Цифровое устройство для сличения частот

Цифровое устройство для сличения частот

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii)741178 (61) Дополнительное к авт, свид-ву

° C (22) Заявлено 281177 (21) 2551733/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 150630. Бюллетень № 22 (51)М. Кл.2

G Q1 R 23/00

Государственный комитет

СССР по дедам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317. (088.8) Дата опубликования описания 2Q. 06.8Q (72) Авторы изобретения

В. Е. Тырса, В. В. Дюняшев и A. Д. Зеня (71) Заявители

Харьковский институт радиоэлектроники и Харьковский автомобильно-дорожный институт (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛИЧЕНИЯ ЧАСТОТ

Изобретение. относится к информационно-измерительной технике и может быть исполь з она но для сличения час тот периодических сигналов с получением результата в виде цифрового кода, пригодного для ввода н цифровую ЭВИ.

Известны устройства для сличения частот, содержащие смеситель, к выходу которого подключается индикатор (1) .

Однако эти устройства характеризуются недостаточной разрешающей способностью и точностью, а также необходимостью использования в устройствах аналоговых элементов (например, фильт-1 з ров нижних частот) .

Наиболее близким к изобретению по функциональному назначению и достигаемому результату является устройство для получения разностной частоты из 20 двух импульсных последовательностей, использующее принцип совпадения импульсон (2) .

Устройство состоит из триггера, 25 двух формирующих устройств, инвертора и двух элементов И.

Недостатком указанного устройства является малое быстродействие, обусловленное необходимостью ожидания на- Зп чала совпадений импульсов сравниваемыхх импульсных последовательностей.

Цель изобретения — увеличение быстродействия устройства для сличения частот.

Указанная цель достигается тем, что в цифровое устройство для сличения частот, содержащее соединенные последовательно генератор опорной час тоты, Формирователь импульсов опорной частоты, формирователь входных импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, введены дополнительно (п) каналов сравнения частот, линия задержки, триггер, элемент ИЛИ, блок управления, счетчик импульсон,, бЛок определения знака коррекции и секционированная линия задержки, выходы которой соответственно подключены к первым входам каналов сравнения частот, кроме первого: выходы всех каналов подключены через элемент ИЛИ ко входу блока управления, первый выход которого подключен ко вторым входам каналов сравнения частот, второй выход блока управления соединен со вторым входом элемента И, выход которого соединен со входом счетчика импульсов, причем выход

741178 формирователя входных импульсов подключен к первому входу блока определения знака коррекции, к третьим входам каналов сравнения частот и через линию задержки ко входу триггера, выходы которого соответственно подключены к четвертому и пятому входам каналов сравнения частот, а выход формирователя импульсов опорной частоты подключен соответственно к входу секционированной линии задержки, ко второму входу блока определения знака коррекции и к первому входу первого канала сравнения частот при этом все каналы сравнения частот соединены в кольцо по шестому входу каждого канала, а так же тем, что каждый канал сравнения частот содержит последовательно соединенные первый ключ, элемент И и второй ключ, при этом выход элемента И подключен через последовательно соединенные третий ключ и элемент сборки к первому входу первого ключа, причем вторые входы первых ключей каждого канала являются первым входом, вторые входы элемента сборки являются вторым входом, вторые. входы элементов И, вторых и третьих ключей являются соотнетстненно третьим, четвертым и пятым входами каналов,а шестым входом является третий вход элемента сборки.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство состоит иэ генератора 1 опорной частоты, формирователя 2, импульсов опорной частоты, формирователя 3 входных импульсов, блока 4 определения знака коррекции, секционированной линии 5 задержки, каналов

6 ...6> сравнения частот, состоящих из первых ключей 7 ...7, элементов

8 ...8 < U, вторых ключей 9 ...9п и третьих ключей 10.(...10 элементов

11 ...11> сборки и элемента 12 ИЛИ, линии 13 задержки, триггера 14 общего элемента 15 И блока 16 управления и счетчика 17 импульсов °

Устройство работает следующим образ ам.

