Устройство для сличения частот

(594 С 01 К 2 Е(;ОРЧ 7д13ЙЛЕОЦ д ЗСЯ 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ТЕЛЬС К АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР 9 482693, кл, С 01 К 23/10, 1975.Тырса В,Е. и др. Анализ погрешнос тей сличения частот по методу совпадения импульсов. - Измерительная тех ника, 1983, В 7, с.49-51.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛИЧЕНИЯ ЧАСТОТ(57) Изобретение относится к областиинформационно-измерительной техникии может быть использовано для поверкичастот высокостабильных генераторов.Устройство для сличения частот содер-.жит генератор 1 опорной частоты, формирователи 2,3 импульсов, элементы И4,9-12, мультивибратор 5, триггеры6,7, 13, 14, элемент ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ8, элементы ИЛИ 15,16, счетчики 17,18, интерфейс 19, микроЭВМ 20, форм 3 юрователь 21, Устройство имеет повышенную точность сличения частот, 2 ил., использоваться для поверки частот вы, сокостабильных генераторов.5Цель изобретения - повышение точности сличения частот.На фиг.1 приведена структурнаясхема устройства; на фиг,2 - временные диаграммы работы устройства. 10Устройство содержит генератор 1опорной частоты 1 (ГОЧ), формирователи 2 и 3 импульсов (ФИ), элементИ 4, мультивибратор 5, триггеры би 7, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, элементы И 9-12, триггеры 13 и 14, элементы ИЛИ 15 и 16, счетчики 17 и 18,интерфейс 19, микроЭВМ 20 и формирователь 21.Выход ГОЧ 1 через последовательно 20соединенные ФИ 2, элемент И 9 и элемент ИЛИ 15 подключен к входу счетчика 17, а выход ФИ 3, вход которогоявляется входом устройства, черезпоследовательно соединенные элемент 25И 11 и элемент ИЛИ 16 - к входу счетчика 18, причем выход ФИ 2 через последовательно включенные элемент И 10и триггер 13 подключен к второму входу элемента ИЛИ 15, а выход ФИ 3 .через элемент И 12 и триггер 14 - квторому входу счетчика 18, Выходы ФИ2 и 3 подключены также к входам элемента И 4, выход которого через последовательно включенные мультивибратор 5, триггер 7 и элемент ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 соединен с объединеннымивторыми входами элементов И 10 и 12,причем инверсный выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 объединен с вторыми 40входами элементов И 9 и 11, третьивходы которых объединены, соответственно, с выходом триггера 6 и выходомтриггера 7,Инверсный выход мультивибратора 5 45через триггер 6 соединен с вторымвходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, аинверсный выход триггера 6 через формирователь 21 подключен к входу готовности интерфейса 19, шина обменакоторого соединена с микроЭВМ 20, ашина данных объединена с выходамисчетчиков 17 и 18. Управляющий выходинтерфейса 19 объединен с управляющими входами ФИ 2 и 3. 5На временных диаграммах фиг,2обозначены напряжения: потока импульс.ов опорной частоты т.(а); потокаимпульсов имсряемой частоты Г (б); пакетов импульсов совпадений на выходе элемента И 4 (в); импульсов на выходе мультивибратора 5 (г); импульсов на инверсном выходе мультивибратора 5 (д); на выходе триггера 7 (е); на выходе триггера 6 (ж); на инверсном выходе триггера б (з); на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 (и); на инверсном выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 (к); импульс на выходе формирователя 21 (л); импульсы опорной частоты, зафиксированные в счетчике 17 (м); импульсы измеряемой частоты, зафиксированные в счетчике 18 (н) .Известно, что абсолютная методическая погрешность способа сличения частот, основанного на подсчете импульсов обеих частот в интервале времени между 1-ми (например, первыми) импульсами двух последовательно идущих пакетов совпадений, составляет за счет квантования по уровню1ЬГиМ Огде Й, - значение опорной частоты;- время измеренияРеально, вследствие наличия инструментальных погрешностей, обусловленных нестабильностью длительности импульсов, участвующих в совпадении, их фронтов, уровней срабатывания схем совпадений и пороговых устройств на их выходах, выделить первые по порядку импульсы в последовательно идущих пакетах совпадений не представляется . возможным, поэтому отсчет будет начат с 1-го импульса первого пакета, а закончен 3-м импульсе второго пакета совпадений, Разность К=/3-.( определяет инструментальную погрешность метода. Тогда суммарная погрешностьбудет равнаКЬЙсм сизм оПредлагаемое устройство позволяетуменьшить значение К, определяющееинструментальную погрешность метода,Устройство работает следующим образом.