Устройство для измерения отношения частот импульсных последовательностей

(57) Изобретение относ измерения отношения ча ных последовательносте содержит ключи 1,2,4, э 15-20,30, триггеры 5,6 ратор 12 импульсов, эле 14, элемент НЕ 21, эле держки, счетчики 25-27 мирователь 28 импульсов ментов И 29, состоящую тов И 29,1-29,К, входы ства. Изобретение повыш ствие устройства. 1 ил. тво СССР02, 1983.о СССР2, 1977. ель 23 ьст 23/(54) УСТРОЙСТВШЕНИЯ ЧАСТОТ ИМПНОСТЕЙ ДЛЯ ИЗМЕ ЬСНЫХЕНИЯ ОТНО- ОСЛЕДОВАТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ13 ч 513Изобретение относится к техникецифрового измерения отношения частотимпульсных последовательностей,Целью изобретения является повыбшение быстродействия.На чертеже представлена функциональная схема устройства,Устройство содержит первый ключ1, второй ключ 2, второй элемент И3, третий ключ 4, первый триггер 5,четвертый триггер 6, третий триггер7, второй триггер 8, пятый триггер9 со счетным входом, шестой триггер10, седьмой триггер 11, генератор12 импульсов, первый элемент ИЛИ 13,второй элемент ИЛИ 14, первый элемент И 15, седьмой элемент И 16, третий элемент И 17, четвертый элементИ 18, пятый элемент И 19, ше.стой элемент И 20, элемент НЕ 21, первый элемент 22 задержки, второй элемент 23задержки, третий элемент 24 задержки,первый счетчик 25 импульсов, второйсчетчик 26 импульсов, третий счетчик 2-,27 импульсов, формирователь 28 импульсов, группу элементов И 29, состоящую из К элементов И 291-29.К,восьмои элемент И 30, восьмои триггер31, первьддгд 32, второй 33 и третий34 входы устройства,Выход второго триггера 8 соединен с первым входом третьего ключа ч, выход которого соедине с первым входом первого элемента ИЛИ 13, выход которого подключен ко входу первого счетчика 25 импульсов, первые входы первого кпюча 1 и второго элемента И 3 объединены и соединены с первым входом 32 устройства, выход первого аО элемента И 15 соединен с зходом второго счетчика 26 импульсов, первый вход второо ключа 2 соединен со вторым зходом 33 устройства вьгход первого триггера 5 соединен со вторым входом второго ключа 2, прямой выход седьмого триггера 11 подключен ко входу формирователя 28 импульсов, инверсный выход - ко второму входу седьмого элемента И 16, а вход - к выходу восьмого элемента И 30, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ 21, вход шестого триггера 10 подключен к выхоцу первого элемента 22 задержки, второй вход третьего ключа 4 подключен к первому входу 32 устройства, счетный вход пятого триггера 9 подключен к выходу четвертого триггера б, вход обнуле -0ния которогс подключен к выходу третьего элемента 2 ч задержки, вход которого подключен к выходу первого ключа 1, второй вход которого подключен к выходу четвертого триггера Ь, установочняй вход которого подключен к выходу второго ключа 2, вход второго элемента 23 задержки подключен к выходу пятого элемента И 19, первый вход которого подключен к выходу первого клоча 1, вход сбнуле - ния третьего триггера 7 подклочен к выходу. первого элемента. 22 задержки, вход которого подключен к выходу второго элемента И 3, второй вход которого подключен к выходу третьего триггера 7, установочный вход которого подключен к выходу второго элемента 23 задержки, первый вход седьмого элемента И 16 соединен с первым входом пятого элемента И 19., второй вход которого подклочеп к инверсному выходу шестого триггера 10, прямой выход которого подклочен к третьему входу седьмого элемента И 16, выход которого подключен ко второму входу первого элемента Ю.И 13, выход второго элемента 23 задержкиподклю"еч дс устансвольдоьду зхсду Второго триггера 8, вход обнуления которого подклочен к выходу второго ключа 2, зьгход генератора 12 импульсов подключен к первым входам третьего 17 и четвертого 18 элементов И, вторые входы которых подключены к выходу четвертого триггера б, входы каждого из К разрядов третьего счетчика 27 импульсов псдклочены соответственно к выходам элементов И 29,1-29 К группь элементов И 29. вторые входы которых подклочены к выходу формирователя 28 импульсов, а первые - соответстзенно к выходам каждого из К разрядов второго счетчика 26 имгульсов, суммирующий вход третьего счетчика 27 импульсов подключен к выходу третьего элемента И 17, третий вход которого подключен к прямому выходу пятого триггера 9, инверсный выход которого подключен к первому входу шестого элемента И 20 выход которогс подключен ко входу обнуления первсго тридзгера 5, установочный входкоторого подключен к третьему входу34 устройства, каждый из К входоввторого э,пемента ИЛИ 1 ч подключен ксоответствующему разрядному выходутретьего счетчика 27 импульсов, гзы13451 10 20 25 30 35 40 т =Ь/Т 45 50 55 читающий вход которого подключен квыходу четвертого элемента И 18, третий вход которого подключен к инверсному выходу пятого триггера 9, прямой выход третьего триггера 7 подключен к первому входу первого элемента И 15, второй вход которого подключен к выходу генератора 12 импульсов, вход элемента НЕ 21 подключен квыходу второго элемента ИЛИ 14, первый вход восьмого элемента И 30 подключен к выходу восьмого триггера31, установочный. вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ14.