Опорный сигнал частоты fä с генератора 1 опорной частоты поступает на формирователь 2 импульсов опорной частоты, который формирует опорную последовательность прямоугольных импульсов длительностью ь с периодом следования Т = 1/fо, а из сигнала измеряемой частоты fg формирователь

3 входных импульсов формирует входную последовательность прямоугольных импульсов длительностью T с периодом следования Т = 1/fZ причем величина Г должна удовлетворять следующим условиям:

lx -т !

2 т тх р< — И(; —

2 2

Входная последовательность прямоугольных импульсов с выхода формирователя 3 входных импульсов поступает далее на блок 4 определения знака коррекции, первые входы элементов 8 ...

S И каналов 6 ...бп сравнения частот, линию 13 задержки и элемент 15 И.

Опорная последовательность прямоугольных импульсов с выхода формирователя

2 импульсов опорной частоты посту— пает на вход секционированной линии 5 задержки и кроме того, непосредственно через открытый первый ключ 7(на второй вход элемента 8(И канала 6(.

С выходов секционированной линии 5

Задержки опорные последовательности

5 прямоугольных импульсон сдвинутые относительно друг друга на время задерж. ки между выходами 1здд, поступают через открытые ключи 7 ...7 на вторые входы элементов 8>...8)1 И каналов О 6

Колйчество n каналов сравнения частот определяется из выражения — о п=еМ, 25 +>ñ ä где ent — округленное до большего целого значения отношения T lt дд.

При частотах йХ входного сигнала, близких к опорной частоте f, и при соблюдении условий (1) на выходах элементов 8)...8 И образуются пакеты импульсов совпадений, число которых и пакетах обратно пропорционально разности Т -То и прямо пропорционально . Совпадения могут произойти последовательно н нескольких элементах И (их количество определяется соотношением между С и t . И если начать отсчет с момента. совпадения в первом или последнем из этих элементов (учитывается, что нумерация кольцевая, т. е. после и следует 1), то погрешность неопредеженности положения импульсов достигает t а с

ЯООУ момента совгадения н последующих

45 (или предыдущих) схемах еще большей величины. Поэтому ключи из ряда

7(...7н каналов сравнения частот, в

"которых произошли первые совпадения, закрываются импульсами с выходов эле5() ментов И этих каналов, прошедшими через соответствующие нормально от- крытые ключи 9 ...9 и элементы

11, ... 11, сборки. Импульс же изме-. ряемой частоты f, пройдя через линию 13 задержки, которой он задерживается на время большее (,", перебрасывает триггер 14 с раздельными входами. В результате ключи 9 ...9 закрываются, а ключи 10 ...10 от1 крынаются.

60 Если i-номер канала, н котором происходит совпадение. переднего фронта импульса входной последовательности, à 7 — то же для заднего фронта, то отсчет начинается с момента поянления первого совпадения с ка. /41178 налов i-1 или j +1, что зависит от того, меньше или больше период Т( периода Т . Погрешность неопределенности момента начала отсчета достигает в этом случае лишь значения разности перйодов Т -То . Первый импульс пакета совпадений н этом случае проходит соответствующий ключ из ряда 10< ...10 элемент 12 ИЛИ и поступает на блок 16 управления. Функциональное назначение блока 16 управления состоит в том, чтобы элемент

15 И, разрешающий поступление в счетчик 17 импульсов измеряемой частоты .

f g, оставался открытым на временной интернал, ограниченный первыми импульсами совпадений последовательных пакетов импульсов совпадений. Таким образом, при поступлении первого импульса пакета совпадений на блок 16 управления, выходной сигнал последнего открывает элемент 15 И. Одновре- 0 менно этот же импульс пакета совпадений с соответствующего ключа ряда

10 ...10и постУпает чеРез элемент

114 ° "11Исборки на ключи ряда 71 °

7 и (кроме ключа данного канала), закрывая те из них, которые оставались открытыми. При поступлении на блок 16 управления первого импульса нового пакета совпадений, последний закрывает элемент 15 И прекращая подсчет счетчиком 17 импульсов измеряемой частоты, и в счетчике 17 фиксируется значение и. Кроме того, сигнал со второго выхода блока 16 управления поступает через элементы 11,(.;.11 -, сборки на нсе ключи 7 ...71„ каналов сравнения частот, закрывая последнее из них, бывшее открытым.

