Устройство для определения отношения частот Советский патент 1984 года по МПК G01R23/02 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для поддержания точного отношения частот генераторов, определения и поддержания кратности частот наибольшей общей частоте в ра- 5 дионавигации.

Известны устройства для определения отношения двух частот, основанные на подсчете количества импульсов высокочастотного сигнала за 0 один или несколько периодов низкочастотного сигнала, содержащие формирователи, элементы совпадения, элементы И, ИЛИ Ci.

Однако эти устройства не, опре- 15 деляют кратность частот и не позволяют найти наибольший общий делитель этих частот, что важно в радионавигации. .

Наиболее близким по технической 20 сущности к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно- соединенные первый элемент И и триггер, последовательно соединенные генератор счетных импульсов 25 и второй элемент И, выход которого соединен с первыми входами первого и вЧорого счетчиков импульсов, выходы которых подключены к входам третьего и четвертого элементов И, од выходы последних соединены с первыи входами пятого и шестого элементов И, вторые входы которых подключены к выходу триггера и к второму входу второго элемента И, выходы пя- того и шестого элементов И соединены с входами третьего .и четвертого счетчиков импульсов и с вторыми входами первого и второго счетчиков импульсов 2.

Однако.известное устройство об- 40 ладает низкой точностью измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определе- 45 нмя отношения частот, содержащее последовательно соединенные первый элемент.И и триггер, последовательно соединенные генератор счетных импульсов и второй элемент И,- выход jQ которого соединен с пе.рвыми входами первого и второго счетчиков импульсов, выходы которых подключены к входам третьего и четвертого элементов И, ВЕлходы последних соединены с пер-- выми входами пятого и. шестого элементов И, вторые входы которых подключены к выходу триггера и к второму входу второго элемента И, выходы пятого и шестого элементов И.соединены с входами третьего и четвер- О того счетчиков импульсов и g вторыми входами первого и второго счетчиков liknyjibcoB, введены перйый и второй измерители частоты, первый и второй фо1)мирователи импульсов, седьмой 65

элемент я и выходной блок, входы которого соединены с выходами третьего и четвертого счетчиков импульсов, при этом выходы первого и второго формирователей импульсов подключены к входам седьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом триггера, входы первого и второг формирователей подключены к выходам третьего и четвертого элементов И, первые выходы измерителей частоты соединены с третьими входами первого и второго счетчиков импульсов, при этом вторые : ыходы первого и второго измерителей частоты, подключены к входам первого элемента И, а входы измерителей частоты соединены с первой и второй входными шинами устройства соответственно,

. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый измеритель 1. Частоты, второй измерител 2 частоты, первый элемент 3 И, триггер 4, второй элемент 5 И, третий элемент б И, че.тверТБ1й элемент 7 И, первый счетчик 8 импульсов, второй счетлчик 9 импульсов, третий счетчик 10 импульсов,.четвертый счетчик 11 импульсов, генератор 12 счетных импульсов, пятый элемент 13 И, шестой элемент 14 И, первый формирователь 15 импульсов, второй формирователь 16 импульсов, седьмой элемент 17 И, выходной блок 18.

Измерители 1 и 2 частот -Г и fy, выходы которых соединены с входами элемента 3,И, выход которого соединен с первым входом триггера 4, а выход последнего соединен с первым входом второго эл.емента 5 И, с входами элементов 13 и 14 И. Выходы элементов 13 и 14 И соответственно соединены со счетными входами счетчиков 10 и 11- и с входами управления записью кода счетчиков 8 и 9. Входы последних соединены с соответствующими выходами кодов измерителей частоты 1 и 2, а вычитающие входы этих счетчиков соединены с выходом элемента 5 И, второй вход которого подключен к выходу генератора 12 . счетных импульсов. Параллельные выхо ды кодов счетчиков 8 и 9 подключены сортветственно к входам элементов 6 и 7 И, а выходы последних соединены соответственно .с входами элементов 13 и 14 И и через соответствующие формирователи 15 и 16 к входам элемента 17 И, причем выход последнего соединен с вторым входом триггера 4. Параллельные выходы кодов счетчиков 10 и 11 соединены с входами выходного блока 18,

Устройство работает следующим образом.

Поступающие на входы измерителей 1 и 2 сигналы с частотами f и f

измеряются с определяемой ими точностью. Измерители частоты могут быть выполнены по любому известному принципу (например, с использованием системы ФАПЧ при измерении частоты . несущей импульсных сигналов ), обеспечивающему необходимую точность и помехоустойчивость измерителя

.в зависимости от характера сигнала и условий его приема.

