Устройство для определения отношения и логарифма отношения двух частот

(23) П рноритетОпубликовано 30,01.82. БюллетеньДата опубликования описания 02,62,82(53)Ж. Кд. С 01 В 23/02 Гооударстееа 1 Х коинтет СОФР ао делаи изабретевиХ и открыткХ) Заявите УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ И ЛОГАРИФМА ОТНОШЕНИЯ ДВУХ ЧАСТОТхо игустаперИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительных приборах, а также в функциональных измерительных преобразователях.Известно устройство, содержащее реверсивний счетчик, счетчик, две группы элементов совпадения, элемент задержки, элемент ИЛИ, ключ, генератор опорной частоты, блок управления и1 О два входных формирователя 11.Недостатком данного устройства является невозможность определения логарифма отношения двух частот. Наиболее близкое по своей технической сущности к предлагаемому устройство содержит тактовый генератор, два триггера, два ключа, два счетчика, формирующее устройство, элемент задержки и группу элементов И 21.Однако данное устройство не измеря ет логарифм отношения двух частот, что сужает класс решаемых им задач. Цель изобретения - расшире ециональных возможностей.Поставленная цель достигаетсячто. в устройство для определенияношения и логарифма отношения двутот, содержащее первый триггер, вкоторого через первый ключ подклюк входу первого счетчика, второйгер, единичный выход которого соенен с первым входом второго ключавторой счетчик, разрядные выходыторого подключены к управляющим вдам первого блока элементов И, ановочный вход соединен с выходом вого элемента задержки, введены блок сложения-вычитания, третий ключ, три элемента ИЛИ, второй блок элементов второй элемент задержки, элемент И, третий триггер и переключатель, первый вывод которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ и входу втор го элемента задержки, второй вывод соединен с выходом элемента И, а общий вывод подключен к нулевому входу3 9093 первого триггера, единичный вход которого соединен с единичным входом второго триггера и нулевым входом третьего триггера, единичный вход которого подключен к выходу втОрого счетчика и первому входу первого эле 5 мента ИЛИ, второй вход которого соединен с сигнальными входами первого блока элементов И, выходы которого подключены к разрядным входам первого счетчика, выход которого соединен с первым входом элемента И, вторым входом первого элемента ИЛИ, и входом первого элемента задержки, а раз рядные выходы подключены к управляю 15 щим входам второго блока элементов И, сигнальные входы которого соединены с разрядными выходами второго счетчика, а выходы подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом блока сложения-вычитания, второй вход которой подключен к выходу первого ключа, а выход соединен с первым входом третьего ключа, второй вход которого пор а ключен к нулевому выходу второго триггера и второму входу элемента И. а выход соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу второго счетчика, а второй вход соединен с выходом вто-, рого ключа, причем выход второго эле. мента задержки подключен к нулевому входу второго триггера.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 показаны варианты выполнения блока сло. жения.Устройство содержит счетчики 1 и 2, блоки 3 и 1 элементов И, блок 5 сложения-вычитания, триггеры 6-8, ключи 9- 11, элементы ИЛИ 12- 1 ч, элементы 15 и 16 задержки, переключатель 17 и элемент И 18.Выполнение блока 5 сложения-вычитания возможно в двух различных ва 45 риантах. В первом варианте (фиг. 2 а) блок 5 состоит из одного элемента ИЛИ 19. Во втором варианте (фиг.2 б) , блок 5 состоит из триггера 20, элемента И 21, элемента 22 задержки и 5 Вэлемента ИЛИ 23.Устройство работает следующим образом.В режиме определения отношения двух частот переключатель 17 находит ся в положении 2 ч. После поступления на единичные входы триггеров 6 и 7 команды "Старт" открываются ключи 9 2 4и 10, и импульсы, частоты следования которых Г и 1, поступают на входы счетчиков 1 и 2 соответственно. Ключ 11 при этом закрыт.При соотношении частот 12Г через промежуток времени, который определяется выражением(1)происходит переполнение счетчика 2, где Нд - коэффициент пересчета счетчиков 1 и 2.В этот момент в счетчике 1 фиксируется числоЙ= йп, - . (2) .ЯИмпульс переполнения счетчика 2 устанавилвает триггеры 6 и 7 в нулевое состояние, ключи 9 и 10 закрываются, и процесс определения отношения двух частот завершается. Кроме того, импульс переполнения счетчика 2 устанавливает триггер 8 в единичное. положение, соответствующее случаю 1 а ) С,При соотношении частот 1 ) 1 а через промежуток времени, который определяется выражениемпроисходит переполнение счетчика 8 этот момент в счетчике 2 фиксируется число(Ч.