Устройство для измерения разности частот импульсов

Устройство для измерения разности частот импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 01 R 23/02

Государственный квинтет

СССР по двлаи нзебретеннй н открытнй

Опубликоваíî 23 ° 12 ° 81 ° Бюллетень М47

Дата опубликования описания 23 12 81 (53) УДК 621.317. 7 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Б.Дудыкевич и В.Н.Иаксимович (71) Заявитель

Львовский ордена Ленина политехнический (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ

ЧАСТОТ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения разности частот импульсов.

Известно устройство, содержащее генератор опорной частоты, два триггера, формирователь импульсов, фильтр нижних частот, фазовый детектор и два индикатора (1 1.

Недостатком данного устройства ,т0 является низкое быстродействие обусловленное тем, что для определения величины разности двух частот необходимо поступление на вход устройст1$ ва большого числа периодов входных частот, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст" ройство, содержащее генератор опорной частоты, счетчик, три группы элементов совпадения, три элемента ИЛИ, три элемента И, два переключателя и реверсивный счетчик i21.

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, которое также обусловлено необходимостью поступления на вход устройства большого числа входных импульсов.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения разности частот импульсов, содержащее основной счетчик импульсов, выходы которого соединены с сигнальными входами первого блока элементов И, выходы последнего подключены к входам первого элемента ИЛИ, последовательно соединенные второй элемент ИЛИ и первый элемент И, генератор опорной частоты, выход которого подключен к первому входу второго элемента И и к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с первым вхо" дом второго элемента ИЛИ, второй блок элементов И, выходы которого подклюfo Tl

25

45

3 89 чены к входам третьего элемента ИЛИ, выход последнего соединен с входом основного счетчика, введены блок управления, триггер, блок задержки и два дополнительных счетчика, первые выходы первого из которых соединены с управляющими входами первого блока элементов И, при этом вторые выходы первого дополнительного счетчика подключены к управляющим входам второго блока элементов И, сигнальные входы которого соединены с третьими выходами первого дополнительного счетчика, вход последнего соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления, второй выход последнего соединен с вторым входом третьего элемента И, вход блока управления подключен к выходу генератора опорной частоты, выход первого элемента И через блок задержки соединен с вторым входом второго weмента ИЛИ, при этом выход первого элемента ИЛИ, подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход последнего подключен к выходу триггера, вход второго дополнительного счетчика подключен к выходу второго элемента ИЛИ, разрядные вь ходы второго дополнительного счетчика соединены с сигнальными входами второго блока элементов И.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит счетчики 1-3, блоки 4 и 5 элементов совпадения, элементы б-8 ИЛИ, элементы 9- 11 И, элемент 12 задержки, триггер 13,блок

14 управления и генератор 15 опорной частоты.

Устройство работает следующим об.разом.

В исходном состоянии счетчики 2 и

3 устанавливаются в нулевое положение, После поступления на блок 14 управления команды "Старт" последний на промежуток времени Т.1, равный периоду большей входной частоты, открывает элемент 10 И. Примем для опреде1 ленности Е yfх .Тогда Т„= . Через

Х,(х1

?Х,1 открытый элемент 10 И импульсы с выхода генератора 15 опорной частоты поступают на счетчик 2. К моменту

2333 4 окончания промежутка времени Т в счетчике 2 содержится число

5 где - частота следования импульсов генератора 15.

После этого блок 14 управления на промежуток времени д Т = T - T, 1 где Т = -р —, открывает элементы 9

10 к и10И.

Частоты следования импульсов на выходе элемента 8 ИЛИ определяется суммой частот на ее входах

f,(t) = f, f (t) (2) где 1„(1) - частота импульсов на выходе элемента 11 И

Счетчики 2,3,блок 5 элементов совпадения и элемент 7 ИЛИ представляют собой первый двоичный умножитель,частота импульсов на выходе которого определяется выражением з() = +- f„(t), (3) где g(t) - число, содержащееся в счетчике 2 и изменякнцееся в процессе работы устройства; зо Ищ — коэффициент пересчета счетчиков 1 и 2 и части счетчика 3 подключенной к сигнальным входам.бло :.,ка 5.

