Цифровое устройство для сличения частот

еСОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК САНИ БР ТЕН мобильно-дорожола Украиным тственно к четвертомодам каналов сравне у и пятомуия частот, арователя импуль.дккючекк кСределения знака коррекции с авнения ча д нения срав- выходы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР 00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕГЕЛ(71) Харьковский, автоный институт имеКомсомГ 531 621. 317. Г 088. 8)(56) 1. Аппаратура для частотных и вре"менных измерении. Под ред. ;П.Горшко. ва. И., "Советское радио" 11971,с.149, рис, 512. Авторское свидетельство СССР 9 741178, кл. Ы 01 й 23/00, 28.11,77 (прототип).(54)(57) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛИЧЕНИЯ ЧАСТОТ, содержащее генератор опорной частоты, К основных .элементов. ИЛИ, основную секционированную линию задержки, вход которой соединен с выходом основного формирователя импульсов опорной частоты, а выход последнего и (п-О.-го выходов основной секционированной линии задержки соединены с первыми входами й каналов сравнения частот, каждый из которых содержит последовательно соединенные первый ключ, элемент И и второй ключ, при этом выход элемента И канала сравнения частот подключен через последовательно соединенные третий ключ и элемент ИЛИ и первому входу первого ключа канала сравнения частот, вторые входы первых ключей являются первым вхо ом канала сравнения частот, вторые входы элемента ИЛИ являются вторым входом канала сравнения частот,вторые входы элемента И являются тре.тьим входом канала сравнения частот, вторые входы вторых и третьих ключей являются соответственно четвертым и пятью входами каналов сравнения частот, а шестым входом канала.сравнения частот является третий ,вход элемента ИЛИ, выход второго клюЧа является выходом какала сравнения ЯО 1029092ЗШ С 01. к 23/02 частот, выходы всех каналов сравне ния частот подключены через соответствующий основной:элемент.ИЛИ к входу блока управления, йервый выход которого подключен к вторым входам каналов сравнения частот, второй выход блока управления соединен с первым входом общего элемента И, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, причем выход формирователя входных импульсов подключен к второму входу общего элемента И, к первому входу блока определения знака коррекции, к третьи входам каналов сравнения частот и через линию задержки к.входу триггера, выходы которого подключены соот- щС 2 выход основного форми сов опорной частоты п второму входу блока о при этом все каналы р стот объединены в кольцо по шестоМу входу каждого канала сравнения частот, ы блоков сравнения частот, кахсцый из которых содержит и канадов сравнения частот, третий Ь 1 вход каналов сравнения частот всех блоков сравнения частот соединенс выходом формирователя входных импульсов, о т- (,) л и ч а ю ш е е с я тем, что сцелью повышения надежности, в него допол-нительно введены т секционирован Я ных линий задержки, в триггеров,ь формирователей импульсов опорной частоты и т элементов ИЛИ, причем вход соответствующей дополнительной секционированной линии задержки соединен с выходом соответствующего дополнительного формирователя импульсов опорной частоты, а выход последнего и выходы дополнительной секционированной линии задержки соединены с первыми входами каналов сравчастот соответствующего блоканения частот, перВый и второй1029092 соответствующего дополнительного триггера соединены с четвертым и пятымвходами каналов, причем в каждомблоке сравнения частот все каналысравнения частот соединены в кольцопо первому выходу, второму входу ишестому вкоду, а третьи выходы всехканалов сравнения частот соответству.ющего блока сравнения частот соединены с входами соответствующего дополнительного элемента ИЛИ, выход генератора опорной частоты подключен к Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для сличениячастот периодических сигналов с получением результата в виде цифровогокода, пригодного для ввода в цифро-.вую ЭВМ.Известны устройства для сличения частот, содержащие формирователь,генератор, смеситель, к выходу которого подключается индикатор 11,Такие устройСтва характеризуютсянедостаточными разрешающей способностью и точностью, а также необходимостью использования в устройстваханалоговых элементов например,Фильтров низких частот ) с присущимиим недостатками.