Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов

юСОЮЗ СОВЕТСКИХз СОЦИАЛИСТИЧЕСН РЕСПУБЛИК,14 0 91 К 23 00 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ССР ОСУДАРС ПО ИЗОБР ПРИ ПНТ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТВУ 314/24-212,87 ред ния(2) 4 (22) 0 (46) (71) юр ин СССР 1986. ОТНО- ТЕЙ ь ство 23/00 ЕРЕНИ ГЛЬНО торовшин 12 тносится к мп ульевя опошени К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ 07.07.89, Бюл, Ь 25Опытно-конструкторскоеспециального приборостроениавтоматизации и механизации(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМШЕНИЯ ЧАСТОТ ПОСЛЕЛОВАТИМПУЛЬСОВ(57) Изобретение оной технике и предназначено еления отношения частот следова"статистических последовательностей импульсов. Цель изобретения расширение Функциональных возможностей. Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов содержит входные шиныи 2, реверсивные счетчики 3 и 4, кодоуправляемый делитель 5 частоты, элементы ИЛИ 6 и 7. Введение кодоуправляемого делителя 8 частоты, коммута 9 и О, триггера 11 и входных -14 позволяет изменять масштаб он изменения измеряемого, отчастот. 1 ил,и , 11 , б 1 ( ( , (Н 1 1 (( (1( и 1 (Х 1 И1(1 1( -ц(Хи 1 , И РОЛИ;3 ц;чин (.И(113 ( н и Я (Г и (п 1 е н 1 Я ч д ( т 1 (.1 ДО 1 цЯ ( 1 (ГИ(ТИЧ РК 1 Х НГС Л(3 Н;3 Т 3 ЬНО(ТРЙ М -И У 3 Ь(В и МГЖ( 1 6 ЫТЬ И(11( (. Ь 313;113 О иирибрдх и сигтмдх кцтропя тхцолоГИЧГКИХ ПРОИЕГГОВ.Цель изОбретения - рдсшире 1 и 3 фук- ИИОНДЛЬНЫХ В ОЗМОЖОСГЕЙ,Нд чертеже ирРЛстдвлецд структурная схема устройства Лля измерения Отнопеция частот последовательцостейимпульсов,Устройство содержит входные шиныи 2, реверсивные гчегчики 3 икодоуправляемый делитель 5 частоты,элементы ИЛИ 6 и 7, кодоуиравляемыйделитель 8 частоты, коммутаторы 9 и10, триггер 11 и входные пины 12-14,причем выход элемента ИЛИ 7 соединенс входом синхронизации записи реверсинцог счетчика 4, выход прямогопереноса которого соединен с суммирун 3 пм входом реверсивного счетчика3 и первым входом элемента ИЛИ 7.Второй вход элемента ИЛИ 7 ОбъедиРИс выходом Обратцого переноса реверсивцого счетчика 4 и вычитдюшим входом реверсивного счетчика 3, выходыпрямого и обратного переноса которого соедине.цы с первым и вторымвходами элемента ИЛИ Ь, Вьход Неме"-.та ИЛИ Ь соепицец г входом гихр(3 нхзации записи ревергинного ( четчикд3, информдционцые входы и выходы которго поразрядно соединены между собой и г выходом устройства, д выход кодоуиравляемог делителя 5 частотысоединен г суммирующим входом реверсивного счетчика 4, информационные входы и выходы которого поразрядно соединены между собой. Входная шина 2 соединена со счетным входом кодо- управляемого делителя 8 частоты, выход которого соединен г вычитаюшим входом реверсивного счетчика 4 и входом триггера 11, Первый и второй выходы триггера 11 соединены соответственно г первыми и вторыми вхоЛами управления коммутаторов 9 и 1 О, причем первый и второй нФОрмдии(иные входы коммутатора 9 соединены с(ответственнр г входными шинами 2 и 13, выход кммутдтора 9 соединен с информацигнными входами кодоуправляемого делителя 8 частоты, входндя иНнд 14 солиненд Г пер 3 ым 1 Нфрмдиииными нх(дами коммутатора 1 О, ых( 1 Р 1 ( 3(111 ц111 хпм;в"11 Х 313 щИР,НПЯ(Х 1тГы 3 н 11(Й ицфркммудтр;3О н диву( тргтнд. Бх (Л кЛГ уИТ(.(Я ) ИОЛК 1 Н(ЧРН К 1 ИЦ 11 М 11 Н Х1 Л ( .1и Т (Л3 Ч ;3М;3 П 1(31 И 1111 Н ХЛ1 ЕЦЧЫХО 1 М Р;3 3.1 Я .