Устройство для измерения средней частоты серии импульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 1)5 6 01 В 23/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Использование: изобретение может быть использовано для измерения средней частоты серии импульсов. Сущность изобретения: устройство содержит пороговый элемент 1, блоки 2, 15 дифференцирования, счетчики 3, 12 импульсов, генератор 4 импульсов, временные селекторы 5, 11, делители 6, 10 частоты, интегратор 7, инвертор 13, элементы И 8, 14, 20, реверсивный счетчик 9, триггер 16, регистрирующий блок 17, элементы ИЛИ 18, 19, пересчетный блок 21, 2 ил,. 18, 19, третий э лок 21. При это ент И 20, оследовалементы И ересчетны тельно соединены генератор 4 прямоугольных импульсов, временной селектор 5, управляющий вход которого подключен к инверсному выходу управляющего триггера 16, и делитель 6 частоты, информационный вход которого подключен к выходу счетчика 12 импульсов, последовательно соединены делитель 10 частоты, счетный вход которого йодключен к второму выходу генератора 4 прямоугольных импульсов, и временной селектор 11, управляющий вход которого соединен с прямым выходом управляющего триггера 16, а выход подключен к счетному входу счетчика 12 импульсов и делителя 6 частоты, выход подключен к входу ввода информации делителя 6 частоты, последовательно соединены интегратор 7, вход которого является входом устройства, пороговый элемент 1, блок 2 дифференцирования, счетчик 3 импульсов, элемент И 8, второй вход которого подключен к выходу интегратора 7, а выход также подключен к ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетел ьство СССРМ 443327, кл, 6 01 В 23/00, 1973,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯСРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ СЕРИИ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к,импульсной технике и может быть использовано для цифрового измерения средней частоты серии импульсов.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет измерения средней частоты импульсов с произвольным количеством их в серии.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу,Устройство для измерения средней частоты серии импульсов содержит пороговый элемент 1, первый блок 2 дифференцирования, первый счетчик 3 импульсов, генератор 4 прямоугольных импульсов, первый временной селектор 5, первый делитель 6 частоты, интегратор 7, первый элемент И 8, реверсивный счетчик 9, второй делитель 10 частоты, второй временной селектор 11, второй счетчик 12 импульсов, инвертор 13, второй элемент И 14, второй блок 15 дифференцирования, управляющий триггер 16, регистрирующий блок 17, первый и второй 1737356 А 1суммирующему входу пересчетного блока 21, и реверсивный счетчик 9, информационные разрядные выходы которого соединены с соответствующими информационными разрядными входами делителя 10 частоты, последовательно соединены инвертор 13, вход которого подключен к выходу блока 2 дифференцирования, и элемент И 14, второй вход которого соединен с первым выходом счетчика 3 импульсов, а выход подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика 9, последовательно соединены элемент ИЛИ 18, первый вход которого является установочным входом устройства, а выход подключен к объединенным установочным входам делителей 6 и 10 частоты, счетчиков 12 и 3 импульсов, реверсивного счетчика 9 и пересчетного блока 21, и элемент ИЛИ 19, второй вход которого соединен с объединенными выходом пересчетного блока 21 и входом ввода информации делителя 6 частоты, а выход подключен к В-входу управляющего триггера 16 и входу ввода информации делителя 10 частоты, первый и второй входы элемента И 20 подключены соответственно к второму выходу счетчика 3 импульсов и входу интегратора 7, а выход соединен с вычитающим входом пересчет- ного блока 21, управляющий и информационный входы регистрирующего блока 17 соединены соответственно с выходами пересчетного блока 21 и делителя 6 частоты, а управляющий выход подключен к второму входу элемента ИЛИ 18, регистрирующий блок 17 содержит частотомер 22 и цифропечатающее устройство 23,Устройство работает следующим образом.