В отличие от известных частотемеров измерители 1 и 2 частоты могут измерять количество импульсов (частоту) за любой одинаковый для обоих измерителей интервал времени, не, обязательно за одну секунду. По окончании измерений эти измерители дают сигнал готовности-на элемент 3 сигнал с выхода которого, переворачивет триггер 4, а сигнал с выхода триггера проходит элементы 13 и 14 И записывается в счетчики 10 и 11 и дает команду на перезапись кодов частот с измерителей 1 и 2 в счетчи,ки 8 и 9, информация которых начи.нает одновременно списываться счетными, импульсами , поступающими на вычитающие входы этих счетчиков с выхода элемента 5 И, на второй вход которого поступают счетные импульсы с выхода генератора 12, а по первому входу он открывается сигналом с выхода триггера 4,

-Время списывания информации со счетчиков 8 и 9 до их обнуления определяется значением соответствующей частоты, точностью (временем) измерения входных частот и значениемчастоты генератора счетных импульсов , а относительная точность его воспроизведения определяется точностью измерения частот. При обнулеНИИ счетчиков 8 и 9, которое произойдет для разных частот в разные момен ты времени, соответствующие элементы 6 и 7 И выдадут сигналы, которые пройдут элементы 1з и 14 И, запишутся соответственно в счетчики 8 и 9 и вновь запишут в счетчики 8 и 9 коды частот.

Далее цикл перезаписи и списывания повторяется до тех пор, пока импульсы с выходов элементов 6 и 7 И, поступающие через формирователи 15 и 16 на входы элемента 17 И, не совпадут по времени и сигнал с выхода элемента 17 И не опрокинет триг гер 4, сигнал с выхода которого закроет элементы 13 и 14 Н тем самым прекратит циклическую работу счетчиков 8 и 9 и запись импульсов их обнуления в счетчики 10 и 11. Длитель- ность формируемых импульсов формирователями 15 и 16 выбирается исходя из точности измерения частот в измерителях 1 и 2 и значения частоты генератора 12 счетных импульсов. В результате в счетчиках 10 и 11 будут записаны соответственно числа т и п , являющиеся знаменателем и числителем простой дроби, выражающей отношение входных частот и представляющие собой взаимно простые числа, каждое из которых выражает собой кратность соответствующей частоты входных сигналов наибольшей общей частоте, представляющей собой наибольший общий делитель для этих частот

Действительно, учитывая равенство интервалов времени за которые в счетчики 10 и 11 поступают импульсы обнуления счетчиков 8 и 9, можно записать

f-m f,jn .откуда. L-JL .

- - - X. I

m 2 m

где f - наибольший общий делител частот -f и fj

Информация со счетчиков 10 и 11 поступает на выходной блок 18, в котором полученные результаты могут быть использованы в зависимости от цели измерения. Выходной блок может представлять собой дешифраторы и индкаторы или устройство сравнения эти чисел с эталонным значением для выработки сигнала при регулировании или устройство, используюшее числа тип для определения общей час(тоты сравнения в фазовых навигационных системах или для других преобразований этих чисел в форму, удобную для дальнейшего использования.

Устройство может быть использовано для исследования как непрерывных, так и прерывистых (радиоимпульсных) сигналов с любыми взаимными фазовыми соотношениями в условиях присутствия больших уровней шумов и для очень близких частот, при этом точность измерений не ограничивается характером сигнала, а определяется лишь временем измерений частот, которое может быть выбрано любым.

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ЧАСТОТ, Содержащее последовательно соединенные первый элемент И и триггер, последовательно соединенные генератор счетных импульсов и второй элемент И, выход которого соединен с первьлми входами первого и второго счетчиков импульсов, выходы которых подключены к входам третьего и четвертого элементов И, выходы последних соединены с первыми входа1ъш пятого и шестого элементов И, вторые входы которых подключены к выходу триггера и к второму входу второго элемента И, выходы пятого и шестого элементов И сЬединены с входами . третьего и четвертого счетчиков импульсов и с вторыми входами первого и второго счетчиков импульсов, о т Л и ч а ю щ е, е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности, в него введены первьой и второй измерители частоты, первый и второй формирователи импульсов , седьмой элемент И и выходной блок, входы которого соединены с выходами третьего и четвертого счетчиков импульсов, при этом ВЬ1ХОды первого и второго формирователей импульсов подключены к входам седьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом триггера, входы первого и второго формиро(Л вателей подключены к выходам третьего и четвертого элементов И/ первые выходы измерителей частоты соединены с третьими входами первого и второго счетчиков импульсов, при этом вторые выходы первого и второго измерителей частоты подключены к входам первого элемента И, а входы измерителей частоты соединены с перф вой и второй входными шинами устройства соответственно. г 4;: