Цифровой измеритель скважностипрямоугольных импульсов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реснубпик(22) Заявлено 0503.79 (21) 2734356/18-21с присоединением заявки Йо(51)М. Кл.з С 01 В 23/10 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторы иэобретеии В.Дюняшев и А.И.Левтеров 71) Заявите рьковский автомобильно-дорожный инс 54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКВАЖНОСТ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ брете тельн зован едств е ией измерииспольнепосрти. 10 тного цифровогнедостаточнаякважности пряа счет погреши в, 1 ерой е 20 повышжности влястинаотносится к электротехнике и может быть для отсчета скважности но в единицах скважнос Известно устройство для измеренияскважности последовательности прямоугольных импульсов, содержащее замкнутые контакты, переключатель, схемунормирования импульсов по амплитуде,регулятор напряжения, вольтметр итриггер 1,Однако известное устройство имеетнедостаточную точность измеренияскважности прямоугольных импульсоИзвестно также устройство, соджащее генератор импульсов зталоннчастоты, первый и второй ключи, длитель частоты следования импульстриггер и начетчик импульсов 2,Недостатком этого устройства яется неточность измерения скважнопрямоугольных импульсов, так какчало измерения, задаваемое пусковымимпульсом, поступающим на один извходов триггера, осуществляется влюбой случайный момент времени поотношению к моментам поступления импульсов измеряемой последовательности, а момент окончания измерения все да совпадает с присутстви м импульса на входе измерителя,Наиболее близким к предлагаемому по функциональному назначению и технической сущности является устройство, содержащее генератор эталонных импульсов, четыре ключа, делитель частоты следования импульсов, четыре триггера, делитель частоты на два, логический элемент И, логический элемент НЕ и счетчик импульсов Недостатком извес о измерителя являетсяточность измерения с мо угольных импульсов з о ти квантованияЦель изобретения ение точ ности измерений сква прямоугольных импульсов.Поставленная цель достигается те что в устройство, содержащее генера тор эталонных импульсов., выход кото рого подключен к первым входам элементов И, вторые входы которых через соответствующие формирователи входных импульсов соединены с входной шиной устройства, счетный триггер, выход которого подключен к первому входу первого ключа, ВЯ - триггер, 80895540 45 50 55 60 65 прямой выход которого подключен кпервому входу второго ключа, третийключ, выход которого соединен совходом делителя частоты, регистрирующие счетчики, в него дополнительно введены регистр, реверсивный ивычитающий счетчики, блок выцеленияпервого импульса пакета, элемент ИЛИ,элемент задержки и ключ, причем выход блока выделения первого импульсапакета соединен со входом четноготриггера, прямой выход которого подключен к третьему входу первого элемента И и к первому входу блока выделения первого импульса пакета,второй вход которого соединен с выходомвторого элемента И, инверсный выходсчетного триггера подключен ко второму входу второго ключа, и первымвходом регистра, третьего и дополнительного ключей, выход последнегосоединен с В - входом ВЯ - триггера,Б - вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход - непосредственно ко второму входу третьего ключа и через элемент задержкик первому входу реверсивногосчетчика, выход которого соединен со счетным входом первого регистрирующегосчетчика, вторыми входами дополнительного ключа и регистра, третийвход которого подключен к счетномувходу второго регистрирующего счетчика и выходу вычитающего счетчика,вход которого соединен с выходомвторого ключа, третий вход которогоподключен к выходу генератора эталонных импульсов, третьему входу третьего ключа и второму входу первогоключа, выходы делителя частоты и первого ключа через элемент ИЛИ подключены ко второму входу реверсивногосчетчика, разрядные выходы которогочерез