Устройство для измерения разности частот импульсов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 892333(5)М, Кл. 6 01 В. 23/02 Государственный квинтет СССР пв двлаи нзебретеннй н открытнйОпубликовано 231281Бюллетень М "7 Вата опубликования описания 23,12.81(72) Авторы изобретения Б.Дудыкевич и В.Н.Иаксимови 71) Заявите Львовский ордена Ленина политехнич 4) Недос известного устроист кое быстродействие, бусловлено необходи ния на вход устройисла входных импуль о е асти быть ва является которое так мостью пост ства большо ости во, содержащ стоты, два т импульсов, ф ый детектор с г и повышение бц зо Недляет ного устрой тко обу ени низкое е тем,ыстродето длядвух че на вх ств пре сто д у в в словле еличин азност туплен о числ одимо поа большоастот,Наибол оист 3нцх ериод ничес коияется уст"тор опор- группы элемента ИЛИ, ючателя и ущно ойст но менто три э ре Изобретение относитсяизмерительной техники и миспользовано для измереничастот импульсов,Известно устройстгенератор опорной чагера, формировательнижних частот, фа вдва индикатора 1 ее близким по те ти к изобретению яв о, содержащее генер стоты, счетчик, три совпадения, три эл емента И, два перек ивный счетчик 21ЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ЧАСТОТ ИИПУЛЬСОВ Цель изобретения - стродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения разности частот импульсов, содержащее основной счетчик импульсов, выходы которого соединены с сигнальными входами первого блока элементов И, выходы последнего подключены к входам первого элемента ИЛИ, последовательно соединенные второй элемент ИЛИ и первый элемент И, генератор опорной частоты, выход которого подключен к первому входу второго элемента И и к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с первым вхо" дом второго элемента ИЛИ, второй блок элементов И, выходы которого подклю15 25 40 з 89 цены к входам третьего элемента ИЛИ, выход последнего соединен с входом основного счетчика, введены блок управления, триггер, блок задержки и два дополнительных счетчика, первые выходы первого из которых соединены с управляющими входами первого блока элементов И, при этом вторые выходы первого дополнительного счетчика подключены к управляющим входам второго блока элементов И, сигнальные входы которого соединены с третьими выходами первого дополнительного счетчика, вход последнего соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления, второй выход последнего соединен с вторым входом третьего элемента И, вход блока управления подключен к выходу генератора опорной частоты, выход первого элемента И через блок задержки соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, при этом выход первого элемента ИЛИ, подключен к первому входу триггера, второй вход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход последнего подключен к выходу триггера, вход второго дополнительного счетчика подключен к выходу второго элемента ИЛИ, разрядные вь ходы второго дополнительного счетчика соединены с сигнальными входами второго блока элементов И,На чертеже изображена структурнаясхема устройства.Устройство содержит счетчики 1-3,блоки 4 и 5 элементов совпадения,элементы бИЛИ, элементы 9- 11 И,элемент 12 задержки, триггер 13,блок14 управления и генератор 15 опорнойчастоты.Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии счетчики 2 и 3 устанавливаются в нулевое положение, После поступления на блок 14 управления команды "Старт" последний на промежуток времени Т.1, равный периоду большей входной частоты, открывает элемент 10 И. Примем для опреде 1 ленности Е Е .Тогда Т= - . Через)1 открытый элемент 10 И импульсы с выхода генератора 15 опорной частоты поступают на счетчик 2. К моменту 2333 4 окончания промежутка времени Т 1 в счетчике 2 содержится число 5 Где 0 частота следования импульсовгенератора 15.После этого блок 14 управления напромежуток времени д Т = Тр- Т,1где Т=- , открывает элементы 910 ки 10 И.Частоты следования импульсов навыходе элемента 8 ИЛИ определяетсясуммой частот на ее входах= о+ 0 (2)где Юо(1) - частота импульсов на выходе элемента 11 ИСчетчики 2,3,блок 5 элементов совпадения и элемент 7 ИЛИ представляютсобой первый двоичный умножитель,частота импульсов на выходе которогоопределяется выражениемк (с) = ф) к , (з)где И(1) - число, содержащееся всчетчике 2 и изменяющееся в процессе работыустройства;зо Ищ - коэффициент пересчетасчетчиков 1 и 2 и частисчетчика 3, подключеннойк сигнальным входам.