Устройство для измерения средней частоты следования импульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 19) 3 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Т СССР точность измерениние устройства д новышае а, Упро чиком 6 устройс тигаетс значительного у а сч ной емкости счетчиормацио онной ч шени тоты и второгочетчика 8. 1 ил ка 5 эта вспомога льно ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(56) Авторское свидетельство СССР 9 847219, кл, С 01 К 23/02Авторское свидетельство У 922653, кл. С 01 К 23/02,Авторское свидетельство СССР У 966616, кл. С 01 К 23/02. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к радио- измерительной технике, может быть использовано в цифровых устройствах для измерения средней частоты следования импульсов непрерывной последовательности, одной пачки или серии пачек импульсов. Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощение устройства. Для этого в устройство, содержащее генератор 1 эталонной частоты, временныеселекторы 3, 4, счетчик 5 эталоннойчастоты, триггер 2, вспомогательныесчетчики 7, 8, элемент И 10, счетчик 6 измеряемой частоты, введеныэлемент И 11, элемент И-НЕ 9,элемент ИЛИ 12. В устройство входятшины 13 и 14 "Пуск" и "Вход", Точное формирование мерного интервалавремени, равного сумме периодов импульсов в пачке, сосчитанных счетИзобретение относится к радиоиэмерительной технике и может быть использовано в цифровых устройствахдля измерений средней частоты следования импульсов непрерывной последовательности, одной пачки или сериипачек импульсов.Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение устройства,На чертеже представлена функцио"нальная блок-схема предлагаемогоустройства.Устройство для измерения среднейчастоты следования импульсов содержит генератор 1 импульсов эталоннойчастоты, триггер 2, первый временнойселектор 3, второй временной селектор 4, счетчик 5 эталонной частоты,четчик 6 измеряемой частоты, первый вспомогательный счетчик 7, второй вспомогательный счетчик 8, элемент И-НЕ 9, элементы И 10 и 11,"Вход" 14, Вспомогательные счетчики7 и 8 по своим параметрам должны бытьодинаковы: их информационная емкостьдолжна быть такой, чтобы заполнениеэих счетчиков на половину емкостиимпульсами эталонной частоты превышало максимальный период измеряемойчастоты хотя бы на единицу счета.Устройство содержит генератор 1эталонной частоты, соединенный черезпервый временной селектор 3 со счетчиком 5 эталонной частоты, триггер 2,выход которого подключен к управляющим входам первого 3 и второго 4 временных селекторов, выход второго селектора 4 подключен к счетному входусчетчика 6 измеряемой частоты, первыйвспомогательный счетчик 7, счетныйвход которого соединен с первым входом первого элемента И 10, выходкоторого соединен со счетным входомвторого вспомогательного счетчика 8,а также элемент И-НЕ 9, второйэлемент И 11 и элемент ИЛИ 12,причем первый вход элемента И-НЕ9 соединен с инверсным выходомтриггера 2 и установочным входомвторого вспомогательного счетчика8, а второй вход элемента И-НЕ 9соединен с выходом второго элементаИ 11, вторым входом второго временного селектора 4, установочным входом (сброс) первого вспомогательногосчетчика 7 и первым входом элемента ИЛИ 12, второй вход которого подключен к выходу счетчика 5 эталоннойчастоты, а выход элемента ИЛИ 12 соединен с первым входом второго эле мента И 11, второй и третий входыкоторого подключены соответственнок шинам "Пуск" 13 и "Вход" 14, выходпервого вспомогательного счетчика 7соединен с установочным входом триг О гера 2, счетный вход которого под"ключен к выходу элемента И-НЕ 9, прямой выход второго вспомогател ногосчетчика 8 соединен с вторым входомпервого временного селектора 3, а 15 его инверсный выход соединен с вторым входом первого элемента И 10,первый вход которого соединен с выходом генератора 1 импульсов эталонной частоты.20 Техническая сущность изобретениязаключается в том, что повышение точности измерения происходит за счетточного формирования полного мерногоинтервала путем жесткой привязки на чала и конца мерного интервала к заднему фронту импульса измеряемой частоты.