Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов

Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники для измерения величины отношения частот импульсных последовательностей, приведенной к ее номинальному значению. Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых частот и функциональных возможностей. Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов содержит входные шины 1 и 2, реверсивный счетчик 5, формирователь 6 разностной частоты, элемент 7 блокировки, выходную информационную шину 8 и кодоуправляемый делитель 10 частоты. Введение входных шин 3 и 4, выходной информационной шины 9, кодоуправляемых делителей частоты 11 и 12, мультиплексора 13, блока 14 памяти, формирователя 15 серии импульсов, тактового генератора 16, демультиплексора 17, делителя 18 частоты и управляющего блока 19 позволяет производить измерение величины отношения частот к одному из ряда номинальных значений в режимах "Настройка" и "Работа". 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) G 0 1 В. 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР (21) 4474268/24-21 (22) 16.08.88 (46) 15.10.90. Бюл. № 38 (72) М.Н. Зайкин, В,Ф. Брагинский и Ю.М. Долмат (53) 681.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1262405, кл. С О1 R 23/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ЧАСТОТ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники для измерения величи-ны отношения частот импульсных последовательностей, приведенной к ее номинальному значению. Целью изобретения является расширение диапазона измеряе„„SU„„1599793 А 1

2 мых частот и функциональных воэможностей. Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов содержит входные шины 1 и 2, реверсивный счетчик 5, формирователь 6 раэностной частоты, элемент 7 блокировки, выходную информационную шину 8 и кодоуправляемый делитель 10 частоты. Введение входных шин 3 и .4, выходной информационной шины 9, кодоуправляемых делителей частоты 11 и 12, мультиплексора 13, блока 14 памяти, формирователя 15 серии импульсов, тактового генератора 16, демультиплексора 17, делителя 18 частоты и управляющего блока 19 позволяет производить с

Щ измерение величины отношения частот к одному из ряда номинальных значений в режимах "Настройка" и "Работа".

10 ил.

1599793

Изобретение относится к импульс-ной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники для измерения величи- 5 ны отношения частот импульсных последовательностей, приведенной к ее номинальному значению.

Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых частот и функцио- 10 напьных возможностей.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — времен" ные диаграммы; на фиг. 3-8 — схемы отдельных блоков устройства; на фиг.9 15 и 10 — временные диаграммы,поясняющие еro работу.

Устройство для измерения отношения частот последовательностей, импульсов содержит входные шины 1-4, реверсив- 20 ный счетчик 5, формирователь б разностной частоты, элемент 7 блокировки, выходные информационные шины 8 и 9, кодоуправляемые делители 10-12 частоты, мультиплексор 13, блок 14 памяти, формирователь 15 серии импульсов, тактовый генератор 16„ демультиплексор 17, делитель 18 частоты и уп, равляющий блок 19, первый вход которого соединен с первым выходом делителя 18 частотн, второй вход — с входной шиной 3, третий вход — с входной шиной 4 и управляющим входом мультиплексора 13, первый выход — с вхоцом записи блока 14 памяти, второй вы- 35 ход — с входом начальной установкй блока 14 памяти, четвертый вход объединен с входом синхронизации кодоуправляемого делителя 12 частоты, первым входом. формирователя 15 серии 40 импульсов, с первым выходом демультиплексора 17 и первым входом синхронизации формирователя 6 раэностной частоты, а третий выход соединен с входом начальной установки реверсив- 45 ного счетчика 5, информационные выходы которого поразрядно соединенн с информационными входами кодоуправляемого делителя 10 частоты, выход- ной информационной шиной 8, информационными входами блока 14 памяти и информационными входами первого канала мультиплексора 13.Информационные входы второго канала мультиплексора 13 поразрядно соединены с инфсрмационными входами кодоуправляемого де" лителя 11 частоты, с информационными выходами блока 14 памяти и выходной информационной шиной 9, а информационные выходы поразрядно соединены с информационными входами кодоуправляемого делителя 12 частоты, второй вход которого соединен с входной шиной 2, а выход подключен к вычитающему входу формирователя 6 разностной частоты, при этом его суммирующий вход соединен с выходом кодоуправляемого делителя 10 частоты, а первый выход подключен к входу направления счета реверсивного счетчика 5 и первому входу элемента 7 блокировки.

