Устройство для подсчета числа импульсов в серии

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 4 НОЗК 2 ОБРЕТЕНИЯ ПИСАН АВТОРСКОМ ДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР Иф 993464, кл. Н 03 К 5/19, 1981,Авторское свидетельство СССР У 1226659, кл. Н 03 К 23/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА ЧИСЛА ИМПУЛЬСОВ В СЕРИИ57) Изобретение может использоваться в устройствах автоматики и телеметрии для подсчета числа импульсов тор- В.Ма осится к импульс Изобретениеной технике и мно в устройстваметрии для подс ет быть использоваавтоматики и телета числа импульсов в серн Целью изобретения является повыение помехоустойчивости устройства пропускам импульсов и к импульсам помехи.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства на фрг. 2,3 - временные диаграммы работы устройства; на фиг. 4 - пример функциональной схемы блока управления, на фиг. 5 то же, реверсивного счетчика и управляемого делителя частоты.Устройство содержит входную шину 1,генератор 2 стробов, шесть элементов И 3-8, управляемый делитель 9 частоты, блок 1 О управления,три элемента ИЛИ 11-13, пять счетчиков 14-18,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР серии в условиях воздействия помех. елью изобретения является повыше ие помехоустойчивости работы устройства. Это достигается введенйемблока управления, дополнительногогенератора стробов, триггера, двухэлементов И и элемента ИЛИ, обеспечивающих измерение периода следования по трем импульсам серии и последующую селекцию импульсов серии дляисключения импульсов помехи и восстановления пропущенных импульсов серии.Устройство позволяет подсчитыватьчисло импульсов серии, исключая импульсы помехи, и число пропущенныхимпульсов серии, 5 ил . дополнительный генератор 19 стробов первый 20 и второй 21 триггеры, инвертор 22, шину 23 метки первого импульса, шину 24 одиночного импульса, шину 25 последнего импульса, шину 26 сброса и выходные шины 27 и 28На временных диаграммах фиг,2 показаны эпюры следующих сигналов: 29 - импульсы на входной шине 1;30 - импульсы на четвертом выкоде генератора 2; 31 - импульсы на первом выходе блока 10 управления 32 - импуль сы на втором выходе блока 10 управления 33 - импульсы на первом вы)ходе управляемого делителя 17; 34 импульсы на выходе генератора 19;35 - импульсы на единичном выходе триггера 21, 36 - импульс на шине 23 37 - импульс на шине 25.На временных диаграммах фиг.З показаны эпюры следующих сигналов38 - импульс на входе генератора 2,39 - импульс на четвертом выходе генератора 2; 40 - импульс на первом выходе генератора 2; 41 - импульс на втором выходе генератора 2,42 - импульс на третьем выходе генератора 2.Входная шина 1 подключена к входу генератора 2 стробов, первый выход которого подключен к входу элемента И 7 к входу записи управляемого делителя 9 частоты и к первому входублока 1 О управления, первый выходкоторого подключен к входу элемента ИЛИ, 11, выход которого подключен к входу прямого счета счетчика 17,вход обратного счета которого подключен к выходу элемента И 4, входкоторого подключен к входам элементов И 3 и 5, к входу счетчика 16 ипервому выходу управляемого делителя9 частоты, входы управления которогоподключены к разрядным выходам счетчика 17, а второй выход - к входудополнительного генератора 19 стробов, выход которого подключен к входу элемента И 8, первый и второй выходы генератора 2 стробов подключенысоответственно к входам элементов И3 и 4, вход элемента И 8 через элемент НЕ 22 подключен к третьему выходу генератора 2 стробов, к входуэлемента И 5 и входу сброса счетчика14, вход которого подключен к выходуэлемента И 5 и входу счетчика 15,выход элемента И 8 подключен черезэлемент ИЛИ 13 к входу счетчика 18 иединичному входу триггера 21, нулевой выход которого подключен к входуэлемента И 7, выход которого подклю, чен к второму входу сброса счетчика17 и к входу элемента ИЛИ 13, единичный выход триггера 21 подключен квторому входу блока 10 управления ик входам элементов И 3, 4, второйвыход блока 10 управления подключен к входу управляемого делителя 9 частоты, выход счетчика 14 подключен квходу элемента ИЛИ 12, выход которого подключен к нулевым входам триггеров 20, 21, входам сброса счетчиков 16-18, управляемого делителя 9частоты, к входу установки счетчика 15 и третьему входу блока 1 С управления, выход счетчика 16 подключен к единичному входу триггера 20и к входу элемента И 6, другой входкоторого подключен к нулевому выходу40 45 50 55 5 1 О 15 20 25 30 35 триггера 20, а выход - к шине 23 метки первого импульса, выход счетчика17 подключен к входу элемента ИЛИ12 и шине 24 метки одиночного импульса, выход