Устройство для измерения отношения частот двух сигналов

СОЮЗ СЯЗЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН бИ 4 С 01 К 23/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Фиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР В 1242844, кл, С О К 23/02, 986.Авторское свидетельство СССР Ф 883776, кл. С 01 К 23/02, 1981, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ЧАСТОТ ДВУХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение может быть использовано для измерения отношения частот, периодов, а также частоты и периода электрических сигналов. Цель изобретения - повышение быстродействия работы устройства. Устройство содержит процессор 1, счетчики 2 и 3 импульсов, КЯ-триггер 4, триггеры 5 80 ховав д 1 и 6, элемент ИЛИ 11 и элементы И 13 и 4. Введение триггеров 7 - 10, элемента ИЛИ 2 и образование новых функциональных связей исключают необходимость подготовительного измерения, имеющего целью установить, какая из частот 1 и 1 больше. Воз- можности устройства могут быть расширены посредством занесения в счетчики 2 и 3 импульсов различных чисел Н, и Ц . Так, задавая Н, = 1, а М ) 1, можно измерят длительность однократных временных интервалов, уловлетворяющих условию Т (М /, где Т ц - время интервала.г Задавая К, равным целому числу,Ф можно измерять длительность различно. го числа периодов неизвестной частоты. 3 ил.С:Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения отношения частот, отношения периодов, а также частоты и периода электрических сигналов.ель изобретения - повышение быстродействия путем сокращения времени измерения.На фиг.1 представлена структурная схема устройства на фиг.2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие его принцип работы.Устройство содержит процессор 1, счетчики 2 и 3 импульсов, 15 -триггер 4, триггеры 5-10, элементы ИЛИ 11 и 12, элементы И 13 и 14, входы 15 и 16 соответственно частотии шину 17 данных.Шина 17 данных процессора 1 соединена с информационными входами и выходами счетчиком 2 и 3 импульсов, при этом первый управляющий выход процессора 1 подключен к 5 -входу 15-триггера 4, второй и третий управляющие выходы - к входам записи данных соответственно счетчиков 2 и 3 импульсов, а четвертый и пятый управляющие выходы - к входам чтения данных соответственно счетчиков 2 и 3 импульсов, счетные входы которых соединены соответственно с выходами элементов И 13 и 14.,Первые входы последних являются входами соответственно первой и второй измеряемых частот,причем эти входы объединены соответственно с С-входами триггеров 5 и 9 и триггеров 6 и 10, а вторые входы элементов И 13 и 14 подключены к выходу элемента ИЛИ 11 и управляющему входу процессора 1. Сигнальные выходы счетчиков 2 и 3 импульсов соединены через элемент ИЛИ 12 и 1 -входом РБ -триггера 4, выход которого объединяет 2 -входы триггеров 5 и 6. Выходы триггеров 5 и 6 соединены с Р-входами соответственно триггеров 7, 10 и 8,9, а также с С-входами соответственно триггеров 8 и 7, выходы которых подключены к 8 -входам соответственно триггеров 9 и 10. Входы элемента ИЛИ 11 соединены с выходами триггеров 9 и 10.Устройство работает следующим образом.Перед началом измерения процессор 1 устанавливает в исходное состояние все элементы устройства, в регистры программируемых счетчиков 2 и 3импульсов заносит код числа И -1,где Н - некоторое заданное число.При этом триггеры 4-6, 9 и 10 находятся в нулевом, а триггеры 7 и 8н произвольном состояниях. В момент1,фиг.2 и 3начала измерения процессор вырабатывает на своем первомуправляющем выходе сигнал "1", кото О рый переводит 15-триггер 4 в единичное состояние. Ближайшие послеимпульсы частот 1, и 1 моменты ,и 1 заносят "1" с выхода Я 5 -триггера 4 соответственно в триггеры 5 и6. Если первым после момента 1 приходит импульс частоты 1, (этому случаю соответствуют временные диаграммы на фиг.2), то первым устанавливается в единичное состояние триггер 5.20 Переключение его выходного сигналаиз "0 в "1" записывает "0с выхода триггера 6 в триггер 8, разрешаязапись "1" в триггер 10. Ближайший 2.5импульс частотымомент)кроме записи "1" в триггер 6, записывает "1" в триггер 1 О, "1" с выходакоторого через элемент ИЛИ 11 разрешает прохождение импульсов частотисоответственно через элементы И 13 и 14 и на счетные входысчетчиков 2 и 3 импульсов. Переключение выходного сигнала триггера 6из "0" в "1" записывает "1" в триггер 7, "1" с выхода которого удержи вает триггер 9 в нулевом состояниив течение данного измерения. Приравенстве одного из подсчитываемыхв программируемых счетчиках 2 и 3импульсов количеств импульсов частотилизаданному числу-1 (момент 1) на его сигнальном выходепоявляется "1", которая через элемент ИЛИ 12 сбрасывает 85-триггер 4.Ближайшие после момента 1 импульГ 45 сы частот , изаписывают "0" втриггеры 5 и 6, а ближайший импульсчастоты(момент т, ), следующийпосле ближайшего с моментаим -Гпульса частоты , (момент т), запи О сывает "0" в триггер 10. Переключение выходного сигнала триггера 10 из"1" в "0" через элемент на управляющий вход процессора 1 свидетельствует об окончании счета импульсов, а55 "0" с выхода элемента ИЛИ 11 запрещает прохождение импульсов частот ичерез элементы И 13 и 14 на счетные входы счетчиков 2 и 3 импуль3 1308 сов. Процессор 1 считывает содержимое счетчиков 2 и 3 импульсов и производит необходимые вычисления из соотно- шения 5) (1)С 2где г 1 с, и 1 с - содержимое счетчиков 2 и 3 соответственно по окончании счета. ОЕсли первым после момента с приходит ближайший импульс частоты 1 (этому случаю соответствуют временные диаграммы на фиг.3), то первым устанавливается в единичное состоя ние триггер 6 (момент п ) . Переключение его выходного сигнала из "О" в "1" записывает "0" с выхода триггера 5 в триггер 7, а бл иайший импульс частоты , (момент 1 и,), кроме запи - 20 си "1" в триггер 5, записывает "1" с выхода триггера 6 в триггер 9, "1" с выхода которого через элемент ИЛИ 11 разрешает съем импульсов обеих.частот. Переключение выходного сигнала триггера 5 из "0" в "1" зайисывает "1" в триггер 8, "1" с выхода которого удерживает в течение всего измерения триггер 10 в нулевом состоянии. 30Далее устройство работает так же, как и в предыдущем случае, за исключением того, что ближайший после момента й п импульс частоты с, (момент,) записывает "0 с выхода триггера 6 в триггер 9, переключение выходно го сигнала которого из "1" в "0" приводит к такому же .изменению выходного сигнала элемента ИЛИ 11.40формула (1) отражает предположение, что время счета обеих частот одно и то же, т.е. Тс -Т . Из диагС 1раммы (Лиг.2 и 3) видно, что абсолютная погрешность измерения от такого 45 предположения не превьппает длительность одного периода большей из частот , и 1, а учитывая тот факт, что количество периодов большей из частот по крайней мере равно задан ному числу Й, можно утвердить, что относительная погрешность не превьппает величины + 1/М.Устройство позволяет исключить необходимость подготовительного изме рения, имеющего целью установить, какая из частот , и 1 п больше, и тем самым повысить быстродействие. 919 4Возможности устройства могут быть расширены посредством занесения в счетчики 2 и 3 импульсов различных чисел Я, и 1 . Так, например, задавая 1, = 1, а Н1, можно измерять длительность однократных временных(интервалов, удовлетворяющих условию ТпВ /, задавая М равным целому числу, можно измерять длительность различного числа периодов неизвестной частоты и т.п. Формула изобретенияУстройство для измерения отношения частот двух сигналов, содержащее процессор, два счетчика импульсов, три триггера, один из которых 15-триггер, элемент ИЛИ и два элемента И, в котором шина данных процессора соединена с информационными входами и информационными выходами счетчиков импульсов, первый управляющий выход процессора - с 5 -входом 115-триггера, второй и третий управляющие выходы - с входами записи данных соответственно в первый и второй счетчики импульсов, а четвертый и пятый управляющие выходы - с входами чтения данных соответственно из первого и второго счетчиков импульсбв, счетные входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, причем первые входы элементов И являются входами соответственно первой и второй измеряемых частот, а вторые входы соединены между собой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,.с целью повьппения быстродействия, в него введены четыре триггера и второй элемент ИЛИ, причем сигнальные выхо-, ды первого и второго счетчиков импульсов соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к к -входу 5- триггера, выход 15-триггера соединен с 3 -входами первого и второго триггеров, выходы которых соединены с 3 -входами соответственно третьего, шестого н четвертого, пятого триггеров, а также с С-входами соответственно четвертого и третьего триггеров, С-входы первого и пятого триггеров подключены к первому входу первого элемента И, С-входы второго и шестого триггеров - к первому входу второго элемента И, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторыми входами первого и второгоффф Мг о н и К 1 г.2 Миг фи 1 Составитель Н.Федороведактор О.йрковецкая Техред А.Кравчук орректор М. 1 царо одписное 1793/36 Тираж 731ВНИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб. Зак д.4 зводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4 1 5элементов И и с управляющим входом процессора, входы первого элемента ИЛИ соединены с выходами пятого и 1308919 6шестого триггеров, Р -нходы которых подключены соответственно к выходам третьего и четвертого триггеров.