Устройство работает следующим образом.Перед началом измерения все триггеры устройства устанавливаются внулевое состояние, а счетчики обнуляются.Для нормальной работы устройстванеобходимо импульсы более высокойчастоты Р подавать на первый вход32 устройства,Сигналом Пуск", поступающим натретий вход 34 устройства, первыйтриггер 5 устанавливается в единичное состояние и открывает по второмувходу второй ключ 2,Первый импульс частоты Р, следующий за первым после сигнала "Пускимпульсом частоты Рг, проходит черезпервый ключ 1 и через третий элемент24 задержки и устанавливает в нулевое состояние четвертый триггер 6.Этот же импульс проходит через пятый элемент И 19, задерживается вторым элементом 23 задержки и устанавливает в единичное состояние третий и второй триггеры 7 и 8, которыеуправляют работой второго элементаИ 3 и третьего ключа 4 соответственно. Второй триггер 8 устанавливается в нулевое состояние вторым импульсом частоты Р , Следовательно, количество импульсов частоты Р, поступающих на первый вход первого элемента ИЛИ 13 через третий ключ 4, равно числу тп, полных периодов частоты РА на интервале между первым и вторым импульсами частоты РВторым импульсом частоты Р поступающим с выхода второго элемента И 3 через первый элемент 22 задержки на вход обнуления третьего триггера 7, последний устанавливается в 304нулевое состояние. Параметры первого 22 и второго 23 элементов задержки выбираются равными, что обеспечивает длительность импульса на прямом выходе третьего триггера 7 равной периоду следования импульсов частоты Р Указанный импульс поступает на первый вход первого элемента И 15, на второй вход которого поступают импульсы от генератора 12, Таким образом, второй счетчик 26 подсчитывает число импульсов ш генератора 12, поступающих за один период импульсов частоты.Импульс с выхода первого элемента 22 задержки устанавливает шестой триггер 10 в единичное состояние, при этом сигнал с его прямого выхода открывает .по третьему входу седьмой элемент И 16, а сигнал с инверсного - закрывает по второму входу пятый элемент И 19.Передним фронтом выходного импульса четвертого триггера 6 пятый триггер 9 со счетным входом устанавливается в единичное состояние и открывает по третьему входу третий элемент И 17, на второй вход которого подается разрешающий сигнал с выхода четвертого триггера 6, На первый вход третьего элемента И 17 поступают импульсы от генератора 12. Таким образом, число импульсов ш поступающих с выхода третьего элемента И 17 на суммирующий вход третьего счетчика 27, определяется интервалом времени ьг., между первым Импульсом частоты Рг и очередным импульсом частоты Р,а также периодом следования импульсов То генератора 12: С приходом второго импульса частоты Р четвертый триггер 6 вновьгустанавливается в единичное состояние, и на его выходе формируется импульс, передним фронтом которого пятый триггер 9 устанавливается в нулевое состояние, при этом по второму и третьему входам четвертый элемент И 18 открывается, Импульсы от генератора 12, поступающие на первый вход четвертого элемента И 18,проходят на вычитающий вход третьего счетчика 27. Число ш таких импульсов определяетй3ся интервалом времени Ь 1, между вторым импульсом частоты Р и следующимг3451306 О 5 ш =ьС/Т 4 При поступлении на суммирующий вход третьего счетчика 27 хотя бы одного импульса восьмой триггер 31 устанавливается в единичное состояние и открывает по первому входу восьмой элемент И 30,Как только число импульсов, поступивших на вычитающий вход третьего счетчика 27, становится равным числу импульсов, поступающих на суммирующий, вхоц этого же счетчика, на выходах разрядов третьего счетчика 27 импульсов присутствуют нулевые сигналы. В этот момент на выходе второго элемента ИЛИ 14 также присутствует нулевой сигнал, который инвертируется элементом НЕ 21 и через открытый восьмой элемент И 30 устанавг ливает в единичное состояние седьмой триггер 11. При этом сигнал с инверсного выхода седьмого триггера 11 закрывает седьмой элемент И 16 и запрещает поступление дополнительной единицы через первый элемент ИЛИ 13 на первый счетчик 25, Кроме того, пе. - редним фронтом импульса с прямого вы-хода седьмого триггера 11 запускается формировагель 28 импульсов. Импульс с выхода формирователя 28 импульсов, поступающий на вторые входы группы элементов И 29, разрешает запись содержимого второго счетчика 26 импульсов, т.е, числа ш , в третий счетчик 27 импульсов. Таким об 40 разом, в третьем счетчике 27 импульсов оказывается записанным число ш из которого до конца интервала ьГ.Э/ вычитается число т = ш, - гпЗавершение работы устройства происходит с поступлением очередного импульса частоты Р . Очередной импульс частоты Р проходит через первый ключ(1 и через открытый шестой элемент И 20 устанавливает первый триггер 5 в нулевое состояние. Второй ключ 2 закрывается и прекращает доступ импульсов частоты Р в устройство.