Наиболее. близким к предлагаемОмуявляется устройство для сличениячастот, содержащее генератор опорной 20частоты, выход которого соединен свходом основного Формирователя импульсов опорной частоты, основнуюсекционированную линию задержки,входкоторой соединен с выходом основного Формирователя импульсов опорнойчастоты, а выход последнего и(п-м)-говыходов основной секционированной линии задержки соединены с первымивходами и каналов сравнения частот, 3 Окаждый из которых содержит последовательно соединенные первый ключ, элементы И и второй ключ, при этом выход элемента И подключен через после"довательно соединенный третий ключи элемент ИЛИ к первому входу первого ключа, причем вторые входы первых ключей канала являются первымивходами, вторые входы элемента ИЛИявляются вторыми входами, первые входы элементов И являются третьими вхо Одами, вторые входы вторых и третьихключей являются соответственно четвертым и пятым входами каналов, а шестым входом является третий вход элемента ИЛИ. Выходы всех каналов подКлючены через основнОй элемент ИЛИ. первому дополнительному Формирователю импульсов опорной частоты, а вы ход :Ф -го дополнительного элементаИЛИ соединен с входом основного Формирователя импульсов опорной частоты, выходы К основных элементов ИЛИсоединены с входами соответствукицихдополнительных Формирователей импуль"сов опорной частоты, а выход основного элементаИЛИ подключенк входам дополнительных триггеров,2к входу блока управления, первый выход которого подключен к вторью входам каналов сравнения частот, второй восход блока управления соединен с вторым входом общего элемента И, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, причем выход Формирователя входных импульсов подключен к первому входу общего элемента И, к первому входу блока определения знака коррекции, к третьим входам каналов сравнения частот и через линию задержки к входу триггера, выходы которого подключены соответственно к четвертому и пятого входам каналов сравнения частот, а выход основного Формирователя импульсов опорной частоты подключен к второму входу блока определенйя знака коррекции, при этом все каналы сравнения частот соединены в кольцо по шестому входу каждого канала 1.2 1.Недостаток указанного устройства - сложность схемы из-за того, что количествоканалов определяется периодом опорной частотыи временемзадержкиЭефд Цель изобретения - повышение надежности.Поставленная цель достигается тем, что в цифровое устройство для сличения частот, содержащее генератор опорной частоты К основных элементов ИЛИ, основную секционированную ,пинию задержки, вход которой соединен с выходом основного формирователя импульсов опорной частоты, а выход последнего и (и-го выходов основной секционированной линии задержки соединены с первыми входами н каналов сравнения частот, каждый из которых содержит последовательно соединенные первый ключ, элемент Ин второй ключ, при этом выход элемента И канала сравнения частот подключен через последовательно соединенные третий ключ и элемент ИЛИ к первому входу первого ключа канала сравнения частот, вторые входы первых 5 ключей являются первым входом канала сравнения частот, вторые входы элемента ИЛИ являются вторым входом канала сравнения частот, вторые входы элемента И являются третьим входом 1 О канала сравнения частот, вторые входы вторых и третьих ключей являются соответственно четвертым и пятым входами каналов сравнения частот, а шестым входом канала сравнения частот является третий вход элементаИЛИ, выход второго ключа является выходом канала сравнения частот, выходы всех каналов сравнения частот подключены через соответствующий основной элемент ИЛИ к входу блока 2 О управления, первый выход которого подключен к вторым входам каналов сравнения частот, второй выход блока управления соединен с первым входом общего элемента И, выход кото рого соединен.с входом счетчика импульсов, причем выход Формирователя входных импульсов подключен к второму входу общего элемента И, к первому входу блока определения знака 30 коррекции, к третьим входам каналов сравнения частот и через линию задержки к входу триггера, выходы которого подключены соответственно к четвертому и пятому входам каналов сравнения частот, а выход основного формирователя импульсов опорной частоты подключен к второму входу блока определения знака коррекции, при этом все каналы сравнения частот объединены в кольцо по шестому входу каждого канала сравнения частот, п блоков,срав.