Устройство для измерения среднего значения периода импульсных сигналов

(я)5 С 04 Р 10/04 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Курский политехнический институт(56) Частотомер 43-62, Каталог изделий промышленности средств связи,Тематический выпуск, Радиоизмерительные приборы 89, М., Центральный органНТИ "Экос", 1988, с, 64-65,Ермолов Р.С. Цифровые частотомеры.Л,: Энергия, 1973, с, 35-39, рис,2,4,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРИОДА ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобр етение относится к измериИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении среднего значения периода следования импульсныхсигналов,Целью изобретения является повышение достоверности измерения.На чертеже изображена функциональ-ная схема устройства для измерения,среднего значения периода импульсныхсигналов.Устройство содержит инвертор 1,триггер 2, генератор 3 тактовых импульсов, элемент И 4, инвертор 5,триггер 6, элемент И 7, инвертор 8элемент И 9, делитель 10 частоты,триггер 11, формирователи 12 и 13,элементы И 14-17, реверсивные счетчики 18 и 19, элемент ИЛИ 20, триггер 21, элемент ИЛИ 22, триггер 23ЯО 1688227 тельной технике и может быть использовано при измерении среднего значения периода следования импульсныхсигналов, Целью изобретения являетсяповышение достоверности измерения,Цель достигается введением в устройство для измерения среднего значенияпериода триггера 2, генератора 3 тактовых импульсов, элемента И 4, инвертора 5, триггера 6, элементов И 7и 9, формирователя 13 и счетчиков24 и 25. Устройство содержит такжеинвертор 8, делитель 10 частоты,триггер 11формирователь 12, элементы И 14-17, счетчики 18 и 19, элемент ИЛИ 20, триггер 21, элемент ИЛИ22 и триггер 23. 1 ил. счетчики 24 и 25, Генератор 3 такто" вых импульсов соединен с вторым вхо- вам дом элемента И 9, первый вход которо- ф го подключен к второму входу элемен.та И 7 и прямому выходу триггера 6, (р тактовый вход которого соединен через инвертор 5 с выходом элемента , И 4, первый вход которого подключен к прямому выходу триггера 2, а второй входчерез инвертор 1 соединен с шиной "Вход" устройства и напрямуюс первым входом элемента И 7, выход которого подключен к входу инжрто- ф ра 8, выход которого соединен со счетным входом триггера 11, прямой выход которого подключен к первым входам элементов И 14 и 17, тактовомувходу триггера 21 и через формирователь 12 к входу установки в ноль счечика 18, 1688227Инверсный выход триггера 11 соединен с первыми входами элементовИ 15 и 16, с тактовым входом тригге -ра 23 и через формирователь 13 - свходом установки в ноль счетчика 19,Выход элемента И 9 подключен квторым входам элементов И 15 и 17 ичерез делитель 1 О частоты - к вторымвходам элементов И 14 и 16, выход пос леднего из которых соединен с входомсуммирования счетчика 19, выход заема которого подключен к второму входуэлемента ИЛИ 22 и к третьему входуэлемента И 17, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 20и с входом вычитания счетчика 19, выход переполнения которого соединенс входом обнуления триггера 23, пря- фмой выход которого подключен к третьему входу элемента И 16 и четвертому входу элемечта И 17,Выход элемента И 14 соединен с входом суммирования счетчика 18, выходзаема которого подключен к первомувходу элемента ИЛИ 22 и к третьемувходу элемента И 15, выход которогосоединен с первым входом элементаИЛИ 20 и с входом вычитания счетчика18, выход переполнения которого подключен к входу обнуления триггера 21,прямой выход которого соединен с третьим входом элемента И 14 и четвертымвходом элемента И 15 а выходы элеентов ИЛИ 20 и 22 подключены к счетным входам счетчиков 24 и 25 соответ э,ственно, выход переполнения последнего из которых соединен с входамиобнуления триггеров 2 и 6, Информационные входы триггеров 2,6,2 1 и 23соединены с шиной логической единицы, 40а тактовый вход триггера 2 подключенк шине запуск устройства, Информационные выходы счетчика 24 являютсявыходными шинами устройства,Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии все триггерыи счетчики обнулены (на чертеже цепиустановки в исходное состояние не показаны),По импульсу "Запуск" триггер 2устанавливается в единичное состояние, отпирая элемент И 4 единичнымуровнем с прямого выхода триггера 2,При поступлении на шину "Вход"первого информационного импульсапоследний через инвертор 1, элементИ 4, инвертор 5 переключает триггер. 