В начальный момент времени счетчики 12 и 3 импульсов, делители 6 и 10 частоты, реверсивный счетчик 9, пересчетный блок 21 через элемент ИЛИ 18, а управляющий триггер 16 через элементы ИЛИ 18 и 19 устанавливаются в начальное состояние. На прямом и инверсном выходах управляющего триггера 16 формируются соответственно напряжения "0" и "1", которые поступают на управляющие входы временных селекторов 5 и 11. При этом временной селектор 11 закрывается, а временной селектор 5 открывается и через него на вход делителя 6 частоты поступает сигнал с частотой Е с выхода генератора 4 импульсов,На вторые входы элементов И 8 и 20 и вход интегратора 7 поступает серия хаотических импульсов 01 (фиг, 2 а), На выходе интегратора 7 образуется пульсирующее положительное напряжение Ог (фиг. 2 б), которое подается на вход порогового элемента 1, На выходе порогового элемента 1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вырабатывается напряжение Оз логической "1" (фиг. 2 в), которое поступает на вход блока 2 дифференцирования. Продифференцированный блоком 2 дифференцирования фронт напряжения Оз в видеположительного остроконечного импульса О 4 (фиг. 2 г) подается на счетный вход счетчика 3 импульсов и вызывает формирование на его первом разрядном выходе напряжение Оь (фиг. 2 д) логической "1". С первого выхода счетчика 3 импульсов напряжение 04 поступает на первый и второй входы элементов И 8 и 14, На выходе элемента И 8. на второй вход которого поступают импульсы О (фиг.2 а), также вырабатывается серия импульсов Об (фиг, 2 е), которая, поступая на суммирующие входы реверсивного счетчика 9 и пересчетного блока 21, ими подсчитывается. В момент окончания серии импульсов О 6 на разрядных выходах реверсивного счетчика 9 и пересчетного блока 21 в двоичном коде формируется числовое значение количества импульсов в серии, Ввиду окончания поступления на вход интегратора 7 серии импульсов напряжение 02 на его выходе падает до нуля, переводя пороговый элемент 1 в состояние "0" (фиг. 2 д). Срез напряжения Оз дифференцируется блоком 2 дифференцирования и в виде отрицательного остроконечного импульса О 4 (фиг. 2 г) поступает на инвертор 13, На выходе инвертора 13 вырабатывается положительный остроконечный импульс Цт (фиг, 2 ж), который подается на первый вход элемента И 14, на второй вход которого поступает с первого выхода счетчика 3 импульсов положительное напряжение Ц (фиг. 2 д). В результате поступления на первый и второй входы элемента И 14 положительных напряжений Цв и Ит на выходе элемента И 14 также формируется остроконечный положительный импульс Ов(фиг. 2 з), который подается на вычитающий ход реверсивного счетчика, Реверсивный счетчик 9 срабатывает, и на его разрядных выходах числовое значение уменьшается до Й, которое поступает на информационные разрядные входы делителя 10 частоты,В результате поступления на вход интегратора 7 второй серии импульсов(фиг, 2 а) на его выходе образуется пульсирующее напряжение Ц 2 (фиг, 2 б), которое вновь переводит пороговый элемент 1 в положение "1" (фиг, 2 в). Фронт напряжения Оз блоком 2 дифференцирования дифференцируется и в виде второго положительного остроконечного импульса О 4 (фиг. 2 г) подается на счетный вход счетчика 3 импульсов. Счетчик 3 срабатывает, и на его втором разрядном выходе образуется положительное напря5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 жение 09 (фиг. 2 и), которое поступает навход блока 15 дифференцирования и первый вход элемента И 20, Фронт напряженияЦ 9 блоком 15 дифференцирования дифференцируется и в виде остроконечного импульса 01 о (фиг. 2 к) подается на Я-входуправляющего триггера 16. На прямом выходе управляющего триггера 16 вырабатывается напряжение "1", которое открываетвременной селектор 11, а на его инверсномвыходе образуется напряжение "0", закрывающее временной селектор 5.Одновременно в результате поступления на первый и второй входы элемента И20 положительных напряжений Оз и Ц 1(фиг.2 в, а) на его выходе вырабатывается последовательность импульсов 06 (фиг, 2 е), которая подается на вычитающий входпересчетного блока 21, Временной селектор 11 будет открыт с начала поступленияпервого импульса второй серии до тех пор,пока на вход пересчетного блока 21 не поступят все й импульсов второй серии. Припоступлении на вход пересчетного блока 21последнего (М-го) импульса второй серии наего выходе формируется положительныйимпульс 011(фиг. 2 л), который поступает науправляющий вход частотомера 22 и входввода информации делителя 6 частоты. Одновременно сформированный на выходепересчетного блока 21 положительный импульс 311 (фиг, 2 л) через элемент ИЛИ 19поступает на Й-вход управляющего триггера 16 и переводит его в состояние "0", Временной селектор 11 закрывается, авременной селектор 5 открывается, Такимобразом, временной селектор 11 находитсяв открытом состоянии в течение интервалавремени Т 1, равного длительности второйсерии импульсов. Если за время Т 1 на устройство поступило И импульсов с йпериодом между ними, то среднее значениепериода следования импульсов в серии может быть определено с помощью выражения= Т /(-1),откуда средняя частота импульсов в серииравнаРср = 1/Тср = (М - 1)/Т 1.