Устройство допускового контроля периода сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 253 51)4 С 01 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЬСТВ ССР1982,КОНТРО ействиойство дновиб ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВ(71) Институт спектроскопии АН СССР (72) В.И. Азаров(56) Ермолов Р.С. Цифровые частотомеры.,-Л.: Энергия, 1973.Авторское свидетельство С М 935805, кл. С 01 К 23/00, (54) УСТРОЙСТВО ДОПУСКОВОГО ЛЯ ПЕРИОДА СИГНАЛА(57) Изобретение относится к технике допускового контроля периода сигналов и обеспечивает повышение быстрод я и надежность контроля. УстР допускового контроля содержит о раторы 1 и 2, формирователи 35, двухраэрядный регистр 6, элементыИ 7-11, элементы ИЛИ 12-16, 1 К-триггер 1, двухразрядный счетчик 18 вкоде Грея, вход 19 устройства выходы 20-22 устройства и общую шину 23.При работе устройства в результатеконтроля каждого интервала между двумя импульсами повышается быстродействие и надежность контроля периодасигнала. Устройство надежно обнаруживает пропадание сигнала в любой момент времени, появление ложных импульсов и пропадание информационныхимпульсов. Кроме того, обнаруживается появление помехи в контролируемомсигнале. Работа устройства поясняется временной диаграммой в описанииизобретения, 2 ил,Изобретение относится к техникедопускового контроля периода сигналон,Цель изобретения - повышение быс,стродействия и надежности контроля,На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства;на фиг.2 - временная диаграмма, поясняющая его работу.)ОУстройство состоит из перного 1 ивторого 2 одновибраторов, первого,второго и третьего формирователей3-5, двухразрядного регистра 6, первого, второго, третьего, четвертого 15и пятого элементов И 7 - 11 соответСтвенно, первого, второго, третьего,четвертого и пятого элементов ИЛИ 1216 соответственно, 1 К-триггера 17,двухразрядного счетчика 18 в кодеГрея, входа 19 устройства, первого,второго и третьего выходов устройства 20 - 22 и общей шины 23.Входом устройства является входпервого формирователя 3, выход которого подключен к входу первого одновибратора 1, выход которого подключен к входу второго одновибратора2, прямые выходы регистра 6 подключены к входам первого элемента И 7, вы- З 0ход которого является первым выходом20 устройства, вторым выходом 21 ко"торого является выход второго элемен"та И 8, к первому и второму входамкоторого подключен, соответственно,прямой выход нулевого и инверсныйвыход первого разрядов регистра 6,инверсные выходы которого подключенык входам третьего элемента И 9, выход которого является третьим выходом22 устройства. В качестве однонибраторов 1 и 2 используются одновибраторы с повторным запуском. В устройство введены третий формирователь 5,1 К-триггер 17, двухраэрядный счетчик 418 н коде Грея, первый 12, второй 13,третий 14, четвертый 5 и пятый 16элементы ИЛИ, четвертый 10 и пятый11 элементы И, причем нулевой и первый раэряды выхода счетчика 18 подключены соответственно к нулевому ипервому разрядам информационного входа регистра 6 и к входам пятого элемента ИЛИ 6, а информационные входы -к общей шине 23. Выход второго одновибратора 2 подключен к входу третьегоформирователя 5, выход пятого элемента Ш 1 И 16 подключен к первому входучетвертого элемента И 10, к двум другим входам которого подключены выход третьего формиронателя 5 и выход 1 К- триггера 17, к управляющему входу которого подключен выход четвертого элемента ИЛИ 15, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 13, первым, инверсным, входом пятого элемента И 11, 1-входом 1 К-триггера 17 и выходом второго формирователя 4, второй вход четвертого элемента ИЛИ 15 соединен с обоими входами третьего 14 и первым входом первого 12 элементов ИЛИ, К-входом 1 К-триггера 7 и выходом первого формирователя 3, второй нход второго элемента ИЛИ 13 соединен с вторым входом пятого элемента И 11 и выходом четвертого элемента И 10, выход пятого элемента И 11 подключен к второму входу первого элемента ИЛИ 12, выход которого подключен к управляющему входу регистра 6, выход