счетчика 14 подключенк шине 25 метки последнего импульса,вход 26 сброса подключен к входу элемента И 1 И 12, выходы счетчиков 15,18 подключены соответственно к выходным шинам 28 и 27,Блок 10 управления (фиг,4) содержит два 7 -К-триггера 43 и 44, триэлемента И 45-47, элемент НЕ 48, генератор 49 тактовых импульсов, первый вход блока подключен к 7 - и Свходам первого 7 К-триггера 43 и квходу первого элемента И 45, другойвход которого подключен к единичномувыходу первого У К-триггера 43 и квходу второго элемента И 46, а выход -к 7 - и С-входам второго У К-триггера44, единичный выход которого подключен к входу третьего элемента И 47,другой вход которого подключен квходу второго элемента И 46 и к выходу генератора 49 тактовых импульсов, второй вход блока подключен через элемент НЕ 48 к входу второго элемента И 46, выход которого подключенк первому выходу блока, выход третьегоэлемента И 47 подключен к второму выходу блока, К-входы 1 К-триггеровподключены к третьму входу блока,входы 1 К-триггеров подключены к шине нулевого потенциала. Управляемый делитель 9 частоты содержит вычитающий счетчик 50, многовходовый элемент И 51 и два формирователя 52 и 53 импульсов, вход записи управляемого делителя частоты подключен через первый формирователь 52к входу записи вычитающего счетчика,информационные входы которого подключены к разрядным входам управляемогоделителя частоты, выходы вычитающегосчетчика подключены к входам многовходового элемента И 51, выход которого через второй формирователь 53импульсов подключен к второму выходууправляемого делителя частоты, входкоторого подключен к входу вычитающего счетчика 50, выход переполнениякоторого подключен к первому выходууправляемого делителя 9 частоты, входсброса вычитающего счетчика 50подключен к входу сброса управляемого делителя частоты,Кь(4) 30где ТС - интервал между вторым итретьим импульсами.Импульс на втором выходе управляемого делителя 9 формируется спустя время Т относительно второго имРЫк.135 пульса Тт (тп+1) Т л,5 15294Реверсивный счетчик содержит вспомогальный формирователь 54 импульсов, элемент ИЛИ 55 и разностный счетчик 56, первый вход сброса.подключен к входу элемента ИЛИ 55, вы 5 ход которого подключен к входу сброса разностного счетчика 56, второй вход сброса через вспомогательный формирователь 54 импульсов подклю О чен к другому входу элемента ИЛИ 55Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии триггеры 20, 21, счетчики 16-8 и управляемый де литель 9 сбрасываются в "О" импульсом, поступающим на шину 26 сброса.Триггер 20 переключается по задним фронтам импульсов на единичном входе. По импульсу сброса в счетчик 15 за писывается дополнительный код суммы (ш+1), что необходимо для вычитания числа (ш+1) из полученного числа пропущенных импульсов серии.Период следования импульсов в се рии может изменяться от серии к серии в пределах ь Т - Т,. Число импульсов в серии И также может изменяться от серии к серии, причем отдельные импульсы или группы импульсов могут случайно пропадать (шчисло подряд пропущенных импульсон).Интервалы между сериями импульсов Т выбраны исходя из неравенства 42 6пульса начинает формировать на первом выходе последовательность тактовых импульсов с частотой Рг 1/Ття типоступающих на вход прямого счета реверсивного счетчика 17 фиг.2. эпю" ра 31); к моменту поступления второго импульса счетчик сосчитает К тактовых импульсов,(3)1 Тги где Т - интервал между первым и .вторым импульсами.Второй импульс с четвертого выхода генератора 2 своим передним фронтом переписывает код числа К в упревляемый делитель 9 и задним фронтои сбрасывает счетчик 17, Блок 10 управления при этом начинает формировать на втором выходе последовательность тактовых импульсов частотой Рт (фиг.2,эпюра 32), каждьФ иэ которых вычитает единиьу из кода К,хранящегося в управляемом делителе 9. К моменту поступления третьего импульса счетчик 17 сосчитает К тактовых импульсовУстройство поочередно работает в двух режимах: а) режиме измерения, б) режиме селекции.Импульсы серии поступают на шину 1 (фиг.2, эпюра 29) и запускают генератор 5 стробов, формирующий на своих выходах импульсы (фиг.З, эпюры 39-42).На четвертом выходе генератора 2 формируются стробимпульсы (фиг.2, эпюры 30; фиг.3, эпюра 42) длительностью д Т, определяемой заданной нестабильностью периодаЮГдТ ) Г Т (2)На первом выходе генератора 2 формируются импульсы (Фиг.