регистр подключены к разряднымвходам вычитающего счетчика, а разрядные выходы регистра соединены сразрядными входами реверсивного счетчика,На фиг, 1 приведена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройстваУстройство содержит входную шину1, делитель 2 частоты, формирователи3 и,4 входных импульсов, генератор5 эталонных импульсов, элементы И би 7 блок 8 выделения первого импульса акета совпадений, НБ - триггер 9;счетный триггер 10, ключи 11-14, элемент ИЛИ 15, реверсивный счетчик 16,регистр 17, вычитающий счетчик 18,регистрирующие счетчики 19 и 20 иэлемент задержки 21,Устройство работает следующим образом,Импульсы с генератора 5 эталонныхимпульсов с частотой йз и длительностью ь 1 поступают на первые входынормально закрытых ключей 11-13 и напервые входы элементов И б и 7, На вторые входы элементов И б и 7 поступают импульсы с формирователей импульсов 3 и 4. Формирователь 3 формируетимпульсы длительностью(гдедлительность входных импульсов)5.по переднему фронту входного импульса, а формирователь 4 формирует импульсы длительностью Япо зад 3нему фронту входного импульса,При условии близости частот Г иГ = ф (где Т - период следованиявходйых импульсов) совпадения импульсов на выходах элементов И б и 7 импульсы идут пакетами из-за плавногосмещения импульсов одной частоты относительно импульсов другой частоты,Количество импульсов в пакетах прямопропорционально соответственно величинам Г + Т и+ Г и обратноПропорцйонально разности периодов Ти Т 9 = -, а начала пакетов совпаде 20 ния импульсов эталонной частоты симпульсами с формирователей 3 и 4разнесены на время,, т (фиг.2). После поступления комайды Пускожидается ; начало пакета с элемента25 И 6, после чего импульс с выхода блока 8 выделения первого импульса пакета совпадений поступает на счетныйвход триггера 10, Триггер 10 перебрасывается в противоположное состояниеи логическая единица поступает навходы элемента И 7 и ключ 11, В результате открывается ключ 11 и черезэлемент ИЛИ 15 в реверсивный счетчик16 импульсов в дальнейшем будут поступать эталонные импульсы.1 При начале пакета совпадений импульсов с формирователя 4 и эталонныхимпульсов перебрасывается триггер 9. Логическая единица с выхода триггера 9 поступает на вход ключей 12 и 13. Ключи 12 и 13 остаются закрытыми нулевым уровнем с триггера 10,Импульс, соответствующий перепаду напряжения на выходе триггера 9, задержанный элементом 21 задержки на время переходных процессов в реверсивном счетчике 16 импульсов, поступает на вход последнего и переводит ,его в режим вычитания. Этот же импульс осуществляет перезапись содержимого реверсивного счетчика 16 импульсов в регистр 17.С этого момента времени эталонные импульсы, поступаяв реверсивный счетчик 16 импульсов,будут уменьшать его содержимое до обнуления последнего, В этот момент импульс переноса с выхода реверсивногосчетчика 16 импульсов поступает всчетчик 19. Кроме того, этот импульспереноса подается на регистр 17 и осуществляет перезапись его содержимого в реверсивный счетчик 16 импульсов. Затем снова производится операция вычитания, Этот процесс будет продолжаться до момента появления первого импульса нового пакета совпаденийна выходе элемента И 6. Импульс совпадения с выхода блока 8 выделения6 ервого импульса пакета совпаденийпоступает на счетный вход триггера10 и перебрасывает последний в исходное состояние, в результате чегозакрываются блок 8 выделения первого импульса пакета совпадений, элементИ 7 и ключ 11, одновременно логическая единица с нулевого выхода триггера 10 открывает ключи 12, 13 и, кроме того, поступает на регистр 17 и 1 О переписывает его содержимое в вычитающий счетчик 18 импульсов. В счетчике 19 импульсов будет зафиксирована целая часть величины скважности,чике 16 импульсов останется записанным какой-то код, меньший содержимого регистра 17, характеризующий наличие дробной части величины скважности. Для ее определения этапонные импульсы поступают одновременно через открытые ключи 12 и 13 соответственно на делитель 2 частоты, соединенный через элемент ИЛИ 15 с реэерсивным счетчиком 16 импульсов, и уавычитающий счетчик 18 (емкость 10делителя 2 частоты выбирается в .