6 в единичное состояние, отпираяэлементы И 7 и 9 для прохождениявходных информационных импульсов иимпульсов генератора 3 соответственно,Наличие в устройстве триггера 2и элемента И 4 позволяет синхронизировать начало отсчета тактовых импульсов с поступлением первого после запуска измеряемого периода входных импульсов,Триггер 11 выполнен счетным ипри поступлении каждого входного импульса изменяет свое состояние напротивоположное,При установке триггера 11 в единичное состояние, в единичное состояние по переднему фронту импульсас его прямого выхода устанавливаетсяи триггер 21,При этом элемент И 14 оказывается отпертым для прохождения импульсов с выхода делителя 10 частоты навход суммирования реверсивного счетчика 18, Коэффициент деления делителя 10 частоты выбирается больше единицы, например равным двум,В течение текущего периода счетчик 18 осуществляет суммирование импульсов с выхода делителя 10 частоты,При поступлении очередного входного импульса триггер 11 переключается в нулевое состояние, при которомэлемент И 14 запирается, а элементИ 15 отпирается для прохождения тактовых импульсов на вход вычитаниясчетчика 18. Кроме того, при этомпо переднему фронту импульса с инверсного выхода триггера 11 в единичное состояние устанавливаетсятриггер 23, единичным уровнем с выхода которого отпирается элемент И16 для прохождения импульсов с выхода делителя 10 частоты на входсуммирования счетчика 19,Таким образом, за время текущегопериода в счетчике 19 осуществляется подсчет импульсов с выхода делителя 10 частоты, число которых эквивалентно длительности периода,.аиз содержимого счетчика 18 осуществляется вычитание числа импульсов,поступающих с выхода генератора 3тактовых импульсов, Одновременносчетчиком 24 осуществляется подсчетчисла импульсов тактовой частоты,эквивалентного длительности предыдущего периода, Так как частота так16882276При работе счетчика 19 в режимевычитания счетчик 24 осуществляетсуммирование импульсов, поступающихс выхода элемента И 17 при нахожде 5нии триггера 11 в единичном состоянии,а при работе счетчика 18 в режимевычитания, когда триггер 11 находится в нулевсм состоянии, в счетчике 24осуществляется суммирование импульсовс выхода элемента И 15.При возникновении низкого уровня.на выходе заема счетчиков 18 или 19на выходе элемента ИЛИ 22 формируется положительный перепад напряжения,по которому к содержимому счетчика25 добавляется единица, т,е, с окончанием записи измеряемого периодав счетчик 24 количество измеряемых20 периодов, хранящихся в счетчике 25,увеличивается на единицу,При достижении числа периодов,равного и, счетчик 25 переполняетсяи импульсом на его выходе обнуляются25 триггеры 2 и 6, в результате чегопроцесс измерения прекращается,Величина среднего периода определяется делением содержимого счетчика24 на число периодов, равное и,30товых импульсов выше частоты импульсов на выходе делителя 10 частоты,то эа время очередного периода число импульсов в счетчике 18 успеваетсчитаться до нуля,При обнулении в процессе вычитания на выходе заема счетчика 10 формируется нулевой уровень, которым запирается элемент И 15 и прекращаетсяпоступление импульсов на вход вычитания счетчика 18.В счетчике 19 оказывается записанным число импульсов с выхода делителя 10 частоты, эквивалентное длительности текущего периода.При поступлении очередного импульса триггер 11 переключается в единичное состояние, при котором отцирается элемент И 14 и в счетчике 18подСчитывается число импульсов, эквивалентное длительности текущегопериода,При поступлении первого импульсана вход суммирования счетчиков 18и 19 на их выходах заема устанавли.ваются единичные уровни, которыечерез элемент ИЛИ 22 поступают насчетный вход счетчика 25, в которомфиксируются в качестве очередногополноценного периода, Таким образомв счетчике 25 осуществляется подсчетчисла полноценных периодов.В случае, если измеряемый в периодах тактовых импульсов интервал времени между передними фронтами входных импульсов не равен периоду, т.е.