Устройство для преобразования частот импульсных последовательностей

Союз Соеетскии Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 790232(22) Заявлено 10.07. 78 (21) 2644448/18-21с присоединением заявки ИВ(51)М, Кл. Н 03 К 5/19 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕО ПОСЛЕДОИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных системах и автоматике. Устройство предназначено для преобразования двух последовательнос тей импульсов в третью, при этом частота и длительность импульсов третьей последовательности равна соответственно частоте одной и временному интервалу между импульсами другой преоб разуемой последовательности импульсов.Известен преобразователь импульсов г содержащий триггеры, формирователи выходных импульсов, источники зарядного тока, пороговое устройство и времязадающий конденсатор 1 .Недостатком устройства является .невысокая точность, обусловленная разбросом параметров двух источников 2 О постоянного тока, током одного из которых осуществляется заряд, а током другого - разряд времязадающего конденсатора.Известен также преобразователь 25 импульсов, который имеет более высокую точность преобразования, так как э нем исключается погрешность, вносимая разбросом параметров источника постоянного по величине тока благо- Зп БРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТ ИМПУЛЬСНЫХВАТЕЛЬНОСТЕЙ4"даря тому, что заряд и разряд интег,ратора осуществляется через один источник тока и содержит три триггера,элемент И, блок преобразования длительности импульсов в напряжение иэлемент сравнения 21;Недостатками данного устройстваявляются недостаточно широкий частотный диапазон и ограниченные функциональные возможности,Наиболее близким по техническойсущности к предюФгаемому являетсяустройство, содержащее четыре вентиля, счетчик импульсов, состоящий изтриггеров, выходы которых соединеныс входами вентилей 31.Недостатком данного устройстваявляются ограниченные .функциональныевозможности.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей.Указанная цель достигается тем,что в устройство, содержащее четыреэлемента И, первый вход первого изкоторых соединен с первой входнойшиной, единичный вход первого триггера подключен к второй входной шине,первый вход второго элемента И соединен с входной шиной опорной частотыимпульсов, второй вход - с выходомвторого триггера, нулевой вход которого подключен к выходу счетчика импульсов и нулевому входу первого тр гера, первый выход которого подключен к выходной шине устройства и вто рому входу первого элемента И, введен регистр сдвига, вход "Запись" которого соединен с выходом первого элемента И и единичным входом второго триггера, вход считывания - с выходом счетчика импульсов, поразрядный выход - с поразрядным входом счетчика импульсов, а поразрядный вход с поразрядным выходом счетчика импульсов, вход сложения которого подключен к выходу второго элемента И а вход вычитания - к выходу третьего элемента И, первый вход которого соединен с входной шиной опорной частоты импульсов, а второй вход - с нулевым выходом первого, триггера и пер вым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к первому входу первого элемента И, а выход - к входу установки счетчика импульсов.На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит счетчик 1 импульсов, выполненный реверсивным, регистр 2 сдвига, триггеры 3 и 4, элементы 5-8 И, входные шины 9-11, выходную шину 12. Шина 10 подключена к первым входам элементов 5 и б И, Второй вход элемента 5 И соединен с аиной 12 и с единичным выходом триг гера 3, единичный вход которого соединен с шиной 11. Второй вход элемента б И соединен с нулевым выходом триггера 3 и с первым входом элемента 7 И, второй вход которого соединен с шиной 9 и с первым входом элемента 8 И, Выход элемента 5 И подключен к единичному входу триггера 4 и ко входу записи регистра 2. Выход элемента б И подключен к установочному входу счетчика 1. Выход элемента 7 И подключен ко входу вычитания, а выход элемента 8 И - ко входу сложения реверсивного счетчика 1. Второй вход элемента 8 И подключен к единичному выходу триггера 4, Нулевые входы триггеров 3 и 4 подключены к выходу счетчика 1 и ко входу считывания регистра 2. Поразрядные выходы счетчика 1 соединены с поразрядными входами регистра 2, а поразрядные выходы регистра 2,подключены к поразрядным входам счетчика 1.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии регистр 2 и триггеры 3, 4 находятся в нулевом состоянии. Элементы 5 и 8 И закрыты по вторым входам низкими (запрещающими) потенциалами триггеров 3 и 4, элемент б И открыт по второму входу,а элемент 7 И по первому входу высоким (разрешающим) потенциалом нулевого выхода триггера 3. Первая последовательность импульсов Е поступаетна шину 10, вторая последовательностьимпульсов Е поступает на шину 11,На шину 9 поступают высокочастотныеимпульсы опорной частоты Ео . Импульсы опорной частоты Ео поступают через элемент 7 И на вычитающий вход 1 счетчика 1.С приходом очередного импульсапоследовательности Е открываетсяэлемент б И, выходной сигнал которого поступает на установочный входсчетчика 1, устанавливая его (по пе-реднему фронту) в нулевое состояние.После этого при поступлении на вычитающий вход с выхода элемента 7 И импульсов опорной частоты Ед счетчик1 начинает работать в режиме вычита ния до прихода второго импульса Е(момент времени с - на фиг . 