второго элемента ИЛИ 12 подключен к суммирующему входу счетчика 18, выход третьего элемента ИЛИ 14 подключен к входу записи счетчика 18, а вход второго формирователя 4 - к выходу первого одновибратораНа фиг,2 обозначены напряжения на выходе первого формирователя 3 (а), первого,однонибратора 1 с повторным запуском (б) , второго одновибратора 2 с повторным запуском ( 8), второ" го формирователя 4 коротких импульсов , третьего формнронателя 5 коротких импульсов (с, 1 К-триггера 17 (р), нулевого и первого разрядов счетчика 18и ( ) соответственно), нулевого и первого разрядов регистра 6 (и и к соответственно), а также на первом 20, втором 21 и третьем 22 выходах устройства, н н соответственно).Устройство работает следующим образом.Формирователь 3 формирует по входному сигналу на входе 19 устройства короткие импульсы Со (фиг.2 е). По переднему фронту каждого импульса запускается первый одновнбратор 1 с повторным запуском (фиг.26), вырабатывающии на своем выходе импульс длительностью Тц, равной минимальному периоду входного сигнала. По заднему фронту этого импульса запускается второй одновибратор 2 (фнг,2 в), вырабатывающий на своем выходе импульс длительностью Т - Т, где Тцас30 максимальный период входного сигнала. По задним фронтам этих импульсов формируются с помощью второго 4 и третьего 5 формирователей короткие импульсыи Т (фиг.2и 3 ) соответствен -гно, длительность которых меньше длительности импульса , . Своим передним фронтом, при условии прохода на суммирующий вход счетчика 18, каждый О из импульсов С, и С прибавляет единицу в счетчик 18 (фиг.2,х и), а задним фронтом импульсов со и с ин. формация из счетчика 18 переписывается в регистр 6 (фиг.2 и и к), причем 5 задним фронтом импульса С счетчик 18 обнуляется.Таким образом, каждым импульсомустройство устанавливается в исходное состояние и переходит в режим 20 , ожидания следующего импульса г., Далее возможны следующие случаи прихода очередного импульсаЕсли импульс Са приходит раньше импульса С, то первый одновибратор 25 2 перезапускается, второй одновибратор 2 в данном цикле измерения не срабатынает, а следовательно, в данном цикле не формируются импульсы и С . Задним фронтом импульса Т прошедшего через первый элемент ИЛИ 12, в регистр 6 записывается код "00", а счетчик 18 обнуляется задним фронтом импульса о, прошедшего через третий элемент ИЛИ 14, используемый в качестве задержки. Кроме этого, по переднему фронту импульса прошедшего через четвертый элемент ИЛИ 15 и задержанного на время срабатывания последнего, в 1 К-триггер записывается нуль. В результате устройство переходит в режим ожидания очередного импульса, а на третьем выходе 22 устройства присутствует логическая единица, свидетельствующая 45 о раннем приходе импульса 1, в предыдущем цикле измерения, т.е. ТсТц, где Т - интервал времени между двумя последними импульсами 1 , а следовательно, и мгновенный период сигнала. При этом на первом 20 и втором 21 выходах устройства присутствует логический нуль.Если передний фронт очередного импульса (, проходит после появления заднего фронта импульса на выходе первого одновибратора 1, но второй одновибратор 2 все же успеет запуститься иэ-за повторного запуска пер-. вого одновибратора 1 по переднему фронту импульса С , то далее устройство срабатывает как и в предыдущемслучае.Если второй одновибратор 2 в очередном режиме ожидания запускается, то по заднему фронту импульса на выходе первого одновибратора 1 при помощи второго формирователя 4 формируется импульс 1, , а через время Т -Т, при помощи третьего формирователя 5 - импульс 1 . Далее по пе 2реднему фронту импульса С прошедшего через второй элемент ИЛИ 13, в счетчик 8 прибавляется единица и на его выходе устанавливается код 01".