Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов

(51)5 С 01 К 23/02 ТЕ ТЕЛЬСТ ВТОРСКОМ 8/24-21 8890.Бюп, У.айкин, В,ф ин, В,И,Ж(54) У ЕНИЯ ИМПУЛЬ (57) И ной т СТРОИСТВО ЧАСТОТ ПО РЕНИЯ ОТЕЛЬНОСТЕЙ ВА обретение отнохинке и можетповышения точи сится к импульсть использовасти измерения овательностей л ия частот последов, Цель изобреза счет введени отношенимпульгается ения доститрои ств Изо мматор 8 ретение относитс нике и может быт импульсспользовак н т следованиявпяет.ся повыля измерения част сных сигналов, ью изобретения и нос ус ия определ ата изм редста ения резу На фиг,ая схемарения,ена функционалдпя измерения предст авлтройства стот; на отношения,2 - функцилокировки, рвую входнуювел ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ 7 (088,8)кое свидетельство СССРкл. С 01 В. 23/00, 1985шение точности измерения эа сче ональная схема элемента бУстройство содержит пешину 1, вторую входную шину 2, реверсивный счетчик 3, формирователь разностной частоты, управляемй делитель 5 частоты, элемент 6 блоки сумматора 8, датчика 9 единичного кода и новых функциональных связей, Кроме того, устройство содержит реверсивный счетчик 3, формирователь 4 разностной частоты, управляемый делитель 5 частоты и элемент 6 блокировки, Инверсия мпадшего разряда кода реверсивного счетчика 3, поступаки 1 его на управляющие входы управляемого делителя 5 частоты, и инкрементироват" ние на единицу в сумматоре 8 прямого выходного кода реверсивного счетчика 3 приводит к образованию гистерезисных циклов в зависимости выходного кода устройства от отношения входных частот, что за счет устранения неоп- сФ ределенности представления выходного результата приводит к повышению точности измерения, 2 ил,ров и, выходную шину 7, суи датчик 9 единичного кодаПервая и вторая входные шины 1 и 2 подключены соответственно ко входу управпяемого делителя 5 частоты и к вычитающему входу формировате ля 4 разностной частоты, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам элемента 6 блокировки, выход которого подключен к счетному входу реверсивного счетчика 3, вход направ ления счета которого соединен со вторым выходом формирователя 4 разностной частоты, суммирукщий вход ко торого подключен к выходу управляемого делителя 5 частоты, Выходная3 159шина 7 подключена к группе выходоввсех разрядов сумматора 8, кроме младшего, Выходы датчика 9 единичного кода подключены к входам первого слагаемого сумматора 8, входы второгослагаемого которого подключены к выходам реверсивного счетчика 3, группа разрядных выходов которого, кроме младшего разряда, подключенак информационным входам элемента 6блокировки и к группе управлякщихвходов управляемого делителя 5 частоты, упраапякщий вход которого подключен к инверсному выходу мпадшего разряда реверсивного счетчика 3,Элемент 6 блокировки содержитэлемент ИЛИ 1 О, элемент И-НЕ 11, коммутатор 12 и элемент И-НЕ 13,Информационные входы элемента6 блокировки подключены ко входамэлемента ИЛИ 10 и элемента И-НЕ 11,выходы которых подключены соответственно к первому и второму входамкоммутатора 12, выход которого подключен к первому входу элемента И 13,выход которого является выходом эле- .мента 6 блокировкиПервый и второйвходы элемента 6 блокировки подключены соответственно к управлякщемувходу коммутатора 12 и ко второмувходу элемента И-НЕ 13Устройство работает следукицимобразом,Последовательности импульсов делимого и делителя с частотами К и Йсоответственно поступают с первой ивторой входных шин 1 и 2 йа вход управляемого делителя 5 частоты и вычитакщнй вход формирователя 4 разностной частоты, На выходе управляемогоделителя 5 частоты формируется последовательность с частотой поступакщая на суммирукщий вход формирователя 4 разностной частоты, где К-коэффициент деления управлямого делителя 5 частоты, задаваемый числовым кодом Кна его информационных входах, поступающим с информационных выходов реверсивного счетчика 3, При этом минимальному коэффициенту деления К=1 соответствует числовой код К =0 01 00; О) на информационных входах управляемого делителя 5 частоты, т,е, К= К+6266 С первого выхода формирователя 4 разностной частоты на первый вход элемента 6 блокировки поступает последовательность импульсов с частотой.(2) 10 а уровень напряжения на втором выходе формирователя 4 разностной частоты, поступакщий на вход направлениясчета реверсивного счетчика 3, определяет знак разности частоты в 5 формуле (2), причем уровень логической 1 соответствует неравенству11гИмпульсы разностной частоты поступают с первого выхода формирователя 20 4 разностной частоты через элемент 6блокировки на счетный вход реверсивного счетчика 3 и изменяют его состояние до тех пор, пока на прямых информационных выходах реверсивногосчетчика 3 не появится одно из двухзначений числового кода К, соответствукщих границам измерительногоинтервала, равных 30 К=2-1 К =2ф г п(5) соответствующему установившемусярежиму работы устройства,50При условии(6) правая часть выражения (2) отлична от нуля, поэтому числовой код К на прямых информационных выходах реверсивного счетчика 3 колеблется внутри измерительного интервапа в где и - целое число,Значениям числовых кодов КиК на прямых информационных выходах11реверсивного счетчика 3 будут соответствовать, с учетом инверсного информационного выхода первого разряда,коэффициенты деления К, и К управляемого делителя 5 частоты:401596266 6и поочеред- находящемся в пределах измерения устю Кг, а приройства7 У Ь/В то же время числовои код К с(7) прямых информационных выходов ревер 5сивного счетчика 3 поступает на информационные входы сумматора 8, где к11 11нему прибавляется код числа 1 , т , е ,числовой код К " на информационных выходах сумматора определяется как: пределах одного разрядано принимает значения Кусловии1 К"= К+ 1- аККГ(9) разностная частота Е, = О и числовой код К принимает одно из значений К или Кг соответственно, 10Из условия (5) следует, что величина измеряемого отношения средних значений частот Г, и Г, находится в интервале15 соответствующем интервапу К,; Кчислового кода К на прямых информа 20ционных выходах реверсивного счетчика 3,При выходе измеряемого отношениясредних значений частот Г 1 и Е запределы измерительного интервала (8)25например, вследствие изменения среднего значения одной из частот Г, илиГ состояние реверсивного счетчика3 изменяется и.