Устройство для контроля частоты Советский патент 1986 года по МПК G01R23/02 

ство позволяет осуществлять контроль текущей частоты, значение которой изменяется по произвольному

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано при конструировании цифровых нуль-органов высокой точности в цифровых приборах, 5 в которых используется информация в частотно-импульсном коде,

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возмож- ю ности контролирования соотношения сравниваемых частот.

На фиг.1 показана схема устройства; на 4иг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. is

Устройство для контроля частоты содержит формирователи импульсов и 2, линию 3 задержки, элементы

ИЛИ 4-6, элементы задержки 7 и 8, формирователь 9, ключи 10 и 11 и ка- 20 налы 124 - 12 „ совпадений, состоящие из элементов И 13 - И 13,, первых 141- 14, вторых 15, - 15„ и третьих 16, - 16 ключей, элементов ШШ 17, 17п и 18, - 18„ , 25 триггеров 19 - 19 и элементов задержки 20 - 20fl , а также выходы 21-23.

Устройство позволяет осуществлять контроль текущей частоты f , значе- зо ние которой меняется по произвольному, заранее не известному закону по отношению к заданной частоте, имеющей известное фиксированное значение f J . ,

Рассмотрим вначале работу устрой- ва в статике; т;е. при отсутствии на его входе сигнала текущей частоты ft , В исходном состоянии на выходах триггеров 19, - 19, присут- ствует логический нуль и 14, - 4„, 15, - 15 и 6 - 16„ закрьтты. Импульсы заданной частоты fa длительностью С (фиг.2,б) с выхода формирователя 2 поступают на первые входы элемента И 13 и клюзакону по отношению к заданной частоте, имеющей известное фиксированное значение. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

ча 16 канала 2 совпадений и, кроме того, на вход линии 3 задерзк- ки, С выходов последней импульсы частоты f , сдвинутые относительно один другого на время задержки между выходами tд 6 -о (фиг. 2,в), поступают на первые входы элементов И 132 - И 13у,и ключей le - 16 каналов 12 - 12 соответственно.

С помощью линии 3 задержки создается шкала сдвинутых (задержанных импульсов, полностью перекрыващая период Тд, пр.ичем на вход каждого из каналов (на первые входы элементов И 13, - 13f, и ключей 1.6 j - 161,) поступает соответствующий им- пульс этой шкалы.

Работа устройства в динамике хар актеризуется сменой двух состояний, первое из которых является подготовительным и устанавливается с приходом импульса текущей частоты f следующим образом.

В зависимости от момента появле- мня импульса текущей частоты в обще случае может произойти его совпадение во времени с импульсом шкалы частоты в двух элементах И 13j и 13 , соседних каналов совпадений . V где isn), на выходах которых образуются импульсы совпадения. Последние поступают на входы триггеров 19 j и 9-, и ключей 14 j и 14 у своего канала совпадений. Триггеры 19j и 19;, перебрасываются на второе устойчивое состояние, что приводит к открыванию ключей 14; и , соответственно, однако через них импульсы совпадения не проходят, так как выходы триггеров соединены с вторыми входами указанных ключей чер ез элементы з;здержки 20 j и 20 , . Для этого время t,j3 задержки последних должно удовлетворять условию . Продифференцированный (диф3

ференцирующие цепи на схеме не показаны) импульс с выхода элемента задержки 20 , образованный при перебросе триггера 19;, поступает через элементы ИЛИ I8j, на второй вход триггера 19;+, и возвращает его в исходное состояние (чем и устраняется неопределенность, возникшая при вьщелении канала 12| совпадений),а уровнем напряжения, образовавшемся при перебросе триггера 19 на его выходе, открываются ключи 15I и 16; канала 2- совпадений. Тем самым канал 12- подготовлен к срабать1ванию при поступлении на его вход следующего импзшьса частоты f .

Далее при работе устройства могут иметь место следующие случаи:

О ft

2)f, f,.