нения частот, каждый из которых содержит и каналов сравнения частот, третий вход каналов сравнения частот всех блоков сравнения частот соеди нен с выходом Формирователя входных импульсов, дополнительно введены щ секцнонированных линийзадержки, о триггеров, .ю Формирователей импульсов опорной частоты и п элементов 50 ИЛИ, причем вход соответствующей дополнительной секционированной линии задержки соединен с выходом соответствующего дополнительного формирователя импульсов опорной частоты, 55 а выход последнего и выходы дополни. тельной секционированной линии задержки соединены с первыми входами канацов сравнения частот соответствующего блока сравнения частот, первый и второй выходы соответствующего ОО дополнительного триггера соединены с четвертым и пятым входами каналов, ,причем в каждом блоке сравнения частот все каналы сравнения частот соединены в кольцо по первому выходу, 65 второму входу и шестому входу, а третьи выходы всех каналов сравнениячастот соответствующего блока сравнения частот соединены с входами соответствующего дополнительного элемента ИЛИ, выход генератора опорнойчастоты подключен к первому допол"нительному формирователю импульсовопорной частоты, а выход п -го дополнительного элемента ИЛИ соединенс входом основного Формирователя импульсрв опорной частоты, выходы Косновных элементов ИЛИ соединены свходами соответствующих дополнительных формирователей импульсов опорнойчастоты, а выход основного элементаИЛИ подключен к входам дополнительных триггеров.На фиг.1 приведена структурнаясхема предлагаемого устройства; наФиг.2 - временные диаграммы,устройство состоит из генератора 1опорной частоты, основного и п дополнительных Формирователей 2 импульсов опорной частоты, Формировате(ля 3 входных импульсов, блока 4 оиределения знака коррекции, основную ищ дополнительных линий 5 задержки,основной и ъ дополнительных элементов ИЛИ б, линии 7 задержки, основной и е дополнительных триггеров 8,общего элемента И 9, блока 10 управления, счетчика 11 импульсов, основного и го дополнительных блоков 12сравнения частот, содержащих кана-лы 13.1,13, 13,13 сравнения частот, в состав которых входят .первые ключи 1414141,,14,вторые ключи 1515 д 15115 , третьи ключи 16,Й,б, элементй И 1717.,1717 д,элементы ИЛИ 18,18,1018индексом сверху обозначается номер дополнительного блокасравнения частот, а снизу - номер канала сравнения частот .Опорный сигнал частотыс генеоратара 1 опорной частоты поступаетна дополнительный Формирователь 22импульсов опорной частоты, которыйформирует опорную последовательностьпрямоугольных импульсов длительносотьюс периодом следования Т- 1/Е причем величина Т доткнаудовлетворять следующему условиюТОпорная последовательность прямоугольных импульсов свыхода дополнительного Формирователя 2.2 импуль;сов опорной частоты поступает на вход . дополнительной секционированной линии 5.2 задержки и, кроме того, непосредственно через замыкающий первый ключ 141 на вход элемента И 17 канала 13.1. С выходов секционированной линии 5.1 (фиг.2 е ) задержки опорные/Так как в этом блоке совпаденияиогут произойти последовательно внескольких элементах И (их количествоопределяется соотношением между1 вх. "е иф)и вслв начагь отсчет 5с момента совпаденкя -в первом илицосищвеи из .этих.;.элементов учиты-в 66 ъМ:, чтб-йуййрация кольцевая,ж.е"пОСтюе;ь,. следует 1 ), погрешностьвеойрадьленвости положения импульсов достигает Ь ., а с момента0совпадения в последуйщих (или предыдущих ) элементах. - еще большей величины. Поэтому первые ключи изряда 14,14 каналов, в которых. произошли первые совпадения, закрываются импульсами с выходов элементов И этих каналов, прошедшимичерез соответствующие замыкающие.вторые клкяи 15, 15, и элемен"ты ИЛИ 18.,18 . Импульс измеряемой частотй х, пройдя черезвторую линию 7 задержки, которойон задерживается на время большее ТВперебрасывает основной триггер 8с раздельными входами. В результате, 25вторые ключи 1515 закрываются, а третьи ключи 16,1 б.открываются.Если- номер канала, в которомпроизошло совпадение переднего Фронта имнульса входной последователь.ности, а 1- то же,для заднего Фрон-,та, отсчет начинается с момента появления первого совпадения с каналов1"1 или 1+1, что зависит от того,меньше или больше период Т периодаТ,хПогрешность неопределенности момента начала отсчета достигает в этомслучае лишь значения разности периодовТ, - Т, 1, на которую происходит сдвиг аоответствующих фронтовсовпадающих импульсов в каждой их.паре,Поскольку частоты Е испоро хной и входной последовательности близ 45ки ивыполняется условие (1)и условие( О х "щ, (б)то на выходах элементов И 1717(Фиг,2 ж,з )образуются пакеты ими 5 Опульсов совпадений, число которыхв пакетах прямо пропорционально Ти обратно пропорционально разности1 Ппериодов )Т- То-).Первый импульс пакета совпадений в этом случае. проходит соответствующий третий ключ 1 б , 16фыосновной элемент или б и поступаетна блок 10 управления.Функциональное значение блока 1060управления состоит в том, что общийэлемент И 9, разрешающий поступление в счетчик 11 импульсов измеряемой частоты К остается открытымна временной интервал, ограниченный первыми импульсами совпадений последовательных пакетов импульсов совпадения. Таким образом, при поступлении первого импульса пакета совпадений на блок 10 управления, выходной сигнал последнего открыва/ет общий элемент И Э,и в счетчик 11 импульсов поступают импульсы входной частоты. Одновременно этот импульс пакетов совпадений соответствующего третьего ключа из ряда 1616 .;поступает через элементы ИЛИ 18 18на второй вход. первых ключей 1414(кроме первого ключа данного канала ), закрывая те из них, которые оставались открытыми,.Импульс совпадения с основного элемента ИЛИ б поступает так же на установочные входы дополнительных триггеров 8.28.т и перебрасывает их, Н результате. этого вторые ключи 1 с 1 Ф515 закрываются, третьи клю 1чн 1 Ь . ,1 боткрываются. Так как третьй ключи 16116 соединены через соответствующие элементы ИЛИ1 П1818 с вторыми входами первых ключей всех каналов, кроме своего, то импульс совпадения выработанный в каждой шкале, закрывает первые . ключи, которые бставалиоь открытыми, кроме своего канала.Таким образом, в каждой блоке сравнения частот выделен только один канал, который соответствует совпадению импульса на выходе ливии за. держки 5. 25. е с имчульсом вача" ла ртсчета.При поступлении на блок 10 управления первого импульса нового пакета совпадений, .последний закрывает общий элемент .И 9,прекращая подсчет счетчиком 11 импульсов измеряемой частоты и в счетчике 11 импульсовфиксируется значение й , Кроме того, сигнал,с второго выхода блока 10 управления (Фиг.2 и ) поступает через элементы ИЛИ 18 1,,18на выходы всех первых ключей 14, 14 параллельных каналов, закрйвая последний из них, бывший открытым.Искомое значение измеряемой частоты определяется из известного выражения.МХ-)1 Огде М - число периодов опорной частоты в интервале времени между первыми импульсами совпадений последовательных пакетов совпадения.Поскольку частота опорного гене- ратора Е и входная частота близки (что необходимо для получения пакетов импульсов совпадения ), то значение М и М могут отличатьсялишь на единицу, т.е. М = й + 1 , Поэтому . значение .М определяется коррекцией значения на единицу. Знак .коррекции Дает блок 4 определения знака кор 1010290929рекции, на входы которого подаются импульсы с выходов основного Формирователя 2.1. импульсов опорной час-. том и формирователя 3 входных импульсов.Значение, зафиксированное в счетчи 5 ке 11 импульсов, информация о знаке Коррекции с выхода блока 4 определения знака коррекции и значение известной опорной частоты Е 6 могут быть введены в цифровую ЭВМ, где .по фор-. 10 муле (7производится определение искомого значения измеряемой частоты. Таким образом, предлагаемое устройство для сличения частот позволяет получить величину времени между моментом пуска и моментом начала отсчета йПзИ,Ф,т-т,Ожидаемый эффект от. использованияизобретения выражается в упрощенииустройства и повмаении надежности засчет значительного .уменьшения числаканалов сравнения частот./5 филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,42 Тираж 710 ВНИИПИ Государств по делам изобрете 113035, Москва, Ж Под го комитета и открытий Раушская н