Зтот же импульс частоты Р проходит через третий элемент 24 задержки и устанавливает в нулевое состояние четвертый триггер 6, При этом закрываются первый ключ 1, прекращая доступ в устрой 51 за ним импульсом частоты Р а также периодом следования имлульсов Т генератора 12 ство импульсов частоты Г а также третий 1 и четвертый 18 элементы И, через которые импульсы генератора 12 импульсов поступали на суммирующий или вычитающий входы третьего счетчика 27 импульсов. Импульс с выхода первого ключапоступает также на первый вход седьмого элемента И 16 и если седьмой триггер 11 находится вФнулевом состоянии., (т,е, шэ ( тз), проходит через этот элемент и через первый элемент ИЛИ 13, поступает на вход первого счетчика 25 импульсов, увеличивая его содержимое на единицу. На этом цикл измерения отношения частот заканчивается,Результат измерения фиксируется насчетчиках импульсов,.Первый счетчик25 импульсов содержит целую частьотношений частот, второй счетчик 26импульсов - знаменатель, а третийсчетчик 27 импульсов - числительдробной части отношения частот,Устройство обладает повышенным быстродействием, поскольку результат измерения формируется в течение времени, не превышающего сумму периодов измеряемых частот,Формула изобретения Устройство для измерения отношения частот импульсных последовательностей, содержащее цва триггера, три ключа, первый элемент ИЛИ, три элемента И, три счетчика импульсов и три входа устройства, причем. выход второго триггера соединен с певым входом третьего ключа, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого счетчика импульсов, первые входы первого ключа и второго элемента И объединены и соединены с первым входом устройства, выход первого элемента И соединен с входом второго счетчика импульсов, первый вход второго ключа соединен с вторым входом устройства выход первого триггера соединен с вторым входом второго ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него дополнительно введены шесть триггеров, пять элементов И, три элемента задержки, группа элементов И, генератор импульсов, формирователь импульсов, второй30 Корректор М Демчик Заказ 4915/44 Тираж 730ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 71345 элемент ИЛИ, элемент НЕ, причем установочный вход третьего триггера подключен к выходу второго элемента задержки, а вход обнуления - к выходу первого элемента задержки, вход ко 5 торого подключен к выходу второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу третьего триггера, прямой выход седьмого триггера подключен к входу формирователя импульсов, инверсный выход - к второму входу седьмого элемента И, а вход к выходу восьмого элемента И, второй Вход которого подключен к выходу зле мента НЕ, вход шестого триггера подключен к выходу первого элемента задержки, второй вход третьего ключа подключен к первому входу устройства, счетный вход пятого триггера подклю 20 чен к выходу четвертого триггера, вход обнуления которого подключен к выходу третьего элемента задержки, вход которого подключен к выходу первого ключа, второи вход которого пад ключен к выходу четвертого триггера, установочный вход которого подключен к выходу второго ключа, вход второго элемента задержки подключен к выходу пятого элемента И, первый вход которого подключен к выходу первого ключа, первый вход седьмого элемента И соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу шестого триггера, прямой выход которого подключен к третьему входу седьмого элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход второго элемента задержки подключен к установочному40 входу второго триггера, вход обнуСоставитель Е.МинкинРедактор Л,Повхан Техред И.Попович ления которого подключен к выходувторого ключа, выход генератора импульсов подключен к первым входамтретьего и четвертого элементов И,вторые входы которых подключены квыходу четвертого триггера, входыкаждого из К разрядов третьего счетчика импульсов подключены соответственно к выходам элементов группы элементов И, вторые входы которых подключены к выходу формирователя импульсов, а первые - соответственнок выходам каждого из К разрядов второго четчика импульсов, суммирующийвход третьего счетчика импульсов подключен к выходу третьего элемента И,третий вход которого подключен к прямому выходу пятого триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу шестого элемента И, выход которого подключен к входу обнуления первого триггера, установочныйвход которого подключен к третьемувходу устройства, каждый из К входоввторого элемента ИЛИ подключен к соответствующему разрядному выходу третьего счетчика импульсов, вычитающийвход которого подключен к выходу четвертого элемента И, третий вход ко- .торого подключен к инверсному выходупятого триггера, прямой выход третьего триггера подключен к первому входупервого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератораимпульсов, вход элемента НЕ подключенк выходу второго элемента. ИЛИ первыйвход восьмого элемента И подключенк выходу восьмого триггера, установочный вход которого под -ключен к выходу второго элемента ИЛИ,