Частотный компаратор

/26 ОСУДАРСТИЕННЦЙ НОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИИ 1 тл нб ;д ЗОБРЕТЕНИ") )ЯО(41,ПЬСТВУ чз т5147/105.8209,83.ГлинаренкоН.П. С(54)(57) ЧАСТОТНЫЙ КОМПАРАТОР, содержащий первый генератор импульсо выход которого соединен с суммирую щим входом счетчика импульсов, выходы разрядов которого соединены с первыми входами первогои второго элементов сравнения, вторые входы которых подключены соответственно первой и второй управляющим шинам, выходы - к первым входам соответст венно первого и второго триггеров, вторые входы которых объединены, а выходы подключены н первым входам первого и второго счетных триггероды синхронизации которых объеди д форс вхоФ им -четного тригмирователя им чем выхооединен а, и ьсов в м установки в нульльсов,четчика вхо ОПИСАНИЕ И нены, первые выходы соединены свходами элемента И, .чс "-11:"сг".,выходом к первой выходой ш:.на,рые выходы счетных триггеров подключены к второй и третьей выходным шинам,. и формирователь импульсов входкоторого подключен к входной шине,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения помехоустойчиности,в него введены третий и четвертыйтриггеры, третий и четвертый элементы сравнения, первые входы которыхсоединены а выходами счетчика импульсов, вторые входы - с третьей и четвертой управляющими шинами, выходыс первыми входами третьего й четвертого триггеров, выходы которых Ъсоединены с вторыми входами,соответг ф уственно первого и второго счетных утриггеров, и второй генератор импульсов, первый выход которого, соединенс вторыми входами первого, третьегои четвертого триггеров, второй вы- Дход - с входом синхронизации первогоИзобретение относится к импульсной технике и электроизмерениям и может быть использовано для построения помехоустойчивых компараторон частоты и указателей частотных под,циапазонон измерителей параметрон сигналов н шумах.Известно частотное пороговое устройство, содержащее генератор опорной частоты, дна делителя частоты с подключенным к их выводам триггером и блок предустановки, соединенный выходом с входом: предустановки перного делителя частоты, соединенного, счетным входом с источникомвходного сигнала, а выходом - с входом блока предустановки и входомСброс второго делителя частоты,соединенного входом с генераторомопорной частоты, а выходом - с входом Сброс первого счетчика 11).Недостатки данного устройстванозрастакие погрешности сравнениячастот в области низких частот инизкая помехоустойчивость при наличии широкополосных помех,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсячастотный компаратор, содержащийгенератор импульсов, выход которогосоединен с суммирующим входом счетчика импульсов, выходы разрядов которого соединены с первыми входамипервого и второго элементов сравнения, вторые входы которых подключены соответственно к первой и второйуправляющим шинам, выходы - к первымвходам соответственно первого и второго триггеров, вторые входы которыхобъединены, а ныходы подключены кпервым входам первого и второгосчетных триггеров, входы синхронизации которых объединены, первые выходы соединены с входами элемента И,подключенного выходом к первой выходной шине, вторые выходы счетныхтриггеров подключены к второй, итретьей выходным шинам, первый формирователь импульсов, вход которогоподключен к входной шине, вых.од - квходу синхронизации первого счетноготриггера непосгедственно, а черезвторой формирователь импульсон квторому входу первого триггера ивходу установки н нуль счетчика импульсон 2).Недостаток данного устройстванизкая помехоустойчивость при наличии широкополостних шумов, приводящих к дроблению Фронтов входногосигнала,Цель изобретения - повышение помехоустойчивости частотного компаратора.Поставленная цель достигаетсятем, что н частотный компаратор, содержащий первый генератор импульсов,выход которого соединен с суммирую.щим входом счетчика импульсов, выхо.ды разрядов которого соединены с первыми входами первого и нторого элементов сравнения, вторые входы которых подключены соответстненно к первой и второй управляющим шинам, выходы. - к первым входам соответственно первого и второго триггеров, нторые входы которых объединены, а выходы подключены к первым входам первого и второго счетных триггеров входы синхронизации которых объединены, перные выходы соединены с нходами элемента И, подключенного выходом к первой выходной шине, вто 15 рые выходы счетных триггеров подключены к нторой и третьей выходным шинам, и Формирователь импульсов, входкоторого подключен к входной шине,введены третий и четвертый триггерытретий и четвертый элементы сраннения, первые входы которых соединеныс выходами счетчика импульсов, вторые входы - с третьей и четвертойуправляющими шинами, выходы - с первыми входами третьего и четвертоготриггеров, выходы которых соединекыс вторыми нходами соответственнойерного и второго счетных триггеров,и второй генератор импульсов, первый выход которого соединен с нторыми входами первого, третьего и четвертого триггеров, второй выход - свходом синхронизации перного счетного триггера, причем выход формирова 5теля импульсон соединен с входом З 5 установки в нуль счетчика импульсоь.На чертеже приведена структурнаясхема частотного компаратора.Частотный компаратор содержит генераторы 1 и 2 импульсов, орлиро ватель 3 импульсов, счетчик 4 лмпульсов, элементы 5-8 сравнения, счетныетриггеры, н качестве которых используются счетные Л К-триггеры 9 и 10,триггеры 11-14, элемент И 15, шину16 входную, шины 17-20 управляющие,шины 21-23 выходные.