Устройство работает следующимобразом.30 Измерение частоты начинается посе приведения счетчиков 5 и 6 в исодное состояние (цепи приведения висходное состояние не показаны).При этом счетчик 6 обнулен, а с выхода счетчика 5 через элемент ИЛИ12 на первый вход элемента И 1 1 паступает сигнал "1". С выхода генератора 1 импульсы эталонной частотыпоступают в счетчик 7 и при его заполнении в триггере старшего разрядапоявляется сигнал "1", который переводит триггер 2 в исходное состояние. Если триггер 2 уже находилсяв исходном состояНии, то в этом случае сигнал "1" с выхода счетчика 7подтверждает это состояние. В исходном состоянии триггера 2 на прямомего выходе сигнал 10" удерживает селекторы 3 и 4 в закрытом состояниипо их входам управления. Сигнал с инверсного выхода триггера 2 поуправляющему входу удерживает в обнуленном состоянии счетчик 8 и воткрытом состоянии элемент И-НЕ 9, 55В обнуленном состоянии на прямом выходе триггера старшего разряда счетчика 8 сигнал "0" удерживает (по второму входу) селектор 3 в закрытомсостоянии, а его инверсный сигнал "1" открывает элемент И 10.При подаче сигнала "Пуск" уровнем "1" через элемент И 11 начинают поступать импульсы измеряемой частоты. Первый импульс измеряемой частоты обнуляет счетчик 7, Независимо в какой момент .времени поступил сигнал "Пуск" (в паузе между пачками импульсов, в промежутке между 1 О импульсами пачки или в момент совпадения импульса измеряемой частоты) триггер 2 изменит свое состояние при изменении сигнала на его входе с уровня "О" на "1", т.е. в момент 15 окончания первого импульса измеряемой частоты. После переключения триггера 2 элемент И-НЕ 9 закрывается сигналом "О" с инверсного выхода триггера 2, и последующие импульсы 20 измеряемой частоты на триггер не воздействуют.Поскольку переключение триггера 2 происходит задним (спадом) фронтом импульса измеряемой частоты, то 25 второй селектор 4 открывается после окончания первого импульса измеряемой частоты, поэтому первый импульс в счетчик 6 результата измерения не заносится,С момента переключения триггера 2 с установочного (обнуляющего) входа счетчика 8 снимается сигнал " 1" и он начинает заполняться импульсами эталонной частоты параллельно со счетчиком 7. Однако счетчик 7 обнуляется каждым импульсом измеряемой частоты, а его информационная емкость выбирается такой, чтобы он не успевал заполниться наполовину при максимальной частоте эталонного генератора 1 и минимальной частоте измеряемых импульсор в интервале5между двумя соседними импульсами измеряемой частоты. 30 По мере заполнения счетчика 8 на прямом выходе триггера старшего разряда появится сигнал "1", который откроет селектор 3, а его инверсный сигнал закроет элемент И 10, и последукнцие импульсы генератора 1 на счетчик 8 не воздействуют.Этот момент является началом формирования мерного интервала, который сдвинут по времени относительно заднего фронта первого импульса измеряемой частоты на время, равное времени 7546заполнения счетчика 8 наполовину поинформацио ной емкости,После окончания последнего импуль-.са пачки счетчик 7 начинает заполняться импульсами генератора 1 эталоннойчастоты аналогично счетчику 8.Когда информационная емкость счетчика 7 заполнится наполовину, в триггере старшего разряда появится сигнал"1", который, поступив на управляющий вход триггера 2, возвращает егов исходное состояние, При этом селекторы 3 и 4 закрываются, элементИ-НЕ 9 открывается, и устройство готово к приему следующей пачки измеряемых импульсов.Таким образом, момент переключениятриггера 2 в исходное состояние является окончанием формирования мерногоинтервала, который сдвинут по времени относительно заднего фронта последнего импульса пачки измеряемойчастоты на время, равное времени заполнения половины информационной емкости счетчика 7. Поскольку счетчики7 и 8 по всем параметрам совершенноодинаковы, то и сдвиги начала и конца мерного интервала одинаковы и могут отличаться за счет асинхронности эталонной и измеряемой частот неболее, чем на период эталонной частоты. Таким образом, мерный интервалс точностью до периода эталочной частоты равен сумме периодов импульсовв пачке, сосчитанных счетчиком 6.