на этом интервале содержались пропавшие один или несколько импульсов,то счетчики 18 или 19 в режиме суммирования переполняются, импульс пере-полнения переводит в нулевое состояние триггеры 21 или 23 соответственно, в результате чего запрещаетсяпрохождение тактовых импульсов навходы соответствующих счетчиков 8и 19 и на счетный вход счетчика 24т,е, результат измерения данногоинтервала в счетчик 24 не заноситсяа содержимое соответствующего счетчика 18 и 19 обнуляется с помощьюимпульса, формируемого формирователями 12 или 13, при изменении состояния триггера 11,Аналогично работает счетчик 19,который осуществляет суммирование импульсов при нулевом состоянии триггера 11, тогда как счетчик 18 работаетна вычитание,Введение в устройство двух счетчиков, трех триггеров, формирователя,четырех элементов И, двух элементовИЛИ и делителя частоты позволяетповысить достоверность. измеренияза счет исключения учета длительностипериодов в случае пропадания импульсов,формула изобретения40 Устройство для измерения среднегозначения периода импульсных сигналов, содержащее два счетчика, генератор тактоэых импульсов, три элемента И, формирователь, три инвертора, два триггера, входную шину и группу выходных информационных шин, причем прямой выход первого триггера соеди нен с пеРвым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к:выходу первого инвертора и к первому входу второго элемента И, второй вход которого подключен к первому входу третьего элемента И и прямому выходу второго триггера, а 55выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения достоверности измерения, в него дополнительно введены два реверсивных счетчика, три триггера, формирователь, четыре элемента И, два элемента ИЛИ,5 шина "Запуск" делитель частоты, прн" чем выход. третьего инвертора соединен со счетным входом третьего триггера, прямой выход которого подключен к первым входам четвертого и седьмого элементов И, тактовому входу четвертого триггера и через первый формирователь - к входу установки в ноль третьего счетчика, Инверсный выход третьего триггера соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, с тактовым входом пятого триггера 9 через второй формирователь - с 9 ходом установки в;ноль четвертого счетчика, выход третьего элемента И подключен к вторым входам пятого и седьмого элементов И и через делитель частоты - к вторым входам четвертого и шестого элементов И,. выход послед него из которых соединен с входом суммирования четвертого счетчика, выход заема которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, к " " третьему входу седьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и с вхо;дом вычитания четвертого счетчика, выход переполнения которого соединен с входом установки в ноль пятого триг-, 1 3 гера, прямой выхоц которого подключен к третьему входу шестого и четвертому входу седьмого элементов И, выходчетвертого элемента И соединен свходом суммирования третьего счетчика,выход заема которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ итретьему входу пятого элемента И, выход которого соединен с первым входомпервого элемента ИЛИ и с входом вычи- .тания третьего счетчика, выход переполнения которого подключен к входуобнуления четвертого триггера, прямойвыход которого соединен с третьимвходом четвертого элемента И и четвертым входом пятого элемента И, а выходы первого и второго элементов ИЛИподключены к счетным входам первогои второго счетчиков соответственно,выход переполнения последнего изкоторых соединен с инверснымивходамиустановки в нольпервого н второготриггеров, тактовый вход первого триггера подключен к шине "Запуск" устройства, группа информационных выходных шин которого подключена кинформационным выходам первого счетчика, вход первого инвертора соединенс входной шиной, выход первого элемента И через второй инверторподклю-чен к тактовому входу второго триггера, выход второго элемента И соединенс входом третьего инвертора, а информационные входы первого, второго,четвертого и пятого триггеров подключены к шине логической "1",1688227 оставитель Ю,Шишкинехред А.Кравчук Корректор М,Самборска актор рев Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго л. Гагарина, 10 Заказ 3708 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открьгтиям при ГКНТ СССРРаушская наб., д. 4/5