ В) — С

f»

fg показывает, что по сравнению с известным в предлагаемом устройстве реализуется более сложная зависимость между входными частотами fg и 1 и выходными числом У, позволяющая изменять масштаб и диапазон изменения измеряемого отношения частот.

B, < I < I It

"< l P<>lt< I ВО Л !Я If >t« P< !If!> tl<>llle — !! !1>«t;IC <>Т !! Г>< :!< !!(!> e Jtf!>, первый кодоупрлвляемь!й д» л1!тсль частоты, вход которого полк>!ючсн к первой

10 входной шине,, л выход — к суммирующему входу второго ревер< ивного счет- 15 кодоуправляемого делителя частоты, первый и второй входы второго коммутлтора соединены соответственно с пятой входной шиной и выходом устройства, а выход второго коммутатора

20 подключен к информационным входам первого кодоуправляемого делителя частоты, первый и второй выходы триггера объединены соответственно с первыми и вторыми входами управле2з ния первого и второго коммутаторов, счетный вход второго,кодоуправляемого делителя частоты соединен с второй входной шиной, а выход — с входом триггера и вычитаюп1им вхо30 дом второго реверсивного счетчика. счетчика соединены соГ>твс-тственно с суммирующим и выч итлющим входами первого реверсивного счетчика, л также с входами второ!о э,!ементл

ИЛИ, выход которого псдключен к вхоСоставитель H. Федоров

Техред А. Кравчук

Корректор И. Горная

Редактор И. Горная

Заказ 3873/48 Ти!>лж 713 Подписи ое

ВНИИПИ Государственног-> комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11 ><>», Io< IB;s, 8-35, Раушская наб., д. 4/ >

Производственно-изда ГГ .!ьский комбннат "патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 пv>>ьс <>в, « Le pæë Ill< e !! < r> Hvl<> !! H l оpуf<> нх< лньн шины, fit рнь<й и вт< р< и .>чемен—

И> П>, f le »нь!Й I>c Ворс 1н!! ый сч е тч ик, информлци<>нные вх >;ttl и выходы кото— чика с поразрядно соедине!!ными меж— ду собой информлционнь!мп входами и выходами, причем выходы прямого и обратного переноса первого реверсивного счетчика соедине!ц! с входами первого элемента ИЛИ, нь!ход которо! о подключен к входу синхронизации записи первого реверсивного счетчика, а выходы прямого и обратного переноса второго реверсивного, !У сltftxP<>IIII IB IIIIII эл!!иси н гоп< гn Ре —

Н< р< ltBH«I < счетчикл, о т JI и ч л f<>— щ е е с я тем, чтс, с цельк рлсши— рЕ íHÿ функционлльньfx возможностей, в него введены второй кодоупрлвляемый делитель частоты, первый, и второй коммутаторы и триггер, а также третья, четвертая и пятая входные шины, причем третья и четвертая входные шины подключены к информационным входам первого коммутатора, информационные выходы которого соединены с информационными входами второго