Устройство для измерения частоты следования импульсов

(5115 6 01 й ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР БРЕТЕН д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ скийинсти(72) В.Н,Лабичев и В.Г.Перов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛ(57) Изобретение может бытьдля измерения средней частпоследовательности импульсдля регистрации ионизирующ АСовано айной борах чений. 21) 4386109/2122) 24,12,8746) 15,12.91. Бюл, М 4671) Вологодский политех СССР980,СССР1985.ЕРЕНИЯЬСОВиспольоты случов в приих излу 1698819 А 1 Цель - повышение точности измерения частоты следования импульсов - достигается введением в устройство регистра 10, компаратора 11, элемента И 12 и клеммы 13 сброса, Устройство содержит также генератор 1 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 2, функциональный преобразователь 3 двоичного кода, счетчик 4 с управляемым коэффициентом пересчета, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 5, триггер 6, элемент ИЛИ 7, входную клемму 8, выходную шину 9, В устройстве устранено влияние на выходную величину информации, не относящейся к предыдущему циклу подсчета, а также блокировки информации, содержащейся в ОЗУ.5 на момент включения устройства. 2 ил.20 40 45 50 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения средней частоты случайной последовательности импульсов в приборах для регистрации ионизирующих излучений,Целью изобретения является повышение точности измерений.На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие его работу,Устройство для измерения частоты следования импульсов содержит генератор 1 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 2, функциональный преобразователь 3 двоичного сигнала, счетчик 4 с управляемым коэффициентом пересчета, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 5, триггер 6, элемент ИЛИ 7, входную клемму 8, выходную шину 9, регистр 10, компаратор 11, элемент И 12 и клемму 13 сброса.Выход элемента ИЛИ 7 соединен с информационным входом ОЗУ 5, выход которого соединен с вторым входом элемента И 12, выход которого соединен с входом вычитания реверсивного счетчика 2, выход которого соединен с выходной шиной 9 и входом функционального преобразователя 3 двоичного сигнала, выход которого соединен с информационным входом регистра 10 и входом управления счетчика 4 с управляемым коэффициентом пересчета, выход которого соединен с адресным входом ОЗУ 5 и первым входом компаратора 11, выход которого соединен с первь 1 м входом элемента И 12, при этом второй вход компаратора 11 соединен с выходом регистра 10, вход синхронизации которого соединен с выходом переполнения счетчика 4 с управляемым коэффициентом пересчета, вход синхронизации которого, вход "Запись-считывание" ОЗУ 5 и первый вхсд триггера б соединены с выходом генератора 1 тактовых импульсов, вторые входы триггера б элемента ИЛИ 7 и вход суммирования реверсивного счетчика 2 соединены с входной клеммой 8, выход триггера 6 соединен с первым входом элемента ИЛИ 7, а входы сброса реверсивного счетчика 2, регистра 10 и счетчика 4 с переменным коэффициентом пересчета соединеныы с клеммой 1 3 сброса,Устройство работает следующим образом.В некоторый момент времени на клемму 13 подается импульс, по которому обеспечивается обнуление содержимого реверсивного счетчика 2, счетчика 4 с управляемым коэффициентом пересчета и регистра 10. Импульсы реги.трируемого потока частоты 1 х (фиг.2 б) с входной клеммы 8 поступают на вход суммирования реверсивного счетчика 2 и вторые входы триггера 6 и элемента ИЛИ 7,Каждый импульс тактовой частоты с выхода генератора 1 (фиг.2 а) своим передним фронтом увеличивает на 1 содержимое счетчика 4 (фиг.2 д) и одновременно переводит оперативное запоминающее устройство 5 в режим опроса ячейки с адресом А (фиг.2 г), равным установившемуся на данный момент содержимому счетчика 4. На выходе. ОЗУ 5 при наличии в опрашиваемой ячейке сигнала высокого логического уровня формируется импульс, равный по продолжительности длительности положительного потенциала сигнала синхронизации от генератора 1. По окончании импульса синхронизации ОЗУ 5 работает в режиме записи сигнала, сформированного на выходе элемента ИЛИ 7, в опрошенную ячейку(фиг.2 в). Совместная работа триггера 6 и элемента ИЛИ 7 исключает потерю информации при записи сигналов в адресуемые ячейки ОЗУ 5, По приходу положительного потенциала входного импульса на первый вход элемента ИЛИ 7, на его выходе, соединенном с информационным входом ОЗУ 5, формируется сигнал высокого логического уровня. При условии, что длительность импульса Ти на выходе генератора 1 тактовых импульсов не превосходит длительности Твх импульсов входного потока, а период То импульсов синхронизации не превосходит минимального интервала Тмин между входными импульсами, установившийся сигнал логической единицы на выходе элемента ИЛИ 7 сохранится до ближайшего отрицательного перепада импульса синхронизации и будет записан в одну из соседнихячеек ОЗУ 5 (фиг. 2 в,г),Реверсивный счетчик 2 подсчитывает разность частот сигналов на его входах и код разности Мх поступает на выходную шину 9 и вход функционального преобразователя 3, На выходе функционального преобразователя 3 формируется сигнал Е(Кх) (фиг,2 д), определяющий текущее значение коэффициента пересчета счетчика 4. В процессе первого цикла заполнения ОЗУ 5 передача информации из него на вычитающий вход реверсивного счетчика 2 блокируется низким уровнем сигнала, воздействующим с выхода компаратора 11 на первый вход элемента И 12(фиг.2 е), обусловленным нулевым значением содержимого регистра 10, В этих условиях содержимое ОЗУ 5 на момент включения не оказывает влияния на результаты измерений.