Выход элемента 7 соединен с тактовым входом реверсивного счетчика 5, информационные входы — с информационными выходами реверсивного счетчика 5, а второй вход подключен к второму выходу формирователя 6 раэностной частоты, второй вход синхронизации которого объединен с входами синхрониэапии кодоуправляемых делителей частоты 10 и 11, вторым выходом демультиплексора 17, первый вход которого соединен с вторым выходом делителя 18 частоты, а второй вход подключен к входу делителя 18 частоты и выходу тактового генератора 16, причем входная шина 1 соединена с вторым входом формирователя 15 серии импульсов. Выход формирователя 15 подключен к входу кодоуправляемого делителя 11 частоты, выход которого соединен с входом кодоуправляемого делителя 10 частоты.

Кодоуправляемый делитель 10 (11) частоты (фиг.3) содержит вычитающий счетчик 20 и триггер 21, информационный вход которого соединен с его инверсным выходом, вход сброса подключен к входу кодоуправляемого делителя частотн, прямой выход подключен к выходу кодоуправляемого делителя частоты и к входу записи вычитающего счетчика 20, выход (N+1)-ro разряда которого, используемый в качестве выхода обратного переполнения, подключен к тактовому входу триггера 21.

Тактовый вход и информационные входы

N младших разрядов являются соответственно вторым входом и информационными входами кодоуправляемого делителя частоты, причем на информационный вход (N+1)-го разряда вычитающего счетчика 20 подается уровень "0".

Кодоуправляемый делитель 12 частоты (фиг..4) содержит суммирующий счетчик 22 и триггеры 23 и 24. Инверсный .тактовый вход триггера 24 соединен

НЕ 33, вторые входы которых соединены между собой и подключены к инверсному выходу второго триггера 30. Выход элемента И 31 соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ 34 и вторым входом четвертого элемента ИЛИ-НЕ 36, выход которого является вторым вМходом управляющего блока 19. Выход первого элемента ИЛИ-НЕ 33 соединен с вторыми входами элемента И-НЕ 32 и второго элемента ИЛИ-НЕ 34, причем третий вход элемента И-НЕ 32 является четвертым входом управляющего бло" ка 19, а выход — первым выходом управляющего блока 19. Выход второго элемента ИЛИ-НЕ 34 соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ"НЕ 35, выход которого является третьим выходом управляющего блока 19.

Элемент 7 блокировки (фиг.7) содержит два элемента И-НЕ 37,38, элемент ИЛИ 39, три элемента ИЛИ-НЕ .

40-42, причем входы элемента И-НЕ 37 попарно соединены с входами элемента ИЛИ 39 и являются информационными входами элемента блокировки 7. Выход элемента И-НЕ 37 соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 40, а выход

30 элемента ИЛИ 39 соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 42, второй вход которого соединен с вторым (инверсным) входом элемента ИЛИ-НЕ 40 и является первым входом элемента 7 блокировки, а выход подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ 41, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 40, а выход подключен к первому входу элемента И-НЕ 38, второй вход которого является вторым входом элемента 7 блокировки.

Формирователь 6 разностной частоты :, фиг,8 1 содержит четыре элемента

И 43-46, элемент ИЛИ 47 и четыре триг-, гера 48-5!, причем первый вход элемента И 43, является первым входом синхронизации, а второй — суммирующий вход формирователя 6 разностной частоты — подключен к тактовым входам триггеров 48 и 49, выход соединен с входами сброса триггеров 50 и 5) и первым входом элемента И 45, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 47. Второй вход подключен к выходу триггера 49, информационный вход которого соединен с выходом триггера 48 и является первым выходом формирователя 6 разностной частоты, а вход сброса соединен с вхо5

1599793 с тактовым входом триггера 23 и входом третьего кодоуправляемого делителя 12 частоты, информационный вход соединен с входом синхронизации кодо» управляемого делителя 12 частоты, а

5 выход подключен к тактовому входу суммирующего счетчика 22, выход (N+I)-ro разряда которого, используемый в качестве выхода прямого переполнения, соединен с входом установки триггера 23. Вход записи, соединенный с выходом триггера 23, и информационные вхбды N младших разрядов являются соответственно выходом и информационными входами кодоуправляемого делителя 12 частоты, причем на информа" ционный вход триггера 23 и на информационный вход (0+1)-ro разряда суммирующего счетчика 22 подается уро- 20 вень ".0".

Формирователь 15 серии импульсов (фиг.5) содержит триггеры 25 и 26, счетчик 27 и элемент И 28, выход которого является выходом формировате- 25 ля 15 серии импульсов, инверсный вход соединен с тактовым входом и вы" ходом (М+1)-ro разряда счетчика 27 и инверсным входом сброса триггера 26, а прямой вход подключен к тактовому входу триггера 25, к входу разреше-. ния счета счетчика 27 и является первым входом формирователя 15 серии импульсов. Выход триггера 26 соединен с входом обнуления счетчика 27, а тактовый вход соединен с выходом триггера 25, информационный вход которого является вторым входом формирователя 15 серии импульсов, причем на информационный вход триггера 26 40 подается уровень "1".