2), приэтом соответствующее произвольномумоменту временитекущее показаниесчетчика 1 й в дополнительном коде я 5 пропорционально интервалу временис -с с момента поступления предшествовавшего импульса последовательности Е . К моменту поступления второгоимпульса Е в счетчике 1 запишется З( число в дополнительном коде, пропорциональное длительности периода следования импульсов первой последовательности - Н . С приходом второгоимпульсасчетчик 1 снова сбрасывается, после чего снова начинает работать в режиме вычитания до приходатретьего импульса, С приходом третьего импульса Е весь процесс повторяется .С приходом первого импульса последовательности Е (момент временина диаграмме фиг. 2) триггер 3 устанавливается в единичное состояние ина шине 12 формируется передний фронтпервого выходного импульса последова тельности Е, При установке триггера3 в единичное состояние открываетсяпо второму входу элемент 5 И и закрываются по второму входу элемент б Ии по первому входу элемент 7 И. При 50 этом прекращается поступление импульсов опорной частоты Ео на вычитающий вход счетчика 1, в котором остается записанным в дополнительном коде число й, пропорциональное интеру валу времени от момента времени сдо с(см. диаграмму на фиг. 2) . Сприходом очередного импульса Е (момент времени с)открывается элемент5 И, выходной сигнал которого (попереднему Фронту) осуществляет пере- запись числа й 1.из счетчика 1 в регистр 2 и устанавливает триггер 4 вединичное состояние. При этом открывается элемент 8 И, с выхода которогоимпульсы опорной частоты.Е начинают 65 поступать на вход сложения счетчика1 до его переполнения . При переполнении счетчика 1 (момент времени с)им-пульс переполнения устанавливает в исходное (нулевое) состояние триггеры 3 и 4 и считавает содержимое регистра 2 в счетчик 1. При этом регистр 2 устанавливается в исходное состояние, а в счетчике 1 снова запишется в дополнительном коде число Н , пропорциональное интервалу времейи При установке триггеров 3 и 4 в нулевое состояние на шине 12 формируется задний фронт первого импульса Гзакрывается элемент 8 И и открываются элементы б и 7 И. При открывании элемента 7 И импульсы опорной частоты Г снова начинают поступать на вычитающий вход счетчика 1, который начинает отсчитывать значение текущего временного интервала. Показание счетчика 1 в дополнительном коде в каждый момент времени пропорционально интервалу времени с момента поступления предшествующего импульса серии Г, а устройство вновь готово к формиронанию выходного импульса. При поступлении очередного импульса последовательности Г цикл рабаты устройства повторяется, формируется выходной импульс по сигналу переполнения счетчика 1, после чего на счетчик 1 переписывается из регистра 2 код, соответствующий длительности временнога интервала с момента предшествовавшего импульса Г и счетчик 1 переключается на режим вычитания опорных импульсов и формирования кода текущего временного интервала,В дальнейшем работа устройстна протекает аналогично.Конструктивные особенности предлагаемого устройства позволяют расширить частотный диапазон,преобразователя. Устройство обеспечивает нормальную работу независимо ат времени поступления импульсов последовательности Г относительно импульсов последовательности Г . Поэтому при ныбранном значении Г имеется возможность повышать частоту Г до зна 2 чения Г .Кроме того расширяются функциональные возможности устройства. Так как устройство осуществляет измерение (запоминание) длительности каждого периода последовательности Г (работает в следующем режиме), то с приходом очередного импульса Г на вы 15 2 О 25 30 35 45 50 ходе устройства формируется выходнойимпульс, длительность которого равнадлительности периода, совпадающегос этим импульсом Г . Таким образом,осуществляется преобразование без дополнительной погрешности как при постоянном значении, так и при переменных значениях периодов импульсовпоследовательности. Формула изобретения Устройство для преобразованиячастот импульсных последовательностей, содержащее четыре элемента И,первый вход первого из которых соединен с первой входной шиной, единичный вход первого триггера подключен к второй нходной шине, первыйвход второго элемента И соединен свходной шиной опорной частоты импульсан, второй вход - с выходом второго триггера, нулевой вход которогоподключен к выходу счетчика импульсов и нулевому входу первого триггера, первый выход которого подключенк выходной шине устройства и второму входу первого элемента И, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей, в него введен регистрсдвига, вход "Запись " которого соединен с выходом первого элемента Ии единичным входом второго триггера,вход считывания - с выходом счетчика импульсов, поразрядный выход - споразрядным входом счетчика импульсов, а поразрядный вход - с пораз -рядным выходом счетчика импульсов,вход сложения которого подключен квыходу второго элемента И, а входвычитания - к выходу третьего элемента И, первый вход которого соединен с входной раиной опорной частотыимпульсов, а второй вход - с нулевымвыходом первого триггера и первымвходом четвертого элемента И, второйвход которого подключен к первомувходу первого элемента И, а выходк входу установки счетчика импульсов .Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 405172, кл. Н 03 К 5/156, 1974.2, Авторское свидетельство СССРР 515268, кл. Н 03 К 5/136, 1976.3. Авторское свидетельство СССРР 456366, кл . Н 03 К 21/36, 1972,790232 ушнико кт г Тираж 995 ПоИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытийМосква, Ж,. Раушская наб., д, 4/5 Заказ 9069 ое илиал ПП ент , г . Ужгород, ул . Проектная оставитель А. Мамросенкоехред А,4 епанская КорректорС. Шекмар