бло:.,ка 5.Счетчики 1 и 2, блок 4 элементовсовпадения и элемент 6 ИЛИ представ"ляют собой второй двоичный умножи"тель, частота импульсов на выходекоторого определяется уравнением е (е) =е (с), (4)= -г И). (Б)Триггер 13 совместно с элементом11 И представляют собой схему вычитания, частота импульсов на выходе которой определяетСя уравнениемЕ(й) = К(1) - Е 4, (6)Решая совместно уравнения (2),(5),, = у ф о (7) Частоты Го и 1(с), поступающиена входы счетчиков 2 и 3, связаны,с5 892333 6числами И (т,) и И (С), содержащимися обходимым для выделения периода больв этих счетчиках, уравнениями шей частоты и временем выделения промежутка времени, равного разности пе-а,риодов двух частот, т,е. для провеПодставляя значения частот Ю и5дения измерения необходимо поступление на вход устройства всего лишь не"Е 1(й) из выражений (8) в уравнениескольких импульсов входных частот,(7), получаемТаким образом, эа счет введения всостав устройства триггера, элементафЪ 1 щ ,1) 10 задержки, счетчиков и блока управле - ,н - = )ег)ния и введение нооых связей междуэлементами достигнуто значительноеповышение быстродействия устройства,.После окончания промежутка времени дТ блок 1 ее управления закрывает элементы 9 и 10 И. К этому моменту в счетчике 2 зафиксировано число. Х= И,+ РТЕ = И+ (Т-Т)КО; (11)С учетом выражения (1), имеемИ= К, Т (1 г)Проинтегрировав уравнение (10) с учетом пределов изменения переменных, полрчаем1 аР ) = к 1е). (13)0ИЛИЖр = йя-д, (14)где И - результат измерения раэносРти частот, зафиксированный в счетчике 3 в момент закрытия элементов 9 и 1 О И.С учетом выражений (1) и (12), получаема=гт т 1Иеп 1 1(15)или аМе= т(Е-Е - Ы(Ех, -Е) (16)Технико-экономическая эффективность от внедрения предлагаемогоустройства обусловлена значительнымповышением быстродействия устройства.В известном устройстве для измерения разности частот необходимо поступление на его вход большого числавходных импульсов. Причем время измерения в таком устройстве недопустимо возрастает при измерении разностинизких и инфранизких частот,8 предлагаемом устройстве время,необходимое для измерения разностичастот, обуславливается временем,не Формула изобретения Устройство для измерения разности частот импульсов, содержащее основной счетчик импульсов, выходы которого соединены с сигнальными входами первого блока элементов И, выходы последнего подключены к входам первого элемента ИЛИ, последовательно соединенные второй элемент ИЛИ и первый элемент И, генератор опорной частоты,зо 2 выход которого подключен к первомувходу второго элемента И и к первомувходу третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй блок элементов И, выходы которого подключены,к входам третьего элемента ИЛИ, выход последнего соединен с входом основного счетцика, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, цто, с целью повыше 50 35 40 45 5055 ния быстродействия, в него введеныблок управления, триггер, блок задержки и два дополнительных счетчика,первые выходы первого.из которых соединены с управляющими входами первого блока элементов И, при этом вторые выходы первого дополнительногосчетчика подключены к управляющимвходам второго блока элементов И,сигнальные входы которого соединеныс третьими выходами первого дополни"тельного счетчика, вход последнегосоединен с выходом второго элементаИ, второй вход которого подключен кпервому выходу блока управления,второй выход последнего соединен свторым входом третьего элемента И,вход блока управления подключен квыходу генератора опорной частоты,выход первого элемента И через блокзадержки соединен с вторым входомвторого элемента ИЛИ, при этом выход первого элемента ИЛИ подключеназ 11243/66 Тираж 735 Подписно ИПИ пиал ППП "Патент", г, Ужгород,ул.Проектная,4 892333 8к первому входу триггера, второй вход "игнальными входами второго блокакоторого соединен с первым входом элементов И,первого элемента И, второй вход по- Источники информации,,следнего подключен к выходу триггера, принятые во внимание при экспертизевход второго дополнительного счетчи 51. Авторское свидетельство СССРка подключен к выходу второго элемен 521527, кл.С 01 К 23/00, 08.01.75.та ИЛИ, а разрядные выходы второго 2. Авторское свидетельство СССРдополнительного счетчика соединены с 11 547703 кл.С 0 1 й 23/02, 14. 11.75.