Управляющий блок 19 (фиг.6) содержит триггеры 29 и 30, элемент И 31, элемент И-НЕ 32 и четыре элемента

ИЛИ-НЕ 33-36, причем тактовый вход 45 триггера 29 является первым входом управляющего блока 19 и соединен с тактовым входом триггера 30, первым

1 входом элемента И-НЕ 32 и первым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ 35. Вход 50 сброса является вторым входом уп,равляющего блока 19 и соединен с входом сброса триггера 30 и первым входом четвертого элемента ИЛИ-НЕ 36, информационный вход является третьим . входом управляющего блока 19, а прямой выход подключен к информационному входу триггера 30 и первым входам элемента И 31 и первого элемента ИЛИ1599793 дом сброса триггера 48, выходом элемента И 44 и первым входом элемента И 46,выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 47. Второй вход подключен к выходу триггера 51, информационный вход которого подключен к выходу триггера 50, а тактовый вход является вычитающим входом формирователя 6 разностной частоты и соеди-jp нен с тактовым входом триггера 50 и первым входом элемента И 44, второй вход которого является вторым входом синхронизации формирователя 6 разностной частоты, причем на информационные входы триггеров 48 и 50 подается уровень "1", а выход элемента

ИЛИ 47 является вторым выходом формирователя б разностной частоты.

Блок 14 памяти выполнен по известной схеме. регистра с параллельной загрузкой, причем первый вход блока 14 памяти является входом записи с инфор" мационных входов, а второй вход — входом начальной установки на информационных выходах блока 14 памяти, заранее заданного фиксированного числового кода

В примере конкретного выполнения устройства реверсивный счетчик 5, ко- 30 доуправляемые делители частоты 1012, блок 14 памяти и двухканальный мультиплексор 13 имеют одинаковое количество разрядов, равное пяти, а числовой код П, имеет величину

П, 2 +1=10000 =17(0 (1)

Для упрощения математических выкладок в описании используется двоичная система исчисления, в которой чис-10 лу 00000 соответствует число Iщ, числу 00001 — 2 1 и т.д.

Работа устройства осуществляется в двух .режимах.

В режиме "Настройка" измеряется .номинальное значение отношения частот последовательностей импульсов, подаваемых на входные шины 1 и 2, а в режиме "Работа" измеряется величина отношения частот последовательностей импульсов, подаваемых .на входные шины 1 и 2, приведенной к ее номинальному значению, измеренному в режиме

"Настройка", В режиме "Настройка" устройство работает следующим образом.

Тактовый генератор 16 вырабатывает тактовые импульсы (фиг.2а) с частотой fð и скважностью, равной двум, поступающие на вход делителя 18 частоты и на второй вход демультиплексора 17, при этом на втором выходе делителя 18 частоты вырабатывает-. ся сигнал с частотой f /2 (фиг.2б), который поступает на первый (управляющий) вход демультиплексора 17. Демультиплексор 1 7 ком -тирует импульсы тактового генератора 16 с частотой f>/2, при этом на его выходах формируются две импульсные последовательности с частотой К /2, скважностью, равной четырем, и сдвинутые по фазе одна относительно другой на половину периода. Данные импульсные последовательности используются для синхронизации устройства (фиг.2в,r).

На первом выходе делителя 18 час оты вырабатывается сигнал с частотой К /2 " (на фиг.2д этот сигнал показан при n=2) и поступает на первый вход управляющего блока 19, на четвертый вход которого поступают синхронизирующие импульсы с первого выхода демультиплексора 17, а на третий вход (входную шину 4 ) подается сигнал "Выбор режима работы" (фиг,2ж), высокий уровень которого соответствует режиму "Настройка" устройства.

При поступлении на второй вход управляющего блока 19 с входной шины

3 сигнала "Начальная установка" в виде импульса положительной полярности (фиг.2е) триггеры 29 и 30 сбрасываются, а сигналы с их выходов подаются на входы элемента И 31, на выходе которого устанавливается низкий уровень напряжения, поступающий на второй вход элемента ИЛИ-НГ 36. FIa его выходе формируется импульс отрицатель. ной полярности с длительностью, рав-" ной длительности сигнала "Начальная установка" (фиг .2з). Этот импульс с выхода элемента ИЛИ-НЕ 36 поступает на вход начальной установки блока 14 памяти и низким уровнем напряжения устанавливает на его информационных выходах фиксированное значение кода П1, равное 10000.