Опрос содержимого и запись информации в последовательно расположенныеячейки ОЗУ 5 продолжается до тех пор, пока содержимое счетчика 4 не достигнет текущего значения сигнала (фиг.2 д), формируемого на выходе функционального преобразователя 3. В этот момент на выходе переполнения счетчика формируется импульс, обеспечивающий запись в регистр 10 двоичной кодовой комбинации, равной достигнутому в данном цикле значению коэффициента пересчета 21 (Й), с последующим обнулением счетчика 4.По приходу каждого последующего импульса синхронизации на выходе ОЗУ 5 формируются импульсы, задержанные относительно сигналов входного потока 1 х на времяТ 1 =Т. 21 (Нх) (1)где То - период следования импульсов навыходе генератора 1;2 (Йх) - значение сигнала на выходе функционального преобразователя 3 на момент сброса счетчика 4 в исходное состояние,При этом на выходе компаратора 11 устанавливается сигнал высокого логического уровня, разрешающего прохождение импульсов с выхода ОЗУ 5 через элемент И 12 на вычитающий вход реверсивного счетчика 2 (фиг.2 е),В процессе дальнейшей работы устройства реверсивный счетчик 2 подсчитывает разность частот сигналов, воздействующих на его входы, по мере достижения содержимым счетчика 4 значения двоичного сигнала на выходе функционального преобразователя 3 осуществляется новая запись информации в регистр 10 с последующим сбросом счетчика 4, и так далее, Причем в случае, если в очередном )+1-ом цикле текущее значение содержимого счетчика 4 гн 1(М 4) превысит значение 2 (Мх), достигнутое в предыдущем)-ом цикле и записанное регистром 10, то на выходе компаратора 11 формируется сигнал низкого логическогоуровня, блокирующий поступление информации с.,выхода ОЗУ 5 через элемент И 12 на вычитающий вход реверсивного счетчика 2. Тем самым устраняется влияние информации, записанной в предшествующих )-му циклах, на результат измерения и обеспечивается повышение точности работы устройства при измерении нестационарныхчастотных сигналов, математическое ожидание которых немонотонно изменяется во времени (характеризуется знакопеременной первой производной),Таким образом, на момент )+1-го цикла установки счетчика 4 в исходное состояние, на выходе устройства формируется сигналИ+1(х), установившееся значение которогоравно 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 М 1+1 (х) = х Т 1, (2) где Т 1 - время работы счетчика 4 между двумя -м и )+1-м) соседними сбросами в исходное состояние, С учетом (1), взаимосвязь сигнала Йх на выходной шинс 9 устройства и значений математического ожидания частоты следования импульсов входного сигнала принимает видЙх = 1 х То2(йх), (3) причем эта зависимость нелинейна для случаев 2(ИХ) 4 сопы. Требуемый закон преобразования Й, = Е фх) обеспечивается за счет соответствующей настройки функционального преобразователя 3.Повышение точности измерения частотных сигналов со знакопеременной первой производной достигается за счет устранения влияния на выходную величину информации, не относящейся к предыдущему циклу подсчета, а также блокировка информации, содержащейся в ОЗУ 5 на момент включения устройства,Формула изобретения Устройство для измерения частоты следования импульсов, содержащее генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик, функциональный преобразователь двоичного сигнала, счетчик с управляемым коэффициентом пересчета, оперативное запоминающее устройство, триггер, элемент ИЛИ, входную клемму, выходную шину, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены регистр, компаратор, элемент И и клемма сброса, выход элемента ИЛИ соединен с информационным входом оперативного запоминающего устройства, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с входом вычитания реверсивного счетчика, выход которого соединен с выходной шиной и с входом функционального преобразователя двоичного сигнала, выход которого соединен с информационным входом регистра и входом управления счетчика с управляемым коэффициентом пересчета, выход которого соединен с адресным входом оперативного запоминающего устройства и первым входом компаратора, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход компаратора соединен с выходом регистра, вход синхронизации которого соединен с выходом переполнения счетчика с управляемым коэффициентом пересчета, вход синхронизации которого, вход" Запись-считывание" оперативного запоминающего устройства и первый вход триггера соединены с выходом . генератора тактовых импульсов, вторые вхо 1698819ды триггера, элемента ИЛИ и вход суммирования реверсивного счетчика соединены с входной клеммой, выход триггера соединен с первым входом элемента ИЛИ, а входы сброса реверсивного счетчика, регистраи счетчика с переменным коэффициентом пересчета соединены с клеммойсброса.