формируется новый.измерительный интервал, определяющийграницы измеряемого отношения средних значений частот Г, и Гг, Так,например, при увеличении отношения частот при -- )К формирует 2 Операция сложения видоизменяет числовой код К таким образом, что каждому описанному интервалу измерения отношения средних значений частот Й и Й , заключенному между1 Яфдвумя состояниями числового кода К, отличающимися на "1", соответствуют два состояния числового кода К" на информационных выходах сумматора 8 старшие разряды которыхначиная со второго разряда, остаются неизменными в пределах любого отдельно взятого измерительного интервала, Это позволяет получить на информационных выходах старших разрядов, начиная со второго разряда, сумматора 8 числовой код Кф, равный причем каждому из описанных измерительных интервалов соответствуеттолько одно значение числового кода К" или с учетом (4), (8), (11),(10) Кщ 2 +1 ф К =2 +43 И ф 4 и Процесс происходит до тех пор,пока устройство не перейдет в новыйустановившийся режим, соответствующий новой величине отношения средних;значений частот Г иГИз сопоставления выражений (4 )и (10 ) следует, что измерительные интерваяы, образованные числовым кодом 50К, частично перекрывают друг друга,Образовавшиеся таким образом гисте, резисные циклы в зависимостиК ( ) исключают колебательныег 55переходы из одного измерительного интервала в соседний в установившемсярежиме работы при любом соотношениисредних значений частот К, и Йг,2 К , (13)При выходе величины числового кода К за предельные значения работауправляемого делителя 5 частоты,имеющего М разрядов, будет нарушена,Поэтому с целью ограничения изменения числового кода Кв указанныхпределах информационные выходы старших разрядов, начиная со второго разряда реверсивного счетчика 3, соединены с информационными входами элемента б блокировки, который блокирует реверсивный счетчик 3 при достижении числовым кодом К указанных .пределов,Блокирование реверсивного счетчика 3 происходит следующим образом,На второй вход реверсивного счетчика 3 и на второй вход элемента 6блокировки со второго выхода формирователя разностной частоты 4 поступает уровень напряжения, соответствующий, например, вычитающему режиму Работы реверсивного счетчика 3, на первый вход которого с выхода элемента 6 блокировки поступают импульсы разностной частоты, При этом сос"тояние реверсивного счетчика 3 изменяется в сторону уменьшения до техпор, пока на всех его информационныхвыходах старших разрядов, начинаясо второго разряда, не появлятся "О",что соответствует предельному эначе1нию К, При этом поступление иммин фпульсов разностной частоты с выходаэлемента блокировки 6 на первый входреверсивного счетчика 3 прекращается до тех пор, пока на втором ф входе 2 Оэлемента 6 блокировки не установитсяуровень напряжения, поступающий совторого выхода формирователя 4 раэностной частоты, соответствующий суммирующему режиму работы реверсивного 25счетчика 3,Аналогичным образом реверсивныйсчетчик 3 блокируется при появлениина всех его информационных выходахстарших разрядов, начиная со второго разряда что соответствует пре- .Э/дельному значению К В предложенном устройстве по сравнению с устройством-прототипом уст-.раняется неопределенность представ"ления результата измерения при дробном соотношении частот Г, и Г , чтоприводит к повышению точности измерения,формула из обретения 40 Устройство для измерения отноше"ния частот последовательностей импульсов, содержащее первую и вторуювходные шины, элемент блокировки,управляемый делитель частоты, выходную шину и реверсивный счетчик,группа разрядных выходов которогоподкпючена к группе управляющих входов управляемого делителя частоты,вход которого подключен к первойвходной шине, формирователь раэностной частоты, суммирующий и вычитающий входы которого подключены соответственно к выходу управляемого делителя частоты и к второй входнойшине, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точностиизмерения за счет устранения неопределенности представления результатаизмерения, в него введены сумматори датчик единичного кода, выходыкоторого подключены к входам первогослагаемого сумматора, входы второгослагаемого которого подключены соответственно к прямому выходу младшего разряда реверсивного счетчика и кгруппе разрядных выходов реверсивногосчетчика, инверсный выход младшегоразряда которого подключен к управляющему входу управляемого делителячастоты, первый и второй выходыформирователя разностной частотыподключены соответственно к первомуи второму входам элемента блокировки, выход которого подключен к счет"нОму входу реверсивного счетчика,вход направления счета которого подключен к второму выходу формирователя разностной частоты, информационные.входы которого соединены с группойразрядных выходов реверсивного счет"чика, группа разрядных выходов сум",матора подключена к выходной шинеустройства,Составитель АПер 4 ильеведактор Н,Горват Техред Л.Олийнык Корректор Н, Королаказ 2 Подписное м при ГКНТ С ениям и отк кая наб., д Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 907 Тир аж Государственного 113035, 561омитета по изобр осква, Ж, Рауш