Цифровой анализатор частоты и числа импульсных последовательностей

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 1701,79 (1) 2715886/18-21с присоединением заявки йо(51) М, Кл,ЗН 03 К 5/26// С 01 й 23/00 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) ЦИФРОВОЙ АНАЛИЗАТОР ЧАСТОТЬ И ЧИСЛА ИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в устройствах автоматики, в частности для счета определенного, наперед заданного числа импульсов в заданном диапазоне частот.Известно устройство для анализа (классификации) длительности и числа импульсов, основанное на измерении длительности импульсов и последующем подсчете импульсов одинаковой длительности в импульсной серии. Устройство состоит из измерителя длительности импульсов, построенного на линии задержки с отводами, к которым подключена комбинация логических схем И , выходы которых соединены с органом для подсчета импульсов одинаковой длительности 11 .Недостатки данного устройства отсутствие воэможности прямого измерения частоты повторения импульсов и подсчета числа импульсов любой длительности заданного диапазона; низкая разрешающая способность измерения длительностей импульсов в заданном диапазоне; невозможность плавного регулирования верхнего и нижнего пределов рабочего диапазона частот (длительностей). Известен также цифровой фильтрчастоты повторения импульсов с плавно регулируемой верхней и низ:нейграницами полосы пропускания, основанный на сравнении длительностианализируемых импульсов с эталонными импульсами, вырабатываемыми одновибраторами нижней и верхней границы полосы пропускания. Данное устройство содержит одновибратор верхней границы частоты повторения, входы которого соответственно соединены с входами одновибраторов нижнейчастоты повторения, а также с выхо дами двух логических схем И , выходы которых соединены с общим входомустройства и одним из входов третьейсхемы И , К двум другим входам этойсхемы подключены выходы одновибра О торов, а выход ее соединен со входом триггера сигнализации (23 .Недостатками этого устройства являются отсутствие воэможности подсчета определенного, заранее установленного числа импульсов в анализируемой импульсной последовательности;невозможность выделения на выходепервого и всех последующих нечетныхимпульсов для дальнейшего их подсче та дополнительным устройством, чтоснижает точность и достоверность измерения при работе в области низкихчастот на единицах и десятках герц;наличие механического устройстваплавной перестройки верхней и нижнейграниц частоты повторения, снижающего надежность устройства и увеличивающего его габариты и вес; отсутствие возможности автоматического отключения устройства сигнализациипри поступлении на вход схемы сле-дующей импульсной последовательности; необходимость сброса в "О"одновибраторов,Цель изобретения - повышение точности измерения при одновременномрасширении функциональных возможностей.Поставленная цель достигаетсятем, что в цифровой анализатор частоты и числа импульсных последовательностей, содержащий одновибраторы верхней и нижней границ частотыповторения, элемент И-НЕ, элементИЛИ и триггер сигнализации, введены два элемента И-НЕ, элемент ИЛИ Яи счетчик, при этом входы одновибраторов верхней и нижней границ частоты повторения соединены с первымивходами двух элементов И-НЕ, второй .вход первого из них подключен к вы- уходу одновибратора верхней границычастоты повторения, а выхоц его соединен со счетным входом счетчикаи вторым входом второго элементаИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ,второй вход которого подключен к выходу одновибратора нижней границычастоты повторения, и со вторым входом второго элемента ИЛИ, первыйвход которого соединен с выходомединицы счетчика, к установочномуН-входу которого подключен выход первого элемента ИЛИ, а выход числа псчетчика соединен с первым входомтретьего элемента И-НЕ и со счетным входом С триггера сигнализации,установочный вход К которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ,а выход подключен ко второму входутретьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ.На фиг. 1 представлена структурнаясхема цифрового анализатора часто"ты л числа импульсных последовательностей; на Фиг. 2, 3 и 4 - временные диаграммы, поясняющие работу анализатора,Цифровой анализатор импульсныхпоследовательностей содержит одновибратор 1 верхней границы частоты 0повторения, одновибратор 2 нижнейграйицы частоты повторения с задержкой на входелогические элементыИ-НЕ 3, 4 и 5, логические элементыИЛИ б и 7, двоично-десятичный счетчик 8 с заданным коэффициентом счета и, триггер 9 сигнализации.На временных диаграммах обозначейы напряжение О на входе аналиХзатора, напряжение Ооч, на выходе одновибратора 1, напряжение Ос на выходе одновибратора 2, напряжение Ос на счетном входе счетчика 8, напряжение О на и-выходе счетчика 8, напряжение О 1-,- на выходе триггера 9.Цифровой анализатор частоты и числа импульсных последовательностей работает следующим образом.Первый импульс анализируемой последовательности (пачки) импульсов поступает одновременно на запуск одновибраторов 2 и 1 и на первый вход элемента И-НЕ 3, с выхода которого поступает на запись в счетчик 8. После запуска на выходе одновибратора 1, а следовательно, и на втором входе элемента И-НЕ 3 появляется хронированный импульс длительностьюсоответствующей установленной верхней границе полосы пропускания, а одновибратор 2 переводится в режим задержки длительностью 3 соответствующей нижней границе полосы пропускания анализатора (в дальнейшемдлительность импульса однови- . братора 2), Необходимо отметить, что первый импульс всегда поступает на запись в счетчик 8 так как длительность запуска одновибратора 1 больше длительности переднего Фронта входного импульса, следовательно, логический элемент И-НЕ 3 в этот момент времени открыт для прохождения входного импульса на счетный вход счетчика 8.Рассмотрим работу анализатора при трех практически возможных соотно" шениях между длительностью хронированных импульсов Т,1 одновибраторов 1 и 2 и частотой повторения периодом следования) Т входных импульсов.Частота повторения входных импульсов меньше длительности хронированных импульсов одновибраторов 1 и 2 (фиг. 2)Т сЪ,(ТИВ этом случае при появлении на входе анализатора следующего второго импульса элемент И-НЕ 3 находится в закрытом состоянии вследствие наличия на его втором входе импульса Ъ одновибратора 1 и не пропускает входной импульс на запись в счетчик 8, одновибраторы 1 и 2 повторно запускаются, и отсчет длительности импульсов производится от момента прихода этого входного импульса. В счетчике 8 производится стирание ранее записанного первого импульса по цепям, образованным элементами И-НЕ 4, ИЛИ б и В-входом счетчика 8.25 35 40 45 50 55 Следовательно, на выходе анализатора появление сигнала исключено.Частота повторения входных импульсов больше длительности хронированных импульсов мультивибраторов 1 и 2 (Фиг. 3)т 1 ),В этом случае к моменту прихоДа на вход анализатора следующего (второго) импульса на выходе одновибратора 1 импульса Ф не будет, а элемент И-НЕ 3 открыт. Одновибратор 2 возвращается в исходное состояние после выдачи короткого импульса с задержкойна сброс счетчика 8 и триггера 9, т.е. анализатор находится в исходном состоянии, а каждый следующий входной импульс обрабатывается как первый, и на выходе анализатора сигнал не появляется.Частота повторения входных импульсов больше длительности импульса одновибратора 1 и меньше длительности импульса Т одновибратора 2 (фиг.4) В этом случае к моменту прихода на вход анализатора следующего (второго) импульса на выходе одновибратора 1 импульса не будет и элемент И-НЕ 3 оказывается открытым, следовательно, этот входной импульс записывается в счетчике 8, одновибратор 1 вновь запускается, а отсчетлзадержки ь одновибратора 2 начинается с этого момента. Анализатор . работает до заполнения счетчика 8 до числа и, после чего триггер 9 переводится в другое устойчивое состояние и на выходе анализатора появляется сигнал, свидетельствующий о появлении на входе определенного числа импульсов в заданном диапазоне частот. Выходным импульсом триггера 9 счетчик 8 по цепям, образованным элементами И-НЕ 5, ИЛИ 6, по входу К сбрасывается в нуль. Следующий и+1 импульс образовывается как первый, а триггер 9 с импульсом с единичного выхода счетчика 8 через элемент 7 возвращается в исходное состояние, и сигнал на выходе анализатора исчезает.По сравнению с известными техническими решениями использование предлагаемого анализатора позволяет вести подсчет определенного, заранее установленного числа импульсов в заданном диапазоне частот и выделять и подсчитывать все четные и нечетные импульсы, в том числе н первый,что повышает точность и достоверность измерений, особенно в областинизких частот на единицах и десятках герц. В нем отсутствуют механические устройства плавной перестройки границ частоты повторения, чтоповышает надежность и снижает егогабариты и вес; однОвибраторы имеют упрощенную схему управления и нетребуют сброса в "0". Цифровой анализатор частоты и числа импульсных последовательностей,содержащий одновибраторы верхней инижней границ частоты повторения,элемент И-НЕ, элемент ИЛИ и триггер сигнализации, о т л и ч а юю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения при одноввременном расширении функциональныхвозможностей, в него введены дваэлемента И-НЕ, элемент ИЛИ и счетчик, при этом входы одновибраторовверхней и нижней границ частоты повторения соединены с первыми входами двух элементов И-НЕ, второйвход первого из них подключен к выходу одновибратора верхней границычастоты повторения, а выход соединен со счетным входом счетчика ивторым входом второго элемента И-НЕ,выход которого соединен с первымвходом первого элемента ИЛИ, второйвход которого подключен к выходуодновибратора нижней границы частоты повторения, и со вторым входомвторого элемента ИЛИ, первый входкоторого соединен с выходом единицысчетчика, к установочному 8-входу которого поключен выход первого элемента ИЛИ, а выход числа и счетчикасоединен с первым входом третьегоэлемента И-НЕ и со счетным входомС триггера сигнализации, установочный вход К которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выходподключен ко второму входу третьегоэлемента И-НЕ, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Заявка ФРГ Р 2244955,кл. 21 а 42 е, опублик1969.2. Патент СНА Р 3383605,кл. 328-138, опублик. 1968.7902 б 9 Йг Дл. Составитель М.Леоноваолайчук Техред Е.Гаврилешко Корректор В.Бутя Редактор И ПодписноССР ака д. 4 ПППатент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 л 072 64 Тираж 995 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Ромитета ткрытий ушская н