Через открытый в течение времени Т 1временной селектор 11 на счетчик 12 импульсов поступают импульсы с выхода делителя 10, частота которых равна Р 2 = Г 1/(й --1), следовательно, число Й 1 импульсов, насчитанное счетчиком импульсов 12, равно;1 = Е 2 Т 1 = Е 1 Т 1/( - 1),Число импульсов Й 1, насчитанное счетчиком 12 импульсов, вводится в делитель 6,и к моменту перехода управляющего триггера 16 в нулевое состояние, к моменту открытия временного селектора 5 коэффициент деления делителя 6 становится равным И 1. С выхода генератора 4 импульсов через открытый временной селектор 5 на делитель б поступают импульсы с частотой Г 1, в результате чего частота импульсов на выходе делителя 6 равна:Г.р = Е 1/И 1 = Г 1(И -1)/Е Т 1=(И - 1)Т 1, что соответствует средней частоте импульсов в серии.Сформированная импульсная последовательность с выхода делителя 6 частоты поступает на информационный вход цифрового частотомера 22, который измеряет частоту Рср и ее значение в цифровом коде выдает на цифровой регивтратор 23, Одновременно с управляющего выхода частотомера 22 управляющий сигнал в виде положительного импульса поступает на управляющий вход цифропечатающего устройства 23 и второй вход элемента ИЛИ 18. Цифропечатающее устройство 23 регистрирует численное значение частоты Р,р, счетчики 3 и 12 импульсов, делители б и 10 частоты, реверсивный счетчик 9, пересчетный блок 21 и управляющий триггер 16 возвращаются в исходное состояние.В случае поступления на вход устройства последующих серий импульсов процесс измерения повторяется.Таким образом, предложенное техническое решение, по сравнению с прототипом, позволяет измерять среднюю частоту следования импульсов с произвольным количеством их в серии, что расширяет его. функциональные возможности. Формула изобретения Устройство для измерения средней частоты серии импульсов, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, первый временный селектор и первый делитель частоты, информационный вход которого подключен к выходу первого счетчика импульсов, управляющий вход первого временного селектора подключен к инверсному входу управляющего триггера, второй делитель частоты, выход которого подключен к входу второго временного селектора, а счетный вход подключен к второму выходу генератора импульсов,управляющий вход второго временного селектора соединен с прямым выходом управляющего триггера, а выход второго временного селектора подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, пере- счетный блок, установочный вход которого соединен с установочными входами первого счетчика импульсов и первого делителя частаты, выход пересчетного блока подключен к входу ввода информации первого делите1737356 30 цг 55 ля частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения средней частоты импульсов с произвольным количеством их в серии, введены последовательно соединенные интегратор, пороговый элемент, первый блокдифференцирования, второй счетчик импульсов, первый элемент И, и реверсивный счетчик, последовательно соединенные инвертор и второй элемент И, последовательно соединенные первый элемент ИЛИ и второй элемент ИЛИ, второй блок дифференцирования, третий элемент И и регистрирующий блок, управляющий и информационный входы которого соединены соответственно с выходами пересчетного блока и первого делителя частоты, а управляющий выход подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, причем второй вход первого элемента И подключен к входу интегратора, а выход подключен к суммирующему входу пере- счетного блока, информационные выходы реверсивного счетчика соединены с информационными входами второго делителя частоты, вход инвертора подключен к выходу первого блока дифференцирования, второй вход второго элемента И соединен с первым выходом второго счетчика импульсов, а выход подключен к вычитающему входу ревер сивного счетчика, первый вход первогоэлемента ИЛИ подключен к входу установки устройства, а выход первого элемента ИЛИ подключен к установочным входам первого и второго делителей частоты, первого и вто рого счетчиков импульсов, реверсивногосчетчика и пересчетного блока, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом пересчетного блока, а выход подключен к й-входу управляющего триггера, вход вто рого блока дифференцирования соединен свторым выходом второго счетчика импульсов,а выход подключен к 3-входу управляющего триггера и входу ввода информации второго делителя частоты, первый и второй 20 входы третьего элемента И подключены соответственно к второму выходу второго счетчика импульсов и к входу интегратора, а выход соединен с вычитающим входом пересчетного блока, вход интегратора являет ся входом устройства.я.г едактор М.Цитки Корректор О.Кундри аказ 1888 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина, 101 у,и оставитель Р.Матве ехред М,Моргентал