При поступлении на первый вход .управляющего блока 19 положительного перепада напряжения, поступающего с первого выхода делителя 18 частоты

1.фиг.2д 1, триггер 29 устанавливается в единичное состояние и сигнал с его выхода устанавливает элемент И 31 также в единичное состояние. Сигнал с выхода элемента И 31 устанавливает

1599793

10 на выходе элемента ИЛИ вЂ” ПВ 36 напряже-, ние низкого уровня, при этом на информационных выходах блока 14 памяти сохраняется числовой код Р»,,равный 10000.

В то же время высокие уровни напряжения с выходов триггеров 29 и 30 поступают на входы элемента ИЛИ-НЕ 33 и устанавливают на его выходе низкий уровень напряжения, который поступает иа второй вход элемента ИЛИ-НЕ 34, на первый вход которого поступает высокий уровень напряжения с выхода эле1 мента И 31. На выходе элемента ИЛИ-НЕ 15

34 устанавливается напряжение низкого уровня, которое поступает на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 35, при этом при поступлении на первый вход управляющего блока 19 импульса отрицательной 2О полярности (фиг,2д), он поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 35 и передается на его выход в инвертированном виде. Импульс положительной полярности (фиг,2и) с выхода элемен- 25 та ИЛИ-HE 35 поступает на вход начальной установки реверсивного счетчика 5 и высоким уровнем напряжения устанавливает на его информационных выходах числовой код П,, равный 30

10000, зафиксированный на его инфор- мационных входах. При поступлении очердного положительного перепада напряжения на первый вход управляющего блока 19 (фиг. 2д), триггер 20 устанавливается в единичное состояние, при этом на его инверсном выходе ус" танавливается низкий уровень напряжения, на втором выходе управляющего блока 19 устанавливается высокий уро- 4О вень напряжения (фиг.2з). а на третьем выходе — низкий уровень напряжения (фиг.2и). С этого момента времени устройство готово к работе в режиме."Настройка", 45

На входную нину 1 поступает последовательность импульсов с частотой

Е, откуда она подается на информацйонный вход триггера 25, который устанавливается в единичное состояние 5О при наличии высокого уровня напряжения на его информационном входе по переднему фронту синхронизирующего импульса (фиг.2в), поступающего с первого выхода демультиплексора 17 на 55 его тактовый вход, Положительный перепад напряжения, поступающий с выхода триггера 25 на тактовый вход триггера 26, устанавливает последний в ед ничное состояние. Высокий уровень напряжения, поступающий с выхода триггера 26 на вход сброса счетчика 27, устанавливает информационные выходы последнего в нулевые состояния, при этом напряжение низкого уровня, поступающее с выхода (М+1)"го разряда счетчика 27 на инверсный вход элемента И 28 и инверсный вход сброса триггера 26, устанавливает по" следний в нулевое состояние и разрешает прохождение через элемент И 28 синхронизирующих импульсов на вход кодоуправляемого делителя 11 частоты.

Напряжение низкого уровня, поступающее с выхода триггера 26 на вход сбро. са счетчика 27, и напряжение низкого уровня, поступающее с выхода (М+1)-го разряда счетчика 27 на его тактовый вход, разрешает последнему счет синхронизирующих импульсов, поступающих на его вход разрешения счета, осуществляемый при поступлении задних фронтов указанных синхроимпульсов на

его вход разрешения счета. При появлении на выходе (М+1)-ro разряда счетчика 27 напряжения высокого уровня, оно блокирует дальнейший счет по тактовому входу счетчика 27 и saпрещает прохождение синхронизирующих импульсов с первого выхода демультиплексора 17 на вход кодоуправляемого делителя 11 частоты через элемент

И 28, при этом с момента обнуления счетчика 27 до момента его блокирования на выходе элемента И 28 формируется пачка из р =2 импульсов, т.е. м средняя частота Е„ импульсной последовательности на выходе формирователя

l5 серии импульсов

f« =-ФЕ,=2 f (2)

При поступлении импульсной последовательности с частотой f на второй вход кодоуправляемого делителя 11 частоты, вычитающий счетчик 20 уменьшает свое содержимое до появления на его выходе обратного переполнения высокого уровня напряжения, при этом положительный перепад устанавливает триггер 21 в единичное состояние (фиг.2л), находившийся ранее в нулевом состоянии за счет поступления на его вход сброса синхронизирующих импульсов с второго выхода демультиплексора 17. Появившийся на прямом

ыходе триггера 21 высокий уровень .напряжения записывает в счетчик 20 .