Искомое значение измеряемой частоты определяется из выражения

1 = — % (3)

) 1Ì O где m — число импульсов опорной частоты, подсчитанное счетчиком импульсон в интервале времени между первыми импульсами совпадений последовательных пакетов совпадений.

Поскольку частота опорного генератора fO и измеряемая частота fX близки (что необходимо для полученйя пакетов импульсов совпадений), то значения m.и и отличаются лишь на единицу, т. е. m = n + 1. Поэтому значение m определяется коррекцией значения и на единицу, знак же коррекции зависит от того, меньше или больше период Т периода То,.

Информацию о знаке коррекции дает блок 4 определения знака коррекции, на входы которого подаются импульсы 60 с выходов формирователя 2 импульсов опорной частоты и формирователя 3 входных импульсов. Значение и зафиксированное в счетчике 17 импульсов, информация о знаке коррекции с ныхо- 65 да блока 4 определения знака коррекции и значение известной опорной частоты fy вводятся в цифровую ЭВМ, где по формуле (3 ) производи тс я определение искомого значения измеряемой частоты.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить максимальное время между моментом пуска и моментом начала счета с величины То/)Т,,-T j присущей известному устройству, до величины 4> $)T<-Ц,что приводит к увеличению быстродействия.

Формула изобретения

l. Цифровое устройство для сличения частот, содержащее соединенные последовательно генератор опорной частоты и формирсватель импульсов опорной частоты, формирователь вход ных импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства, н него дополнительно введены (п) каналов сравнения частот, ли- ния задержки, триггер, .элемент ИЛИ, .блок управления, счетчик импульсов, ;блок определения знака коррекции и .секциониронанная линия задержки, I выходы которой соответственно подключены к первым входам каналов сравнения.частот, кроме первого: выходй всех каналов подключены через элемент ИЛИ ко входу блока управления, первый выход которого подключен ко вторым входам каналов сраннения частот, второй выход блока управления соединен со вторым входом элемента

И, выход которого соединен со входом счетчика импульсов, причем выход формирователя входных импульсов подключен к первому входу блока определения знака коррекции, к третьим нходам каналов сравнения частот и через линию задержки по входу триггера, выходы которого подключены соответственно к четвертому и пятому входам каналов сравнения частот, а выход формирователя импульсов опорной частоты подключен соответственно ко входу секционированной линии задержки, ко нторому входу блока определения знака коррекции и к первому входу первого канала сравнения частот, при этом в"å каналы сравнения частот соединены в кольцо по шестому входукаждого канала.

2. Устройстно по п. 1, о т л и чающе ес я тем, что каждый канал сравнения частот содержит последовательно соедине нные первый ключ, элемент И и второй ключ, при этом выход элемента И подключен через последовательно соединенные третий ключ и элемент сборки к первому нхо741178

Составитель В. Муляр

Редактор П. Макаревич Техред Н.Ковалева Корректор С . щомак

Заказ 3323/5

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР пс делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раутаская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул . Проектная, 4 ду первого ключа, причем вторые входы первых ключей каждого канала является первым входом, вторые входы элемента сборки являются вторым входом, вторые входы элементов И, вторых и третьих ключей являются соответственно третьим, четвертым и пятым sxoдами каналов, а шестым входои является третий вход элемента сборки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Аппаратура для частотных и временных измерений. Под ред. A ..П. Горшкова. И., Советское радио, 1971, с. 149-150.

2. Авторское свидетельство СССР

9 200620, кл. Н 03 К 01.09.66.