З, эпюра 39) задержанные относительно входного им+ пульса на время (4 Т-с)/2, которые поступают на вход элемента И 7, вход записи управляемого делителя 9 и на первый вход блока 10 управления, который по заднему фронту первого им,= (,-й ) т,-, - / (Ягде д К - число импульсов, недостаю щее до переполнения, фиксируемое коммутаций и входовэлемента И, входящего в состав управляемого делителя9 (фиг.5).45 Этот имппульс запускает генератор 19стробов,генерирующий стробимпульсдлительностью дТ (фиг.2,эпюра 34)Импульс на первом выходе управляемого делителя 9 частоты формируетсяспустя время Т относительно втобЫ. Срого импульса Т=КТ.=Тчьи,= с тиЕсли Т = Тс = Т на входах элемента И 8 совпадают третий строб- импульс от генератора 2 и первый стробимпульс от генератора 19, при этом триггер 21 переключается в "1" по переднему фронту выходного им 1529442пульса элемента И 8. Единичный потенциал с выхода триггера 21 поступает на второй вход блока 10 управления, который при поступлениитретьего импульса с первого выхода генератора 2 прекращает выдачу тактовых импульсов на вход сложениясчетчика 17;Если Т,Та продолжается работа устройства в режиме измерения довыполнения условия равенства подряд двух интервалов Т,= Т а после чего считается, что период следованияопределен правильно и что ь-й импульс 15 (д ) 3) является импульсом серии, относительно которого устройство начинает .вести селекцию импульсов серии по периоду следования Т . Триггер 21 переключается н "1, н счетчике 17 остается код числа К, который в режиме селекции не сбрась нается, так как элемент И 7 закрыт.На первом выходе управляемого делителя 9 формируются импульсы перепол нения с периодом Т = К Т (фиг,2, эпюра 33). При совпадении строб- импульсов на выходе элемента И 8 формируются импульсы, годсчитынаемые счетчиком 18. Стробимпульсы генера тора 2, выставляемые по импульсам помехи, не совпадают со стробимпульсами генератора 9, поэтому не подсчитываются счетчиком 18, что повышает достоверность результатон.При пропуске импульса серии на выходе элемента И 5 формируется импульс. Восстановленные импульсы подсчитываются счетчиками 15, 14. В счетчике 15 по окончании серии хранится 40 код числа пропущенных импульсов, В счетчике 18 хранится кор числа импульсов серии (за исключением и 1 пуль- СОВ ПОМЕХИ И ПРОПУЩЕННЬ 1 Х ИМПУЛЬСОВ 1.Выходные импульсы делителя 9 подсчитываются счетчиком 16 с модулем ш, импульс переполнения которого задним фронтом переключает н 1" триггер 20 и поступает на шину 23 метки первого импульса (фиг.2, эпюра 36), который задержан относительно первого импульса серии на время Т = (ш+1) Т. Счет 3чик 14 подсчитывает до переполнения (ш+1) импульсов при отсутствии импульсов серии и выдает импульс на шину 24 метки последнего импульса (фиг,2, эпюра 37), который задержан относительно госледнего импульса серии на время Т = (111+1).Т.Этот 1 юпульс устанавливает элементы устройства н исходное состояние.Измерение периода Т производится с методической погрешностью д С = +Тп обусловленной квантованием, Накопление этой погрешности может привести к выходу импульсов переполнения делителя 9 из пределов строба, как и н случае изменения периода, Элементы И 3, 4, ИЛИ 11 н режиме селекции позволяют исключить возможность выхода из строба за счет коррекции кода периода Т н реверсивном счетчике 17, При попадании импульса н левую половину строоа (фиг.З, эпюра 40) к коду К добавляется 1. при попадании в правую половину строба (фиг.З,эпюра 41). от кода 1( отнимается 1. Пауза между полустробами выбирается из условия С ь г (где С - длительи Итатность импульса переполнения делителя 4), чтобы исключить возможность попадания импул 1 са в оба полустроба, Погрешность дС не корректируется при групповом пропуске из-за отсутствия полустробов, поэтому длительт-тнорта нолуотроаа -Н должна2удовлетворять условиюрт - аат /аа I . (6)Величины йТ, рассчитанные по формулам (2) и (б), могут отличаться,поэтому необходимо выбирать большуюиз них,Если поступает одиночный импульс,счетчик 17 переполняется спустя время Т = Т1 а 1 где М 7 - модуль счет.чика 17. Импульс переполнения поступает на шину 24 метки одиничного импульса.Устройство позволяет подсчитывать импульсы в сериях с неизвестной частотой следования при наличии пропускон и импульсов помехи. Преимуществом его является лучшая помехоустойчивость и, соответственно, большая достоверность результатов.