1599793 числовой код П,, равный 10000, посту †. пающий на его информационные входы, с информационных выходов блока 14 памяти, а ближайший синхронизируюший импульс, поступающий на вход сброса триггера 21, устанавливает его в нулевое состояние, разрешающее счет счетчику 20.

Таким образом, кодоуправляемый делитель 11 частоты делит частоту йц в П раз, при этом,на его выходе формируются импульсы положительной полярности (фиг.2л), следующие с частотой

f 4i

f12 = --П (3)

Передний фронт которых совпадает с передним фронтом синхронизирующих импульсов с -первого выхода демультийлексора 17, а задний фронт †. с передним фронтом синхронизирующих импульсов с второго выхода демулультиплексора 17, 25

Импульсы с выхода кодоуправляемого делителя 11 частоты поступают на вход кодоуправляемого делителя 10 частоты, работающего аналогично. Коэффициент деления кодоуправляемого делителя 10 частоты равен числовому коду P на информационных выходах реверсивного счетчика 5, а частота на его выходе (4) 35 причем передний фронт его выходных импульсов (фиг.2л) также совпадает с передним фронтом синхронизирующих импульсов с первого выхода демульти- 40 плексора 17, а задний фронт — с передним фронтом синхронизирующих импульсов с второго выхода демультиплексора 17.

Импульсы с выхода кодоуправляемого делителя 10 частоты поступают на суммирующий вход формирователя 6 разностной частоты, при этом частота их следования с учетом (2)-(4) равна

Ф х, н;г (5) SO

В то же время на входную шину 2 поступает импульсная по сл едовательность с частотой f,, откуда она подается на информационный вход триггера 24, который устанавливается в единичное состояние при одновременном поступлении высокого уровня напряжения на его информационный вход (фиг.2н) и заднего фронта сннхронизирующего импульса, поступающего с первого выхода демультиплексора 17 на его тактовый вход, Положительный. перепад напряжения, поступающий с выхода триггера 24 на тактовый вход суммирующего счетчика 22, увеличивает состояние последнего на единицу, причем процесс подсчета входных импульсов с частотой К продолжается до появления на выходе прямого переполнения суммирующего счетчика ?2 высокого уровня напряжения, поступающего íà S-вход установки тригге ра 23. Триггер 23 устанавливается в единичное состояние (фиг.2о), высокий уровень напряжения с его выхода поступает на вход записи суммирую" щего счетчика 22 и производит запись в него числового кода P с информационных входов последнего, которые подключены через мультиплексор 13 к информационным выходам реверсивного .счетчика 5, при этом мультиплексор 13 за счет подачи на его управляющий вход высокого уровня напряжения с входной шины 4 включен í"". передачу данных с его информационных входов первого канала на его выход.

На выходе прямого переполнения суммирующего счетчика 22 устанавливается низкий уровень напряжения, при этом триггер 23 устанавливается в нулевое состояние (фиг.2о) при поступлении на его тактовый вход переднего фронта ближайшего синхронизирующего импульса с первого выхода демультиплексора 17„

Таким образом, кодоуправляемый делитель 12 частоты имеет коэффициент деления

Н (6) где М вЂ” количество разрядов информационных входов кодоуправляемого делителя 12 частоты, частота импульсной последовательнос" ти, поступающей с выхода кодоуправляемого делителя частоты 12 на вычитающий вход формирователя 6 разностной частоты

f Я /1), причем для представления коэффициента D в десятичной системе исчисле" ния, необходимо выполнить вычитание (2 -"Р) в двоичной системе,а его рей „ зультат представить в десятичной системе исчисления.!

13

1599793

Импульс положительной полярности, поступающий на суммирующий вход формирователя 6 разностной частоты, устанавливает триггер 48 в единичное состояние и разрешает прохождение одного совпадающего с ним синхрониэирующего импульса с первого выхода де-. мультиплексора 17 через элемент И 43, сигнал с выхода которого (фиг.2м) сбрасывает триггеры 50 и 51, при этом высокий уровень напряжения с выхода триггера 48 поступает на первый вход реверсивного счетчика 5 и устанавливает суммирующий режим его работы. 15

Следующий импульс, поступивший на суммирующий вход формирователя 6 раз-. ностной частоты, при отсутствии импульса на его вычитающем входе, устанавливает триггер 49 также в единичное20 состояние, которое разрешает прохождение одного синхронизирующего импульса .совпадающего с входным импульсом, с выхода элемента И 43 через элемент

И 45 на вход элемента ИЛИ 47, откуда 25 он подается через элемент 7 блокировки на тактовый вход реверсивного . счетчика 5, увеличивая его состояние на единицу.