Счетчики 1 и 2, блок 4 элементов совпадения и элемент 6 ИЛИ представ" ляют собой второй двоичный умножи" тель, частота импульсов на выходе которого определяется уравнением

fq(t) = f>(t). (4) и)

«С учетом выражения (3), получаем

fg(t) = — )- К„(й).. (5)

1 Г1

Триггер 13 совместно с элементом

11 И представляют собой схему вычитания, частота импульсов на выходе ко50 торой определяется уравнением

,() = „Ж вЂ”,,(), (6)

Решая совместно уравнения (2), (5), (6), имеем () (q(t) я ф о (7) Частоты f0 и f„(t), поступающие на входы счетчиков 2 и 3, связаны,с или

dKg(t) = N -т — ((— — ) . (10)

dN р(1) 1S

5 892333 6 числами N (t) и N (t), содержащимися обходимым для выделения периода больв этих счетчиках, уравнениями шей частоты и временем выделения промежутка времени, равного разности пе о яг 1 () д риодов двух частот, т.е. для провеПодставляя значения частот Е и5 дения измерения необходимо поступление на вход устройства всего лишь не"

f<(t) из выражений (8) в уравнение скольких импульсов входных частот. (7), получаем

Таким образом, эа счет введения в

Я состав устройства триггера, элемента (() 1р задержки, счетчиков и блока управле— и — = % i< ния и введение нооых связей между элементами достигнуто значительное повышение быстродействия устройства.

zo

35.После окончания промежутка времени дТ блок 14 управления закрывает элементы 9 и 10 И. К этому моменту в счетчике 2 зафиксировано число

Ы, = N,+ ать,= NÄ+ (та-т„)К,. (11)

С учетом выражения (1), имеем на= К,.т (1г)

Проинтегрировав уравнение (10) с учетом пределов изменения переменных, получаем

gиgt) = ))1 фф ()з) 1

ИЛИ

ЖР = И ° — N — g, (14) где N - результат измерения раэносР ти частот, зафиксированный в счетчике 3 в момент закрытия элементов 9 и 10 И.

С учетом выражений (1) и (12), получаем а =г т т

N<(1 1 1 (15)

6 " % или а

Na= P(fx„ fxg - )x(fx, -fx ). (16) 1е

Технико-экономическая эффективность от внедрения предлагаемого устройства обусловлена значительным повышением быстродействия устройства.

В известном устройстве для измерения разности частот необходимо поступление на его вход большого числа входных импульсов. Причем время измерения в таком устройстве недопустимо возрастает при измерении разности низких и инфранизких частот.

8 предлагаемом устройстве время, необходимое для измерения разности частот, обуславливается временем,не40

Формула изобретения

Устройство для измерения разности частот импульсов, содержащее основной счетчик импульсов, выходы которого соединены с сигнальными входами первого блока элементов И, выходы последнего подключены к входам первого элемента ИЛИ, последовательно соединенные второй элемент ИЛИ и первый элемент И, генератор опорной частоты, выход которого подключен к первому входу второго элемента И и к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй блок weментов И, выходы которого подключены ,к входам третьего элемента ИЛИ, выход последнего соединен с входом основного счетчика, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены блок управления, триггер, блок задержки и два дополнительных счетчика, первые выходы первого.из которых соединены с управляющими входами первого блока элементов И, при этом вторые выходы первого дополнительного счетчика подключены к управляющим входам второго блока элементов И, сигнальные входы которого соединены с третьими выходами первого дополнительного счетчика, вход последнего соединен с выходом второго элемента

И, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления, второй выход последнего соединен с вторым входом третьего элемента И, вход блока управления подключен к выходу генератора опорной частоты, выход первого элемента И через блок задержки соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, при этом выход первого элемента ИЛИ подключен

7 892333 8 к первому входу триггера, второй вход "игнальными входами второго блока которого соединен с первым входом элементов И. первого элемента И, второй вход по- Источники информации, .следнего подключен к выходу триггера, принятые во внимание при экспертизе вход второго дополнительного счетчи5

1. Авторское свидетельство СССР ка подключен к выходу второго элемен- 11 521527, кл.G 01 R 23/00, 08.01,75. та ИЛИ, а разрядные выходы второго 2. Авторское свидетельство СССР дополнительного счетчика соединены с 11 547703, кл.G 0 1 R 23/02, 14. 11.75.

А< fn

ВНИИПИ Заказ 11243/66 Тираж 735 Подписное

Фипиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная,4