Формула из обре те нияУстройство для подсчета числа импульсов в серии, содержащее генератор стробов, вход которого подключен к входной шине устройства, первый и второй выходы которого подключены соответственно к нходам перво29442 1 О 50 к разрядным входам управляемого делителя частоты, выходы вычитающего счетчика подключены к входам многовходовогоэлемента И, выход которого через второй формирователь импульсов подклю чен к второму выходу управляемогоделителя частоты, вход управляемогоделителя частоты подключен к входувычитающего счетчика, выход переполнения которого подключен к первому 15 го и второго элементов Р, третий инверсный выход генератора стробов подключен к входу третьего элемента И и к инверсному входу сброса первого счетчика, вход которого подключен к входу второго счетчик и к выхоцу третьего элемента И, другой вход которого подключен к входу третьего счетчика, к входам первого и второго элементов И и к первому выходу управляемого делителя частоты, входы управления которого подключены к разрядным выходам четвертого счетчика, вход обратного счета которого годключен к выходу второго элемента И, а вход прямого счета через первый элемент ИЛИ - к выходу первого эпе - мента И, выход третьего счетчика подключен к единичному входу первого три гера и к входу четвертого элемента И, другой вход которого подключен к нулевому выходу первого триггера, я выход - к шине метки первого импульса, выход первого счетчика подключен к шине метки последнего импульса и к входу второго элемента ИЛИ, .другой вход которого подключен к выходу четвертого счетчика и к шине метки одиночного импульса, шина сброса устройства подключена к входу в горого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входам сброса третьего,10 15 г 20 25 30 35 40 45 четвертого и пятого счетчиков, управляемого делителя частоты, к входу установки второго счетчика и кнулевому входу первого триггера, о тличающееся тем,что,сцелью повышения помехоустойчивости,в него введены блок управления, второй триггер, дополнительный генератор стробов, инвертор, два элементаИ и элемент ИЛИ, четвертый выход генератора стробов подключен к первомувх цу блока управления, к входу записи управляемого делителя частотыи к входу пятого элемента И, выходкоторого подключен к второму входусброса четвертого счетчика и черезтретий элемент ИЛИ - к входу пятогосчетчика, второй выход управляемогоделителя частоты подключен черездополнительный генератор стробов квходу шестого элемента И, другойвход которого через инвертор подключен к третьему инверсному выходу генератора стробов, а выход - к входутретьего элемента ИЛИ и к е,иничномувходу второго тригера, нулевой вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, единичный выход вто - рого триггера подключен к входам первого и второго элементов И и к второму входу блока управления, третий вход которого подклкчен к выходу второго элемента ИЛИ,первый и второй выходы блока управления подключены соответ-,ственно к входам первого элементаИЛИ и управляемого делителя частоты,нулевой выход второго триггера подключен к входу пятого элемента И,выходы второго и пятого счетчиковсоответственно к первой и второй выходным шинам, блок управления содержит два 3 К-триггера, три элементаИ, элемент НЕ, генератор тактовых импульсов, первый вход блока подключен к- и С-вхоцам первого ЯК-триггера и к входу первого элемента Иблока управления, другой вход которого подключен к единичному выходупервого 7 К-триггера и к входу второгоэлемента И блока управления, а выход -к- и С-входам второго 7 К в тригге,единичный выход которого подключен кв.;оду третьего элемента И блока управления, другой вход которого подключен к входу второго элемента Иблока управления и к выходу генератора тактовых импульсов, второй входблока подключен через элемент РЕ квходу второго элемента И блока управления, выход которого подключен кпервому выходу блока, выход третьегоэлемента И блока управления подключен к второму выходу блока, К-входы3 К-триггеров подклкчены к третьемувходу блока, К-входы Р К-триггеровподключены к шине нулевого потенциала, управляемый делитель частоты со-,держит вычитающий счетчик, многовходовый элемент И и два формирователяимпульсов, вход записи управляемогоделителя частоты подключен через первый формирователь импульсов к входузаписи вычитающего счетчика, информационные входы которого подключены152944выходу управляемого делителя частоты, вход сброса вычитающего счетчика подключен к входу сброса управляемого делителя частоты, реверсивный счетчик содержит вспомогательныйформирователь импульсов, элемент ИЛИ и разностный счетчик, первый вход сброса подключен к входу элемента 2 12ИЛИ реверсивного счетчика, выходэтого элемента ИЛИ подключен к входусброса разностного счетчика, второйвход сброса через вспомогательныйформирователь импульсов подключен кдругому входу элемента ИЛИ реверсивного счетчика.1529442 оставител едакт аковская ехр каз 7759/55 ираж 88 одписн зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 сударственного к113035, М Ъч Скворцов.Сердюкова Корректор Т.Малец итета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРква, Ж, Раушская наб., д. 4/5