При поступлении на вычитающий вход 30 формирователя 6 разностной частоты импульса с выхода кодоуправляемого делителя 12 он устанавливает триггер 50 в единичное состояние и разрешает прохождение одного совпадающего с ним синхронизирующего импульса с второго выхода демультиплексора 17 через элемент И 44, сигнал с выхода которого (фиг.2п) сбрасывает триггеры

48 и 49, при этом низкий уровень на- 40 пряжения на выходе триггера 48 устанавливает вычитающий режим работы реверсивного счетчика 5, а очередной импульс, поступающий на вычитающий вход формирователя 6 разностной часто-45 ты, устанавливает триггер 51 в единичное состояние, которое разрешает прохождение синхронизирующего импульса, совпадающего с входным импульсом, с выхода элемента И 44 через элемент И 46 на вход элемента ИЛИ 47, откуда он подается через элемент 7 блокировки на.тактовый вход реверсивного счетчика 5, уменьшая его состояние на единицу.

При поочередном поступлении импульсов на суммирующий и вычитающий входы.формирователя 6 разностной частоты, на выходе элемента ИЛИ 47 импульй = (f qq fg j ь (8) а воэможность сбоев при совпадении частоты сигналов на вычитающем и суммирующем его входах исключена за счет устранения совпадения фаз этих сигналов путем синхронизации формирователя 6 разностной частоты.

В режиме "Настройка" на входные шины 12 поступают импульсные последовательности с частотами f 1 и Г величина отношения средних значений которых остается неизменной до окончания режима "Настройка" и является номинальным значением измеряемого отношения средних значений f < и Й

При этом последовательность импульсов с частотой f> поступает с второго выхода формирователя 6 разностной частоты через элемент 7 блокировки на тактовый вход реверсивного счетчика 5 и изменяет его состояние до тех пор, пока устройство не войдет в установившийся режим, при котором на втором выходе формирователя б разностной частоты прекращается формирование импульсов. Тогда с учетом (8) для установившегося режима справедливо равенство. (9) откуда следует, что отношение средних значений частот fь и f с учетом (5)-(7), равно

Пi P (10)

2 (2 -P)

Причем равенство (10) справедливо с точностью, обусловленной дискретным характером измерения.

Величина числового кода P поступающего с информационных выходов реверсивного счетчика 5 на выходную информационную шину 8 в режиме "Настройка", в неявном виде характеризует номинальное значение измеряемого отношения средних значений частот

f„ и f импульсных последовательнос2 тей, определяемое выражением (10) .

Режим "Настройка" работы устройства, находящегося в установившемся сы не появляются, поскольку триггеры 49 и 51 находятся в нулевом состояВ нии.

Таким образом, на втором выходе формирователя б разностной частоты вырабатывается импульсная последовательность с частотой

1599793

4а режиме, заканчивается при поступлени на входную шину 4 низкого уровня и <ряжения сигнала "Выбор режима ра: аты", соответствующего режиму "Работа" устройства (фиг.2ж). С входной шины 4 указанный сигнал поступает на информационный вход триггера 29 и на управляющий вход мультиплексора 13, устанавливая последний на передачу 1 данных с информационных его входов второго канала на его выход.

Триггер 29 устанавливается в нулеwoe состояние положительным перепадом напряжения сигнала, поступающего с первого выхода делителя 18 частоты на его тактовый вход, при этом низкие уровни напря>кения, поступающие с выходов триггеров 29 и 30 на входы элемента ИЛИ-НЕ 33, устанавливают на 2 ега выходе высокий уровень напряжения, который поступает на второй вход элемента И-НЕ 32.