лИмпульс переполнения счетчика 1 переписывает число М из счетчика 2 в счетчик 1 и через промежуток времени йу, определяемый элементом 15 задержки, устанавливает счетчик 2 в нулевое положение. Кроме тогу, импульс переполнения счетчика 1 устанавливает триггеры 6 и 7 в нулевое состояние, ключи 9 и 10 закрываются, и процесс определения отношения двух частот завершается. Триггер 8 в этом случае остается в нулевом положении, что соответствует случаю С )В режиме определения логарифма отношения двух частот переключатель 17 находится в положении 25. При этом до момента переполнения счетчика 1 или 2, в зависимости от соотношения частот 61 и Ф., происходит процесс вычисления, аналогичный описанному выше. В результате в счетчике 1 фиксируется число Й или И,/ а состояние триггера 8 определяет соотношение частот Ф и 9 а . Импульс переполнения одного из счетчиков, 901932/ переписывает число М о или Н , полученное в счетчике 2, в счетчик 1.Следовательно, в счетчике 1, в зависимости от выбранного режима работы устройства, Фиксируется число, пропорциональное отношению двух частот или логариФму отношения двух частот, а состояние выходов триггера 8 указывает на то, какая из двух частот больше другой.Таким образом, посредством незначительного усложнения устройства, достигнуто расширение класса решаемых задач за счет получения возможности определения логариФма отношения двух частот.45 Формула и зобретени я Устройство для определения отно 50 шения и логариФма отношения двух частот, содержащее первый триггер, выход которого через первый ключ подключен к входу первого счетчика, второй триггер, единичный выход которого со 55 единен с первым входом второго ключа и второй счетчик, разрядные выходы к 6 Учитывая выражение (2), имееми .неф (17),При соотношении частот Г 8Ь, за время, прошедшее с момента первого переполнения счетчика 1 до момента второго его переполнения, число М)(т) 10 в счетчике 1 изменяется от М до 11(п, а в счетчике 2 число И(й) изменяется от 0 до И , где Мо - результат определения логариФма отношения двух. частот. Проинтегрировав уравнение 5 (1 ч) с учетом пределов изменения переменных получаем торого подключены к управляющим входам первого блока элементов И, а установочный вход соединен с выходомпервого элемента задержки, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения Функциональных возможностей, в него введены блок сложения-вычитания, третий ключ, три элемента ИЛИ,второй блок элементов И, второй элемент задержки, элемент И, третий триггер и переключатель, первый вывод которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ и входу второго элемента задержки, второй вывод соединен с выходом элемента И, а общий вывод подклю"чен к нулевому входу первого триггера, единичный вход которого соединенс единичным входом второго триггераи нулевым входом третьего триггера,единичный вход которого подключен квыходу второго счетчика и первому входу первого элемента ИЛИ, второй входкоторого соединен с сигнальными входами первого блока элементов И, выходыкоторого подключены .к разрядным входам первого счетчика, выход которогосоединен с первым входом элемента И,вторым входом первого элемента ИЛИ ивходом первого элемента задержки, аразрядные выходы подключены.к управляющим входам второго блока элементов И, сигнальные входы которого соединены с разрядными выходами второго счетчика, а выходы подключены квходам второго элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с первым входом блока сложения-вычитания, второй вход которого подключен к выходу первого ключа, а выход соединен с первым входомтретьего ключа, второй вход которогоподключен к нулевому выходу второготриггера и второму входу элемента И,а выход соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которогоподключен к входу второго счетчика,а второй вход соединен с выходом второго ключа, причем выход второго элемента задержки подключен к нулевомувходу второго триггера.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР8 567116, кл. С 01 й 23/10, 19752. Карпов Р.Г. Аналого-циФровойлогометр. - ндвтоматика и вычислительная техника , 197 Й, В 3, с, 9 1-93,рис, 1 (прототип).МтФилиал ППП Патент, г. 1 жгород, ул, Проектная, 4 Редактор Е. ПаппЗаказ 12371/54ВНИИПпо1130 оставитель В. Новоселовехред С, Мигунова Корректор Г. Решетираж 718 ПодписноеГосударственного комитета СССРелам изобретений и открытийосква НРаушская наб. 8. 4/5Й П ф