Входная шина 1 б через формирователь 3 подключена к входу установкин нуль счетчика 4, ка суммирующийвход которого подаются импульсы сгенератора 1. Выходные разряды счетчика 4 подключены к перным входамэлементов 5-8 сравнения, вторые входы которых подключены к шинам 17-20.Выходы элементов 5-8 сравнения соединены с первыми входами триггеров11-14, вторые входы которых соединены с первым ьыходом генератора 2.Второй ныход генератора 2 соединенс входами синхронизации )К-тригге рон 9 - 10, Первые управляющие входы(К-входы) ЭК-триггеров подключенык прямым выходам соответственно триггеров 11 и 12, а вторые управляющиевходы (3-входы) - к инверсным чихо дам триггеров 12 и 14. Прямой виход3 К-триггера 9 и инверсный выход ЭК-триггера 10 соединены с входами элемента И 15, выход которого подключен к шине 21 выходной, инверсный выход 3 К-триггера 9 подключен к шине 22 выходной, а прямой выход ЗК- триггера 10 подключен к шине 23 выходной.Устройство работает следующим. образом.Входные колебания, частота кото рых Гс сравнивается с некоторыми пороговыми значениями Гн, Г 8, с помощью формирователя 3 преобразуются в последовательность стандартных прямоугольных импульсов с логическими 15 уровнями 1, Оф.Эти импульсы поступают на вход установки в нуль счетчика 4, открывая его на время действия логической 1, соответствующей длительности подупериода входнОго сигнала. При этом счетчик 4 регистрирует счетные импульсы. генератора 1 и его код линейно возрастает во времени.Текущий код счетчика поступает на первые входы элементов 5 - 8 сравнения и сравнивается с некоторыми кодовыми значениями длительностей полупериодов М Н и Йб, Я", которые подаются на их вторые входы и соответствуют частотам срабатывания и отпускания устройства в области1 1 нижней граничной частоты ГР 1 ,Гн и верхней граничной частоты Гб1 изначения ь 11=н н и ьь= Гв- в определяют ширину эон гистерезиса частотной характеристики компаратора.Если частота сигнала больше гра 1ничной частоты Рв (ГС 7 Гя ), то код счетчика 4 не достигает ни одного, иэ пороговых значений МР 1, нн, ы Ии ни 40 один из элементов 5-8 сравнения не сраба. тывает. В результате триггеры 11-14 останутся в исходном нулевом состоянии,подтверждаемом очередным импульсом опроса с генератора 2. При этом час тота опроса выбирается ниже минимально возможной частоты сигнала. По отрицательному фронту импульса опроса (с второго выхода генератора 2) информация о состоянии триггеров 11- 14 заносится в 7 К-триггеры 9 и 10, устанавливая их в данном случае в единичное состояние. На шине 23 устанавливается логическая 1, соответствующая случаю с бПри понижении частоты сигнала .до значения 98(Гэ(Г )-з) код счетчика 4 достигает значения ИЗ , срабатывает элемент сравнения 8, устанавливая триггер 14 в единичное состояние. при этом на инверсном выходе этого 60 триггера установится логический 0, что не приведет к переключению ЭК-триггера 10 при очередном опросе. Если же частота сигнала ста 1нет меньше 1 В, то срабатывают оба 65 элемента б и 8 сравнения и триггеры 12 и 14 устанавливаются в единично-; состояние, которому соответствует нулевое состояние 3 К-триггера 10. При этом на выходе элемента Н 15 установится уровень логической 1, которому соотвгтствуетнр Г; При дальнейшем понижений частоты сигнала и достижении порогового значения Рк в области нижней граничной частоты компаратора ( Р РсР) срабатывает элемент 7 сравнения, устанавливающий триггер 13 в единичное состояние, однако это не приводит к переключению 1 К-триггера 9 при очередном опросе. Этот триггер переключается в нулевое состояние только при Рс е ГН , когда срабатывает элемент 5 сравнения и триггер 11 переходит в единичное состояние. В результате на инверсном выходе ЗК- триггера 9 появляется логическая 1, соответствующая тому, что При обратном повышении частоты сигнала 3 К-триггеры 9 и 10 будут ереключаться при значениях частотысигнала, Равных соответственно К и1ГЗ, котоРые опРелелЯют НОРОги сРабатывания компаратора в области нижней и верхней граничных частот, в( 11то время как значения Г и Г 8 соотвгтствуют порогам Отпускания устройства при понижении частоты сигнала.Тем самым обеспечивается гистерезисный характер частотной характеристики устройства, исключающий возможность его многократных срабатываний на границах поддиапазонов засчет флуктуаций и нгстабильностгйчастоты сигнала и погрешности квантования,Наличие широкополосных помех навходе приводит к дроблению фронтовсформированного сигнала, Однако этоне вызывает сбоев устройства, поскольку сброс триггеров ) 1-14 и закссгние информации в элементы памятн,.1 К-триггеры 9 и 10, производится невхОдным сформированным сгназОм р асигналом от дополнительного генератора 2.С помощью элементов 5-8 сравнения,триггеров 11-14 и 7 К-триггеров 9и 10, образующих блок сравнения ирегистрации, осуществляется разбиение диапазона рабочих частот на триподдиапазона с дискриминационнойчастотной характеристикой гистерезис.ного типа.Для увеличения числа поддиапаэонов достаточно подключить необходимое количество аналогичных блоковк соответствующим разрядам счетчика 4.Введение новых элементов и связейсущественно повышает помехоустойчи.акаа "5: 58 Тираж 936 Подписное ЯИПу Государственно:-о комитета СССР пс .о;ам изобоятений и Открьтий3:3 . ",:Савад,".5":, Раускан наба, д 4/5