Высокий уровень напряжения, поступивший с выхода делителя 18 часто- 2 ты на первый вход элемента И-НЕ 32, разрешает прохождение синхронизирующих импульсов с первого выхода демультиплексора 17 через элемент И-НЕ

32, где их полярность изменяется на противоположную, на вход записи блока 14 памяти, при этом па отрицательным перепадам сигнала (фиг.2к) с вы": хода элемента И-НЕ 32 производится .параллельная загрузка в блок 14 памяти числового када.Р, который посту-пает на его информационные входы с информационных выходов реверсивного счетчика 5, При этом на информацион ных выходах блока 14 памяти устанавливается числовой кад П, равный числовому коду Р, установившемуся на его информационных входах к концу режима

"Настройка" при измерении номинального значения отношений средних значений частот (f

Г< П< Л1 ! (--) = — . (2 -It )

Прохождение синхронизирующих им пульсов на вход записи блока 14 памя" ти..через элемент И-НБ 32 заканчивается при поступлении низкого уровня на паяжения с первого выхода делителя j8, частоты на первый вход элемента И .НЕ 32, поступающего также на пер.вый,.вход элемента ИЛИ-.НЕ- 35, причеМ на выходе последнего> ус<анавливается высокий уровень напряжения, поскольку íà его второй вход поступает низкий уровень напря» жения с выхода элемента ИЛИ-НЕ 34, на вход которого подается высокий уровень напряжения с выхода элемента ИЛИ-HE 33.

Высокий уровень напряжения с выхода элемента KL":-HE 35 {фиг.2и) поступает на вход начальной установки реверсивного счетчика 5 и устанавливает на информационных выходах числовой код П,, зафиксированный на его информационных входах,, При поступлении положительного перепада напряжения с первого выхода делителя 18 частоты на тактовый вход триггера 30 последний устанавливается в нулевое состояние, при этом высокий уровень напряжения, поступающий с его инверсного выхода íà Вто» рай вход элемента ИЛИ-HE 33, устанавливает последний в нулевое состояние.

Низкий уровень напряжения поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 34, сигнал с выхода которого поступает на второй вход элемента ИЛИ-HE 35 и устанавливает на выходе последнего низкий уровень напряжения, который поступает на вход начальной установки реверсивного счетчика 5 и разрешает ему работу в режиме счета. С этога момента времени устройства .гатова к функционированию в режиме "Работа", В режиме "Работа" устройство работает следующим образом.

На входные шины 1 и 2 продолжают поступать последовательности импульсав с частотами f< и f, при этом

I частота импульсной последовательности Г, на выходе формирователя 15 серии импульсов определяется выраже" кием (2).

Импульсная последовательность с частотой I.<, с выхода формировате ля 15 серии импульсов поступает на вход кодоуправляемого делителя 11 частоты, в котором осуществляется деле-. ние частоты Я« на величину числового кода ", поступающего на его ин" формационные входы с информационных выходов блока 14 памяти, при этом на выходе кодоуправляемого делителя 11 частоты формируется последовательность импульсов с частотой

К ц, { l 2)

17

18

i 599793 которая поступает на второй вход кодо- . управляемого делителя 10 частоты, осу, ществляющего деление частоты на величину числового кода Р, который поступает на его информационные входы с информационных выходов реверсивного счетчика 5.

На выходе кодоуправляемого дели" теля 10 частоты формируется последовательность импульсов с частотой

Я а (13) или с учетом (2) и (12)

r=

Г1-Р (14) 15

1 г которая поступает на суммирующий вход формирователя 6 разностной частоты.

В то же время частота f импульс- 20 ной последовательности, поступающей на ( второй вход к одоупр а вля емо го делите- . ,ля 12 частоты, делится на коэффициент 0, равный с учетом (6):

9=2 -П, (15) 25 поскольку, на его информационные -входы поступает числовой код 112с инфор"

1мационных выходов блока 14 памяти через мультиплексор 13, при этом часто» 30 та на выходе кодоуправляемого делителя частоты 12

fi (16) г Э и °

2 2

Импульсная последовательность . с 35

1 частотой f, с выхода кодоуправляемого делителя 12 частоты поступает на вычитающий вход формирователя 6 разностной частоты, на втором выходе ко торого формируется импульсная после- 40 довательность с разностной частотой

Кз- К, в -five, l (17) которая поступает через элемент 7 блокировки на тактовый вход реверсивного 45 счетчика 5 и изменяет его состояние до тех пор, пока устройство при условии неизменного отношения средних значений частот f; и f не войдет в установившийся режим, в котором часl тота f равна нулю.