В случае перекрытия по времени импульсов С ииз-за возможной гонки их передних фронтов нельзя однозначно сказать в какое состояние установится 1 К-триггер 17. Но в этом случае, так как длительность импульса 10 больше длительности импульса но меньше Т , -Т, заведомо известно, что до прихода переднего фронта импульса 1 в регистр 6 задним фронтом импульса Т прошедшего через первый элемент ИЛИ 12, записывается код "01", а счетчик 18 обнуляется задним фронтом импульса С, прошедшего через третий элемент ИЛИ 14, используемый в качестве задержки, в результате чего импульс 1 не проходит через четвертый элемент И 10, а следовательно, через первый и нторой элементы ИЛИ 12 и 13 на вход регистра 6 и счетчика 18, что обеспечивает устройству состояние ожидания очередного импульсатак как передним фронтом импульса 1 был в очередной раз запущен первый одновибратор 1. После этого на втором 21 выходе устройства присутствует логическая единица, свидетельствующая о нормальном приходе импульса о н предыдущем цикле измерения, т.е, Т Т 4 ТмаисПри этом на первом 20 и третьем 22 выходах устройства присутствует логический нуль.В случае если С, и С не перекрываются по времени, то по переднему фронту импульса С прошедшего через четвертый элемент ИЛИ 15 и задержан" ного на время срабатывания последнего в 1 К-триггер 17 записывается еди-, ница, разрешающая проход импульса через четвертый элемент И 10, а к содержимому счетчика 18 прибавляетсяединица по переднему фронту импульсапрошедшего через второй элемент ИЛИ 13 так, что код на выходе счетчика 18 становится "01". Далее возмоследующие случаи прихода им .пУль а , .Е и импульс , приходит раньше .,"имер са С и не перекрывается с ним по фемени, то передним фронтом импульса 1 в 1 К-триггер 17 записыва, ется нуль, который запрещает прохождение импульса С 2 через четвертый ,;., Элемент И 10, через первый и второйэлементы ИЛИ 12 и 13 - на вход региф. стра 6 и счетчика 18, что обеспечивает надежное обнуление счетчика 18 задним фронтом импульса о, а так как передним фронтом импульса , запускается одновибратор 1, то надежен и переход в режим ожидания следующе го импульса С, При этом в регистре 6 находится код "01", переписанный туда задним фронтом импульсаиз счетчика 18, а на втором 21 выходе присутствует логическая единица при логических нулях на первом 20 и третьем 22 выходах устройства, что сигнализирует о нормальном приходе импульса с в предыдущем цикле измерения, т. е. ТТ Т( 30При перекрытии импульсов 1 и Т 2, но приходе переднего фронта импульса С раньше переднего фронта импульса С на время срабатывания 1 К-триггера 17, четвертого элемента ИЛИ 15 и чет вертого элемента И 10, устройство срабатывает каки в предыдущем случае.В случае гонки передних фронтов импульсов С и г. на выходе четвертого элемента И 10, а следовательно, 40 на выходе второго элемента ИЛИ 13 и на входе суммирования счетчика 18 появляется импульс длительностью от нуля до длительности импульса 2, но так как счетчик 18 считает в коде 45 Грея, то к нежелательным последствиям это не приводит, и в счетчике 18 Формируется код "01" или "11". При этом передним фронтом импульса Т запускается первый одиовибратор, а задним 50 фронтом импульса С код из счетчика 18 переписывается в регистр 6, а сам счетчик 18 надежно обнуляется, так как длительность импульса С, больше длительности импульса ройство надежно переходит в режим ожидания следующего импульса С причем в регистре 6 имеется код "01" или "11", а на соответствующем выходе устройства, втором 21 или первом20, присутствует логическая единицапри нулях на двух других выходах устройства,В случае, если импульс С 2 не перекрыт по времени импульсом С (импульсеще не приходил), то переднимофронтом импульса 2, прошедшего черезвторой элемент ИЛИ 13, в счетчик 18прибавляется единица, установив наего выходе код "11", а задним фронтом импульса 1, прошедшего через пятьгй элемент И 1 и первый элемент ИЛИ12, этот код переписывается в регистрб, установив тем самым единицу напервом выходе 20 устройства при нулях на двух других выходах 21 и 22устройства. Таким образом, устройство выдает диагностику Т 7 Т , недожидаясь прихода самого импульсачто делает возможным надежное обнаружение пропадания импульсов, аследовательно, и сигнала на входе 19устройства,Из сказанного выше видно, что принормальном приходе импульса Гр(ТТ 4 Т) запрещается проход импульса 