м 1 Л.п в Лцй пицу ( три( тн рдбтде Г с.пцун(пм Об 10 Р 13 ОмГ 1 следовдтельног Гь импульсв дели -мого ( частотой Г, через вх(3 дцун 3 шину1 поступает на гч(. Гцый ход коцуи -р(звпяемГО депитРля 5 чдгттъ (1 НО - 15 слеЛОидтельцгть импульсн дл 11311г частотй Г чере 3 входнун 1 шину 2поступает нд гчтцый вход колуправляемго лслителя 8 чдстоть), Нд нхол -ье пицы 12, 13 и 14 поданы гоот тгт 3 Р 3 ИО кОлы чигРл А В и с.Нд информационные входы кЛОуправлямых делителй 5 и 8 черз ком 3 утдторы О и 9 соответстннно в здвиси -могти От состояния триггера 11, ко трый работает в режиме счетного,триггера, подключаются кол числа Аили числа В и код числа С ии кодчисла , что является выходнойинформацией устройства. Нд выходе 30 кодоуирдвляемого делителя 8 формируются п(гледовтельности имиуль -сов с частотой ГГ/А или с частотойГ /В н зависимости от состояниятриггера 11, д цд выходе кодоуиравляемого делителя 5 формируются погледовдтельности импульсов с частотойГ,/С или Г./У, Указанные последонательности импульсов подаются цаяычитдн(щий и гуммируюпИ входь ре - 40 версивцого счетчика 4, причем на вычитаюший вход реверсивного счетчика4 подаются последовательности импульсов с частотами Г/А Г /В, дцд гуммируюпий вход последователь ности импульсов с частотами Г/С иГ, /У . Кроме того, последовательностиимпульсов с частотами Г 3 /А и Г 1 /Вуправляют состоянием триггера 1.В установившемся режиме измерения, т.е, в режиме ири котором средние значения частот Ги Е( оста -ются неизменными, число импульсов .в импульгцой иоследовательногти, при ходящей ца суммирующий вход реверсивного гчетчика 4 за Определенныйинтервал времени, равно числу импульсов н импульсной последовательности, приходящей ца его вычитаюший(С +К) Т,55 отсюда У= - (А+ В) - С Т,Т н х од з л т о г ж 1 и ц т е Р н л ц н Р 1 и 1 ц ц ,т , е . им е е т м е с то р л н е ц с з н о ; 11 ри летермеццронлццых гцлчецияхчастот Г и ГР состояние ренерсинного счетчика 4 изменяется только в пределах одного импульсл, котороеобусловлено наличием флзоного сдвига между частотами (Г,/С + Г, /1) и(Г/А + Г /В) . Обычно емкость ренер -сивных счетчиков устанавливаетсяравной не менее 1 О импульсов, чтообусловлено конструкцией серийныхинтегральных микросхем. Следовательно, колебания состояния реверсивного счетчика 4 н пределлх одного импульса не вызовут появления сигналов на его выходах прямого и обратного переноса, и состояние реверсивного счетчика 3 остается неизменным,Неизменным остаатся и код числа Уна информационном выходе реверсивного счетчика 3 . Однако зл счет статистических колебаний значений час -тот (Г 1 /С + Г 1 /У) и (ГЦ /А + Гд/В)колебания состояния реверсивногосчетчика 4 выходят за пределы одногоимпульса. Поэтому его емкость итксвыбирают так, чтобы код числа (Я 1),определяющего состояние реверсивногосчетчика 4 в установившемся режимеизмерения, обеспечивая ны 11 олцениеусловия При этом на суммирующем и вьчитакщем входах реверсивного счетчика 3 импульсы отсутствуют, и выходной код числа 7 остается неизменным.1Промежуток времени ; , через который появляется один импульс на вычитающем входе реверсивного счетчика 4, когда на информационный вход кодо- управляемого делителя 8 подан код числа А, равен:гл 1= =Г Тд (3)Гр/А где Т - период следонлция импульсовчастотыПромежуток времени Г, через который появляется один