Тогда с учетом (17) для установив- шегося режима справедливо равенство (18)

Отсюда с учетом (14) и (16) находят величину числового кода Р, установившегося на информационных выходах реверсивного счетчика 5:

p (2 Пг) (19)

2 П2

Умножив числитель и знаменатель равенства (19) на П, и подставив в него выражение (11), получают

7Г7 е (/ 2 (20) т г ° н

Из выражения (20) следует, что в режиме "Работа" величина числового кода P на информационных выходах реверсивного счетчика 5 и на выходной информационной шине 8 равна постоянной величине кода П, умноженной на величину отношения частот f< и f приведенную к ее номинальному значению, измеренному в режиме "Настрой" ка". При сохранении неизменного отношения частот fi, и (21)

4 2 при переходе из режима "Настройка" в режим. "Работа" устройство s режиме

"Работа" начинает функционировать сразу в установившемся режиме, покольку при указанном переходе в реверсивный счетчик 5 записывается код П,, соответствующий равенству (21) и являющийся единичным значением при-, веденного к номинальному значению измеряемого отношения частот fi и f<, В режиме "Работа" на выходную информационную шину 9 поступает с информационных выходов блока 14 памяти числовой код П, который в неявном виде. в соответствии с выражением (11) определяет величину номинального значения измеряемого отношения частот

В режиме "Работа" относительная погрешность измерения приведенного к номинальному значению отношения частот f и Ег

3 =—

1 (22) а диапазон измерения указанного отношения составляет — — (23)

1 (f /fz) 2 н

В режиме Настройка относительная погрешность измерения номинального и значения отношения частот f, и f для;

К

Р=Х 2 где (24) с

2д х —.1 2Н

1 599 793

19 с учетом Bb«pажения (10)

-н -N

2 (1+2 )

Д-х

Из графика зависимости 1» от Х для N 5 (фиг.9а) и щтя N=S (фиг,9б) видно, что функция 6 ц (X) симметрична относительно Х0,5 и практически постоянна в интервале 0,15с? 0,85, «что позволяет сформировать широкий ,диапазон измерения номинальных значений отношения частот Е, и Е, имеюЩий относительную ширину К с заданной ,максимальной относительной погреш- 15

«ностью 3»,при этом для границ симI метричного интервала:

Y 2 6 Р (1-Y) 2

N К (26) 20 где

2« 4 УЕЛ,5 ъ

1 содержащего Н дискретных номинальных значений измеряемого отношения час" ,тот f u f<, причем

H=(l 2Y) 2 +1, N

25 (27) Для защиты реверсивного счетчика 5 от переполнения в случае выхода измеряемого отношения частот Е, и f. < за пределы диапазона измерения устройcTва служит элемент 7 блокировки. (фиг.7).

Из диапазона измерения устройства исключены номинальные значения измев еличина К с учетом выражения (10) н (Е « /Еа)нмокс 1 7 2 1-7)+1 «28) ( (Е,/Е )нмин Y 1+Y 2 где (Е /Е )„ „ — максимальное номин мс«нс нальное значение измеряемого отно" шения; (Е «/Е )» м««н — минимальное номинальное значение измеряемого отношения, а график зависимости К от 3„, построенный с учетом выражений (25) 40 и (28) приведен на фиг.10а для N 5 и на фиг.10б для И=8, Из выражения (10) следует, что в . режиме "Настройка" величина P,,опре" деляемая выражением (2), задает мас- 45 штаб измерения отношения частот f.« и f. и позволяет путем выбора величи 2 ны М, разместить диапазон изменения измеряемого отношения частот f« и Е внутри диапазона измерения.

« ряемого отношения, соответствующие крайним значениям числового кода P на информационных выходах реверсивного счетчика 5, при достижении которых резко возрастает величина 3», поэтому

1 информационные входы элемента.И-НЕ 37 и элемента ИЛИ 39 соединены со всеми информационными выходами, за исключением младшего разряда, реверсивного счетчика 5. При появлении в режиме "Вычитание" реверсивного счетчика 5 на всех его информационных выходах, соединенных с информационными входами элемента 7 блокировки, низкого уровня напряжения на выходе элемента ИЛИ 39 устанавливается также низкий уровень напряжения, который поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 42 и устанавливает на его выходе высокий уровень напряжения, поскольку на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 42 поступает низкий уровень напряжения с первого выхода формирователя 6 разностной частоты, определяющий режим вычитания реверсивного счетчика 5.

Напряжение с выхода элемента ИЛИНЕ 42 поступает на вход элемента ИЛИНЕ 41 и устанавливает на выходе последнего низкий уровень напряжения, запрещающий прохождение импульсов с второго выхода формирователя 6 разностной частоты через элемент И-НЕ 38 на второй вход реверсивного счетчика 5.

При появлении в суммирующем режиме реверсивного счетчика 5 на всех

его информационных выходах, соединенных с информационными входами элемента 7 блокировки, высокого уровня напряжения, на выходе элемента И"НЕ 37 устанавли