2 на вход счетчика 18 и регистра б, так как после прихода импульса Хо начинается новый цикл измерения, Но при достаточно широкоминтервале Т, - Т может получиться так, что импульс С, текущего циклаизмерения, переведя своим переднимфронтом ТК-триггер 17 в единичноесостояние, разрешает прохождение через четвертый элемент И 10 еще непрошедшего импульса Т 2 предыдущегоцикла измерения, Эта ситуация устраняется применением в качестве второгоодновибратора 2 - одновибратора сповторным запуском, при этом появление импульса , гарантирует впоследствии отсутствие изолированногоимпульса С 2 предыдущего цикла измерения, а использование пятого элемента И 11 гарантирует отсутствие импульса С 2 предыдущего цикла измерения или его части на входе регистра6, Для этого длительность импульсаустанавливают меньшей длительнос-.2ти импульса 1.,Таким образом, благодаря контролюкаждого интервала между двумя импульсами Т повышается быстродействие инадежность контроля периода сигнала,Так, например, устройство надежно об13253 наружинает пропадание сигнала в любой момент времени, а сигнал позднего прихода импульса 1 , т.е. при ТТвырабатывается, не дожидаясь очередного импульса й, . Устройство надежно обнаруживает появление ложных импульсов йо и пропадание информационных импульсов 1 т,е. появление помехи в контролируемом сигнале, при условии, если они приводят к нарушению неравенства Т "Т Е Тмаксчин Формула изобретения Устройство допускового контроля 15 периода сигнала, содержащее первый и второй одновибраторы, первый и второй формирователи, двухраэрядный регистр, первый, второй и третий элементы И, причем входом устройства является 20 вход первого формирователя, выход которого подключен к входу первого одновибратора, выход которого подключен к входу второго одновибратора, прямые выходы регистра подключены к 25 входам первого элемента И, выход которого янляется первым выходом устройства, вторым выходом которого является выход второго элемента И, к первому и второму входам которого 30 подключены, соответственно, прямой выход нулевого и инверсный выход первого разрядов регистра, инверсные выходы которого подключены к входам третьего элемента И, выход которого является третьим выходом устройства, общую шину, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности контроля, в устройстве н качестве одновибраторов 40 используются однонибраторы с повторным запуском и н него введены третий фоРмирователь, 1 К-триггер, днухраэрядный счетчик в коде Грея, первый,второй, третий, четвертый и пятыйэлементы ИЛИ, четвертый и пятый элементы И, причем нулевой и первый разряды выхода счетчика подключены соответственно к нулевому и первому разрядам информационного входа регистраи к входам пятого элемента ИЛИ, а информационные входы - к общей шине,выход второго одновибратора подключен к входу третьего формирователя,выход пятого элемента ИЛИ подключенк первому входу четвертого элементаИ, к двум другим входам которого подключены выход третьего формирователяи выход 1 К-триггера, к управляющему входу которого подключен выход четвертого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, первым, инверсным,входом пятого элемента И, 1-нходомТК-триггера и выходом второго формирователя, второй вход четвертого элемента ИЛИ соединен с обоими входамитретьего и первым входом первого элемента ИЛИ, К-входом 1 К-триггера и выходом первого формирователя, второйвход второго элемента ИЛИ соединен свторым входом пятого элемента И ивыходом четвертого элемента И, выходпятого элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выходкоторого подключен к управляющемувходу регистра, выход второго элемента ИЛИ подключен к суммирующему входусчетчика, выход третьего элементаИЛИ подключен к входу записи счетчика, вход второго формирователя подключен к выходу первого однонибра"тора.1325375Составитель Е. МинкинРедактор Е. Папп Техред В.Кадар Корректор М, Яаксимишинец Заказ 3102/39 Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москве, Ж, Раушская наб., д,4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4