Цифровой измеритель скважностипрямоугольных импульсов

Цифровой измеритель скважностипрямоугольных импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реснубпик ш808955 (6f ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 0503.79 (21) 2734356/18-21 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Опубликовано 28.0281 бюллетень М 8

Дата опубликования описания 2802.81 (51)М. Кл.з

G 01 R 23/10

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (5З) УД 621.317. 77 (088.8) (72) Авторы изобретения

B..В.Дюняшев и A.И.Левтеров (71) Заявитель

Харьковский автомобильно-дорожный инс (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКВАЖНОСТИ

ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для отсчета скважности непосредственно в единицах скважности.

Известно устройство для измерения скважности последовательности прямоугольных импульсов, содержащее замкнутые контакты, переключатель, схему нормирования импульсов по амплитуде, регулятор напряжения, вольтметр и триггер (1), Однако известное устройство имеет недостаточную точность измерения скважности прямоугольных импульсов .

Известно также устройство, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, первый и второй ключи, делитель частоты следования импульсов, триггер и начетчик импульсов (2), Недостатком этого устройства является неточность измерения скважности прямоугольных импульсов, так как начало измерения, задаваемое пусковым импульсом, поступающим на один из входов триггера, осуществляется в любой случайный момент времени по отношению к моментам поступления импульсов измеряемой последовательности, а момент окончания измерения всег-зО да совпадает с присутствием импульса на входе измерителя.

Наиболее близким к предлагаемому по функциональному назначению и технической сущности является устройство, содержащее генератор эталонных импульсов, четыре ключа, делитель частоты следования импульсов, четыре триггера, делитель частоты на два, логический элемент И, логический элемент НЕ и счетчик импульсов (3), Недостатком известного цифрового измерителя Rвляется недостаточная точность измерения скважности прямоугольных импульсов за счет погрешности квантования °

Цель изобретения — повышение точности измерений скважности прямоугольных импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор эталонных импульсов., выход которого подключен к первым входам элементов И, вторые входы которых через соответствующие формирователи входных импульсов соединены с входной шиной устройства, счетный триггер, выход которого подключен к первому входу первого ключа, RS — триггер, 808955 прямой выход которого подключен к первому входу второго ключа, третий ключ, выход которого соединен со входом делителя частоты, регистрирующие счетчики, в него дополнительно введены регистр, реверсивный и вычитающий счетчики, блок выцеления первого импульса пакета, элемент ИЛИ, элемент задержки и ключ, причем выход блока выделения первого импульса пакета соединен со входом четного триггера, прямой выход которого подключен к третьему входу первого элемента H и к первому входу блока выделения первого импульса пакета,второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, инверсный выход счетного триггера подключен ко второму входу второго ключа, и первым входом регистра, третьего и дополнительного ключей, выход последнего соединен с R — входом RS — триггера, S — вход которого подключен к выходу первого элемента И, à выход — непосредственно ко второму входу третьего ключа и через элемент задержки к первому входу реверсивного счетчика, выход которого соединен со счетньтм входом первого регистрирующего счетчика, вторыми входами дополнительного ключа и регистра, третий вход которого подключен к счетному входу второго регистрирующего счетчика и выходу вычитающего счетчика, вход которого соединен с выходом второго ключа, третий вход которого подключен к выходу генератора эталонных импульсов, третьему входу третьего ключа и второму входу первого ключа, выходы делителя частоты и riepвого ключа через элемент ИЛИ подключены ко второму входу реверсивного счетчика, разрядные выходы которого через регистр подключены к разрядным входам вычитающего счетчика, а разрядные.выходы регистра соединены с разряднь|ми входами реверсивного счетчика.

Иа фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства °

Устройство содержит входную шину

1, делитель 2 частоты, формирователи

3 и .4 входных импульсов, генератор

5 эталонных импульсов, элементы И б и 7 блок 8 выделения первого импульса акета совпадений, ВБ — триггер 9; счетный триггер 10, ключи 11-14, элемент ИЛИ 15, реверсивный счетчик 16, регистр 17, вычитающий счетчик 18, регистрирующие счетчики 19 и 20 и элемент задержки 21.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с генератора 5 эталонных импульсов с частотой йз и длительностью 1 поступают на первые входы нормально закрытых ключей ll- 3 и на первые входы элементов И 6 и 7. На

При начале пакета совпадений импульсов с формирователя 4 и эталонных импульсов перебрасывается триггер 9.

Логическая единица с выхода триггера

9 поступает на вход ключей 12 и 13.

Ключи 12 и 13 остаются закрытыми нулевым уровнем с триггера 10.

Импульс, соответствующий перепаду напряжения на выходе триггера 9, задержанный элементом 21 задержки на время переходных процессов в реверсивном счетчике 16 импульсов, поступает на вход последнего и переводит ,его в режим вычитания. Этот же им пульс осуществляет перезапись содержимого реверсивного счетчика 16 импульсов в регистр 17.С этого момента времени эталонные импульсы, поступая в реверсивный счетчик 16 импульсов, будут уменьшать его содержимое до обнуления последнего. В этот момент импульс переноса с выхода реверсивного счетчика 16 импульсов поступает в счетчик 19. Кроме того, этот импульс переноса подается на регистр 17 и осуществляет перезапись его содержимого в реверсивный счетчик lб импуль сов. Затем снова производится операция вычитания. Этот процесс будет продолжаться до момента появления первоro импульса нового пакета совпадений вторые входы элементов И 6 и 7 поступают импульсы с формирователей импульсов 3 и 4. Формирователь 3 формирует импульсы длительностью < (где длительность входных импульсов)

5.ïî переднему фронту входного импульса а формирователь 4 формирует импульсы длительностью v « Y по зад3 нему фронту входного импульса, При условии близости частот f и

f = ф (где Т вЂ” период следования входйых импульсов) совпадения импульсов на выходах элементов И б и 7 импульсы идут пакетами из-за плавного смещения импульсов одной частоты относительно импульсов другой частоты.

Количество импульсов в пакетах прямо пропорционально соответственно величинам ь„ + Г и ;„ + Г и обратно

Пропорцйонально разности периодов Т и Т9 = --, а начала пакетов совпаде20 ния импульсов эталонной частоты с импульсами с формирователей 3 и 4 разнесены на время,,. т (фнг.

2). После поступления комайды Пуск ожидается ; начало пакета с элемента д И 6, после чего импульс с выхода блока 8 выделения первого импульса пакета совпадений поступает на счетный вход триггера 10. Триггер 10 перебрасывается в противоположное состояние и логическая единица поступает на входы элемента И 7 и ключ 11. В результате открывается ключ 11 и через элемент ИЛИ 15 в реверсивный счетчик

16 импульсов в дальнейшем будут поступать эталонные импульсы.

808955 на выходе элемента И 6. Импульс совпадения с выхода блока 8 выделения

6ервого импульса пакета совпадений поступает на счетный вход триггера

10 и перебрасывает последний в исходное состояние, в результате чего закрываются блок 8 выделения первого импульса пакета совпадений, элемент

И 7 и ключ 11, одновременно логическая единица с нулевого выхода триггера 10 открывает ключи 12, 13 и, кроме того, поступает на регистр 17 и переписывает его содержимое в вычитающий счетчик 18 импульсов. В счетчике

19 импульсов будет зафиксирована целая часть величины скважности, чике 16 импульсов останется записанным какой-то код, меньший содержимого регистра 17, характеризующий наличие дробной части величины скважности. Для ее определения этапонные импульсы поступают одновременно через открытые ключи 12 и 13 соответственно на делитель 2 частоты, соединенный через элемент ИЛИ 15 с pesepсивным счетчиком 16 импульсов, и Иа вычитающий счетчик 18 (емкость 10 делителя 2 частоты выбирается в .зависимости от необходимой точности вычисления дробной часТи величины скважности). При обнулении вычитающего счетчика 18 импульс переноса с его выхода поступает в счетчик 20, где фиксируется код числа, соответствующий дробной части величины скважности. Одновременно импульс переноса с вычитающего счетчика 18 импульсов 35 поступает на регистр 17 и осуществляет перезапись его содержимого в вычитающий счетчик 18 импульсов, Затем снова производится операция вычитания. Этот процесс будет продолжаться до rex пор, пока на выходе реверсив.ного счетчика 16 импульсов йе появится импульс переноса, соответствующий

его обнулению, который посгупает через открытый ключ 14 на второй вход триггера 9 и перебрасывает его в исходное состояние, в результате чего закрываются ключи 12 и 13, прекращая тем самым поступление эталонных импульсов соответственно в делитель 2 частоты и вычитающий счетчик 18 импульсов. Этот же импульс переноса поступает на счетчик 19, Таким образом, значение величины скважности будет равно и Ок где m, n — коды, зафиксированные соответственно в счетчиках

19 и 20, 10 — емкость делителя 2 ча=тоК

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

9424082, кл. G 01 R 23/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 376728, . G 01 R 23 02, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

9 550589, кл. G R 1975.

60 ты. формула изобретения

Цифрозой измеритель скважносги прямоугольных импульсов, сэдержащий генератор эталонных импульсов, выход которого подключен к первым входам элементов И, вторые входы которых через соответствующие формирователи входных импульсов соединены с входной шиной устройства, счетный триггер, выход которого подключен к первому входу первого ключа, RS триггер, прямой выход которого подключен к первому входу второго ключа, третий ключ, выход которого =оединен со входом делителя частоты, регистрирующие счетчики, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены регистр, реверВ общем случае в реверсивном счет- 35 сивный и вычитающий счетчики, блок выделения первого импульса пакета, элемент ИЛИ, элемент задержки и ключ, причем выход блока выделения первого импульса пакета соединен со вхоЩ дом четного триггера, прямой выход которого подключен к третьему входу первого элемента И и к первому входу блока выделения первого импульса пакета, второй вход которого соер динен с выходом второго элемента И, инверсный выход счетного триггера подключен ко второму входу второго ключа, и первым входом регистра, трзтьего и дополнительного ключей, 30 выход последнего соединен с R — входом RS — триггера, S — вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход — непосредственно ко второму входу третьего ключа и через элемент задержки к первому входу реверсивного счетчика, выход которого соединен со счетным входом первого регистрирующего счетчика, вторыми входами дополнительного ключа и регистра, третий вход которого

40 подключен к счетному входу второго регистрирующего счетчика и выходу вычитающего счетчика, вход которого соединен с выходом второго ключа, третий вход которого подключен к

4g выходу генератора эталонных импульсов, третьему входу третьего ключа и второму входу первого ключа, выходы делителя частоты и первого ключа через элемент ИЛИ подключены ко щ второму входу реверсивного счетчика, разрядные выходы которого .через регистр подключены к разрядным входам вычитающего счетчика, а разрядные выходы регистра соединены с разрядными входами реверсивного счетчика.

808955 тр, Ф с

i{

Составитель E.Ìîñîëêîâ

Редактор H.Кешеля Техред А.Бабинец Корректор М.Демчик

Заказ 403/47 Тираж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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