импульс на вычитающем входе реверсивного счетчика 4, когда на информационный вход кодо- управляемого делителя 8 подан код числа В,равен 5 Тлкцм обрлзом, ца вычитлкшем нхоле реверсивного счетчика 4 поянляютсн днл импульсл зл промежуток временил 1 л, равный Л л ,л1 Е = 1+ 1= А Т с + ВТ Промежуток времени 1 с, через кото 5 рый появляется один импульс на суммирующем входе реверсивного счетчикакогда нл информационный вход кодоуправляемого делителя 5 подан кодчисла С, равен70,л 1с = (6) где Т - период следования импульсов частоты Г, .Промежуток времени 1,1, через который появляется один импульс на суммирующем входе реверсивного счетчика 4, когда на информационный вход кодоупранляемого делителя 5 подан код числа У, ранен л= ГТ, (7)Г,/ Таким образом, на суммирующем входе реверсивного счетчика 4 появляются двл импульса за промежуток време 1:и 1, равный 11=1 с+1 у = СТ + УТг Так как устройство работает в установившемся режиме измерения, то,приравнивая промежутки времени, че роз которые появляется одинаковое количество импульсов (а именно по дваимпульса) на суммирующем и вычитающем входах реверсивного счетчика 4,получают50 или, согласно выражениям (5) и (8)(9) 5Таким образом, в установившемся режиме измерения на выходе устройства фиксируется код числа У, связанного с частотами Г и Г выражением (9).1 ОПри изменении среднего значения частот Г, и Г или среднего значения одной из них, т.е, при работе устройства в переходном режиме, равенство (1) нарушается,а следо - вательно, на один из счетных входов реверсивного счетчика 4 поступает больше импульсов, чем на другой, поэтому его состояние начинает изменяться либо в сторону возрастания, либо в сторону убывания накапливаемых импульсов до тех пор, пока на одном из выходов прямого или обратного переноса не появится импульс, который через элемент ИЛИ 7 поступает 25 на вход синхронизации записи реверсивного счетчика 4 и своим передним фронтом осуществляет запись кода 0(1), поступающего на его информационные входы с его же информационных выходов, При этом блокируется изменение кода на информационных выходах реверсивного счетчика 4, которому соответствует код числа Я = О или Я = Смр, сохраняется до тех35 пор, пока не изменится направление накопления импульсов в реверсивном счетчике 4, После достижения реверсивным счетчиком 4 одного из предельных состояний каждый импульс 4 О высокой частоты, ескомпенсированный импульсом низкой частоты, повторяется на соответствующем выходе переноса, поступает на соответствующий суммирующий или вычитающий вход 45 реверсивного счетчика 3 и изменяет код У на информационных выходах последнего и на информационном входе кодоуправляемого делителя 5 (через второй информационный вход коммута. тора 10). Изменение кода У на информационном входе кодоуправляемого делителя 5 приводит к изменению частоты (Г 1/С + Г,/У) на его выходе таким образом, чтобы разбаланс междучастотами (Г, /С + Г 1/у) и (Г/А +55 + Г/В) на счртных входах реверсивного счетчика 4 уменьшился. Этот процесс повторяется по тех пор, пока сос тояие реверсивного счетчика 4 не будет удовлетнпрять условию (2), после чего наступает устаовивщийся режим измерения,Изложенные выкладки справедливы при условии 1,А + В, С иасГ(12) при этом на информационных выходах реверсивного счетчика 3 фиксируется код нуля.Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов по сравнению с известным обладает расширенными Функциональными возможностями. Действительно, анализ выражения (9) У= - (А+ В) - С 6 показывает, что по сравнению с известным в предлагаемом устройстве реализуется более сложная зависимость между входными частотами Г иГи выходными числом У,позв ол яюшая изменять масштаб и диапазон изменения измеряемого отношения частот. происходит переполнение реверсивногосчетчика 3 и на его выходе прямогопереноса появляется импульс, которыйчерез элемент ИЛИ 6 поступает навход синхронизации записи реверсивного счетчика 3 и своим переднимфронтом осуществляет запись кода числа Кмас, поступающего на его информационные входы с его же информационных выходов. При этом блокируется изменение кода числа К ак наинформационных выходах реверсивногосчетчика 3 по заднему фронту этогоимпульса. Таким образом, после достижения У значения Кмам 1 дальнейшемуувеличению У соответствует максимальное число Ка задаваемое кодом наинформационных входах реверсивногосчетчика 3. Аналогичным образом блокируется переход через нуль при условии1 О Г 1ичр) и во и 5 эм рив) ) -цця ч;)с )т но л д ва г ),г) той цьрого поразрядно содинсцы межусобой и выходом у троггт), первыйкодоуправляемьй д литель частоты,вход которого подключен к первой 10 входной шине а выход - к суммирующему входу второго ренер цвцого счет кодоуправляемого делителя частоты, первый и второй входы второго коммутатора соединены соответственно спятой входной шиной и выходом устройства, а выход второго коммутатора 20 подключен к информационным входампервого кодоуправляемого делителячастоты, первый и второй выходы триггера объединены соответственно с первыми и вторыми входами управле ния первого и второго коммутаторов,счетный вход второго,кодоуправляемого делителя частоты соединен с второй входной шиной, а выход - с входом триггера и вычитающим вхо дом второго реверсивного счетчика,счетчика соединены соответственно ссуммирующим и вычитающим входами первого реверсивного счетчика, а также с входами второо элемента ИЛИ, выход которого подключен к вхоСоставитель Н. Федоров Техред А, Кравчук Корректор И, Горная Редактор И. Горная Заказ 3873/48 Тираж 713 ПодписноеВНИИПИ Государственного коьиета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР11 )0) ) 5, .1 о квз, )К, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-изда ге:ьск)ц комбинат "Патент", г, ужгород, ул, Гагарина, 101 и у) ь . о н,,) ж а ицч 1 ц во р у ю) нх дцьн шцць), црньй и вт)р)й э)емец - ь И 1 П 1, перньй 1)верги)й счетчик) ицформаци)ццые входь и выходы кото -чика с поразрядно солиеццыми между собой ицформаццоцньми входами ивыходами, причем выходы прямого иобратного переноса первого реверсивного счетчика соедицецы с входамипервого элемента ИЛИ, ньход которо о подключен к входу синхронизации записи первого реверсивногосчетчика, а выходы прямого и обратного переноса второго реверсивного;у сццхр)ц)аццц эаццсц ягор го реп р цви) счетчика, о т л ц ч а ю -щ е е с я тем, чтс, с цельк) расшиврецця фуцкциональньх воэможностей,в него введены второц кодоуправляемый делитель частоты, первый,и второй коммутаторы и триггер, а такжетретья, четвертая и пятая входныешины, причем третья и четвертая входные шины подключены к информационньмвходам первого коммутатора, информационные выходы которого соединеныс информационными входами второго