При поступлении последующих пачекимпульсов устройство работает аналогично описанному, причем этот процессповторяется до тех пор, пока в счетчик 5 не будет занесено определенное(напередзаданное) количество импульсов эталонной частоты, например НПри занесении в счетчик 5 количества М, импульсов на его выходе про"исходит изменение сигнала с "1" на"О", Сигнал "О", пройдя через элементИЛИ 12, закроет элемент И 11, еслиимпульс измеряемой частоты в этот момент отсутствует. При наличии импульса измеряемой частоты он, пролячерез элемент ИЛИ 12, будет удерживать открытым элемент И 11 до егоокончания. Это необходимо для тогочтобы обнуление счетчика 7 закончилось только после окончания длительности последнего импульса измеряемойчастоты. В противном случае счетчик 7начнет заполняться с момента пропаЗаказ 4913/43 Тираж 728 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная, 4 5 12 дания сигнала " 1" на выходе счетчика 5, что приведет к дополнительной погрешности формирования мерного интервала из последней пачки на величину до длительности импульса измеряемой частоты. Поскольку закрытие элемента И 11 приводит к окончанию поступления измеряемых импульсов в счетчик 6 и началу заполнения счетчика 7 до появления сиг нала 1 на ег о выходе, то и в этом случае мерный интервал всегда будет ра в е н с точностью до периода эталонной частоты сумме полных периодов импульсов в последней пачке, сосчитанных счетчиком 6Ошибка в подсчете числа периодов при измерении средней частоты импульсов в пачках устраняется в предлагаемом ус тройстве, т ак как первый импульс пачки теперь не считается счетчиком измеряемой частоты . Так как длительность первого импульса пачки не входит в мерный инт ер вал , то он становится кратен периоду измеряемой частоты .Технический э ффект изобретения заключается в том , чт о благодаря точному (до периода эталонной част оты) формированию мерного интервала времени, равного сумме периодов импульсов в пачке, сосчитанных счетчиком 6, повышается точность измерения устройства ,Упрощается устройство за счет значительного уменьшения информа ционн ой емкости счетчика 5 эталонной частоты и второго вспомогательногосчетчика 8 . Формула из обретения Устройство для измерения средней частоты следования импульсов, содержащее генератор эталонной частоты 57546 ьсоединенный через первый временнойселектор со счетным входом счетчика эталонной частоты, триггер, прямой выход которого подключен к управляющим входам первого и второговременных селекторов, выход второговременного селектора подключен ксчетному входу счетчика измеряемойчастоты, первый вспомогательный счетчик,счетный вход которого соединен спервым входомпервого элементай,выходкоторого соединен со счетным входомвторого вспомогательного счетчика,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измерения и упрощения устройства, в неговведены второй элемент И, элементИ-НЕ и элемент ИЛИ, причем первыйвход элемента И-НЕ соединен с инверсным выходом триггера и установочнымвходом второго вспомогательного счетчика, а второй вход элемента И-НЕсоединен с выходом второго элемента И, вторым входом второго времен ного селектора, установочным входом первого вспомогательного счетчика и первым входом элемента ИЛИ,второй вход которого подключен к выходу счетчика эталонной частоты, авыход элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И, второй и третий входы которого подключены соответственно к шине Пуски шине "Вход", выход первого вспомогательного счетчика соединен с 35установочным входом триггера, счетный вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ, прямой выход второговспомогательного счетчика соединен с вторым входом первого временного селектора, а инверсный выходвторого вспомогательного счетчикасоединен с вторым входом первогоэлемента И, первый вход которого подключен к выХоду генератора импульсовэталонной частоты.