По команде микроЭВМ 20 "Пуск" открываются ФИ 2 и 3, соответственно, импульсов опорной и измеряемой частот. Импульсы генератора 1 опорной частоты Й через ФИ 2 и импульсы измеряемой частоты Г через ФИ 3 поступают на входы элемента И 4. В момент первого совпадения срабатывает жду 1386936щий мультивибратор 5, На его выходеимеет место положительный перепаднапряжений, которым управляется управляющий триггер 7, Время релаксациивыбирается для мультивибратора 5 так,что он может вернуться в исходноесостояние через время, несколькобольшее периода следования импульсовсовпадений, Разрешающий потенциал,снимаемый с выхода управляющего триггера 7, открывает элемент И 11, атакже подается на вход элемента ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ 8, на другом его входенулевой потенциал, снимаемый с выхода 15управляющего триггера 6, который находится в состоянии 0". Элементы И10 и 12 открываются единичным потенциалом, снимаемым с выхода элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8. С этого моментачерез открытые элементы И 10 и 12. импульсы частот Г, и Г поступаютчерез счетные триггеры 13 и 14, атакже элементы ИЛИ 15 и 16 на входысчетчиков 17 и 18 импульсов соответственно. В этом случае происходитделение частот Г и 2 на два при помощи триггеров 13 и 14, К моментуокончания пакета совпадений в счетччках 17 и 18 будет зафиксирована только половина импульсов первого пакетасовпадений, поэтому можно утверждать,что счет импульсов начат не с первогоимпульса совпадений, а с серединыпакета,После окончания пакета ждущиймультивибратор 5 изменяет свое состояние, при этом положительный импульс, снимаемый с инверсного выходамультивибратора 5, переводит триггер6 из состояния "0" в состояние "1".Положительный потенциал на выходетриггера 6 открывает элемент И 9 и,кроме того, поступает на вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, на другом входе 451которого также высокий потенциал,так как триггер 7 находится в единичном состоянии, При этом на выходеэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 появляетсянулевой потенциал, который закрываетэлементы И 10 и 12, а единичный потенциал, снимаемый с инверсного выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, открывает элементы И 9 и 11. С этого мо.мента импульсы частот 1 и Й посту 55пают в счетчики 17 и 18 через элементы ИЛИ 15 и 16 без деления частотына два. Триггер б при этом находитсяв состоянии "1". С приходом первого импульса нового пакета совпадений мультивибратор 5 вновь перейдет из состояния "0" в состояние "1".Триггер 7 положительным перепадом напряжения, снимаемым с выхода мультивибратора 5, изменяет свое состояние, и нулевой потенциал, появившийся на его выходе, закрывает элемент И 11. Этот же потенциал подается на вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ .8, и с его выхода положительный перепад напряжения открывает элементы И 10 и 12, которые будут открыты до тех пор, пока последний импульс пакета не переведет мультивибратор 5 из состояния "1" в состояние 0. Это означает, что с начала второго пакета совпадений и до его конца через элементы И 9 и 12 импульсы частот 2 и вновь поступают на входы счетчиков 17 и 18 через счетные триггеры 13 и 14 и элементы ИЛИ 15 и 16, т.е, с делением на дваПо окончании пакета совпадений сбрасывается триггер 6, а также закрываются элементы И 9-12, По окончании второго пакета совпадений формирователь 21 выдает импульс об окончании измерения (фиг,2 л), который поступает в интерфейс 19. Этот сигнал является для микроЭВМ 20 разрешением для выполнения считывания информации со счетчиков 17 и 18 и последующих вычислений. Результаты измерений, соответствующие цифровым кодам п и ш накопленные в счетчиках 17 и 18, поступают в микроЭВМ 20 для вычисления измеряемой частоты в соответствии с выражениемпхш ооТаким образом, количества импульсов, зафиксированные счетчиками 17 и 18, ближе к тем количествам импульсов, которые были бы получены при счете импульсов между центрами пакетов совпадений, так как на результате измерения не сказывается разная длина пакетов совпадений,формула изобретенияУстройство для сличения частот, содержащее последовательно соединенные генератор опорной частоты, формирователь импульсов, выход которого объединен с входом элемента И, второй элемент И, второй вход которого объе1386936 динен с выходом второго формирователя импульсов и входом третьего элемента И, мультивибратор и триггер, а также два счетчика, микроЭВМ и интерФейс5 шина данных которого объединена с выходами счетчиков, а шина обмена - с микроЭВМ, причем вторые входы первого и третьего элементов И объединены, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 10 что, с целью повышения точности сличения частот, в него введены последовательно соединенные второй триггер, инверсный выход которого через формирователь подключен к входу готовности интерфейса, а выход объединен с третьим входом элемента И, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, инверсный выход которого объединен с вторым входом элемента И, последовательно соединенные 20"ококчаниа измерение ,Составитель Н.ФедоровТехред Л.Сердюкова Корректор С.Черни Редактор В.Данко Заказ 1493/45Тираж 772 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 М М И) ф Щ Н) четвертый элемент И, третий триггери элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика, последовательно соединенные пятый элемент И, четвертый триггер и второй элемент ИЛИ,выход которого соединен с входом второго счетчика, причем первые входы,четвертого и пятого элементов И соединены соответственно с первыми входами первого и третьего элементов И,вторые входы - с выходом элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которогообъединен с третьим входом третьегоэлемента И и выходом триггерА, а выход интерфейса объединен с управляющими входами формирователей импульсов, при этом инверсный выход мультивибратора подключен к входу второготриггера,