за"висимости от необходимой точностивычисления дообной часТи величиныскважности). При обнулении вычитающего счетчика 18 импульс переноса сего выхода по"гупает в счетчик 20,где фиксируется код числа, соответствующий дробной части величины скважности. Одновременно импульс переноса с вычитающего счетчика 18 импульсов 35поступает на регистр 17 и осуществляет перезапись его содержимого в вычитающий счетчик 18 импульсов, Затем снова производится операция вычитания. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока на выходе реверсивного счетчика 16 импульсов йе появится импульс переноса, соответствующий его обнулению, который посгупает через открытый ключ 14 на второй вход триггера 9 и перебрасывает его в исходное состояние, в результате чего закрываются ключи 12 и 13, прекращая тем самым поступление эталонных импульсов соответственно в делитель 2 частоты и вычитающий счетчик 18 импульсов, Этот же импульс переноса поступает на счетчик 19, Таким образом, значение величины скважности будет равнои0где щ, и - коды, зафиксированные соответственно в счетчиках19 и 20,10 - емкость делителя 2 ча:тоИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 9424082, кл. С 01 И 23/02, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР М 376728, кл. 6 01 В 23/02, 1971. 3. Авторское свидетельство СССР Р 550589, кл. С 01 В 23/00, 1975, ВО ты. формула изобретения Цифрозой измеритель скважносги прямоугольных импульсов, содержащийгенератор эталонных импульсов, выход которого подключен к первым входам элементов И, вторые входы которых через соответствующие формирователи входных импульсов соединены свходной шиной устройства, счетныйтриггер, выход которого подключен кпервому входу первого ключа, ВЯтриггер, прямой выход которого подключен к первому входу второго ключа, третий ключ, выход которого :оединен со входом делителя частоты,регистрирующие счетчики, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерений, в негодополнительно введены регистр, ревер- В общем случае в реверсивном счет-. 5 сивный и вычитающий счетчики, блоквыделения первого импульса пакета,элемент ИЛИ, элемент задержки и ключ,причем выход блока выделения первого импульса пакета соединен со вхо 3) дом четного триггера, прямой выходкоторого подключен к третьему входу первого элемента И и к первомувходу блока выделения первого импульса пакета, второй вход которого соер 5 динен с выходом второго элемента И,инверсный выход счетного триггераподключен ко второму входу второгоключа, и первым входом регистра,трзтьего и дополнительного ключей,ЗОвыход последнего соединен с й - входом КЯ - триггера, Б - вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход - непосредственноко второму входу третьего ключа ичерез элемент задержки к первомувходу реверсивного счетчика, выходкоторого соединен со счетным входомпервого регистрирующего счетчика,вторыми входами дополнительного ключа и регистра, третий вход которого40 подключенк счетному входу второгорегистрирующего счетчика и выходувычитающего счетчика, вход которогосоединен с выходом второго ключа,третий вход которого подключен к45 выходу генератора эталонных импульсов, третьему входу третьего ключаи второму входу первого ключа, выходы делителя частоты и первого ключа через элемент ИЛИ подключены ко50 втоРому входу Реверсивного счетчика,Разрядные выходы которого .через регистр подключены к разрядным входамвычитающего счетчика, а разрядныевыходы регистра соединены с разрядными входами Реверсивного счетчика.808955 Составитель Е.Мосолковедактор Н.Кешеля Техред А.Бабинец Корректор М.Дем аэ 403/47ВНИИП 4/5 3 Филиал ППП Патент, г. Ужгород,роектная, 4 Тираж 743Государственногоделам изобретенийМосква, Ж, Ра Подпксномитета СССРоткрытийская наб., д.