Предположим, что сравниваемые частоты f3 и fт (а, следовательно, и их периоды) двух последователь- носте.й импульсов не равны. Тогда каждое последующее совпадение их импульсов будет происходить в другом элементе И ряда И 13, - И 13, т.е., если первое совпадение указанных импульсов произошло,-как указано в элементе И 13}, то второе совпадение зафиксируется элементом И 13s (при этом ), и уже канал 12- будет подготовлен к срабатыванию аналогично описанном При этом канал 12| возвращается в исходное состояние импульсом частот f или f- в зависимости от соотношния э-шх частот.

Так, если f f , то ранее посту пивший на вход канала 12 j импульс заданной частоты проходит через открытый ключ 16.J, элементы ИЛИ 17j и 18 на второй вход триггера 19j, возвращая последний и весь канал в исходное состояние. Этот же импульс заданной частоты через элемент Ш1И элемент задержки 8 и нормально открытый ключ 11 поступает на выход 23 устройства, что и является признаком того, что f-T 3 (фиг.2,к).

Далее цикл контроля часто-ш f по отношению к .частоте повторяется аналогичным образом уже в канале 12 совпадений.

Предположим, что сравниваемые частоты f и f3 двух последовательностей импульсов равны. В этом слу

3428

чае два фиксируемые один за другим , совпадения импульсов частот i и f произойдут в элементе И 13 одного и того же канала совпадений, при- 5 чем второй импульс совпадения с выхода элемента И 13 через открытый ключ 14 и элемент ИЛИ 5 поступает на выход 22 устройства (фиг.2,л), что является признаком того, что

0 г э РО того, указанный импульс совпадения через формирователь 9, где он расширяется до длительности р и инвертируется (фиг.2,м), поступает на вторые вхо5 да ключей 10 и П и блокирует их. Последнее необходимо для того, чтобы исключить одновременное появление импульсов на всех выходах устройства в случае f f. Для обес0 печения однозначности срабатывания

устройства при этом необходимо, что- бы 1,2-иСр t,,+ 2Г, где

/V ., Л- 4. I О

ib.. Ч Se«,+ 2о , ifibix время задержки элементов 7 и 8.

5 В данном такте осуществляется также возврат сработавшего канала в исходное состояние, что достигается возвратом триггера 19 в исходное состояние фронтом импульса

{j частоты f,- или f j , прошедшим через элементы ШШ 17 и 8 на второй выход указанного триггера. Необходи- ьый сдвиг во времени между поступлениями импульсов на первый и второй входы триггеров 19 - 19„ обеспечивается естественной (или предусмотренной) задержкой элементов ИЛИ 17 и 18.

При поступлении следующего импуль,

40

са частоты f опять происходит под45

готовка одного из каналов совпадений к контролю частоты f и дальнейшее срабатывание устройства в зависимости от соотношения на данный момент между контролируемыми частотами. Так, если , то ране поступивший на вход соответствующего канала (уже подготовленного к сра- . батыванию) импульс текущей частоты проходит через открытьш ключ ,

элементы ИЛИ 17 и ISj на второй вход триггера 19;, возвращая последний и весь канал в исходное состоя- .ние;. Этот же импульс частоты f через элемент Ш1И 4, элемент задерж55 ки 7 и нормально открытый ключ 10 поступает на выход 21 устройства, что является признаком того, что , (фиг.2,о) .

Технико-экономическая эффективность предложенного устройства в сравнении с известным устройством обусловлена расширением его функциональных возможностей, что позволяет не только определять момент совпадения двух частот f и fJ , но и контролировать соотношени указанных частот, выдавая критерии

f fg или f

Формула изобретени

1.Устройство для контроля частот содержащее формирователь импульсов текущей частоты,выход которого подключен к первым входам каналов совпадений, и формирователь импульсов заданной частоты, выход которого по -ключен к второму входу первого канала совпадений и к входу линии задержки, ,(Н-1) выходы которой соединены по порядку с вторыми входами остальных каналов совпадений, причем первый выход всех предыдущих каналов совпадений соединен с третьими входами последукнцих каналов совпадений, а вторые выходы каналов совпадений соединены с входами первого элемента ИЛИ, о и- ч ающее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности контролирования соотношения сравниваемых частот, в него дополнительно введены два элемента ИЛИ, два элемента задержки два ключа и формирователь, причем

третьи выходы всех каналов совпадений подключены к входам второго элемента ИЛИ, четвертые выходы каналов 5 совпадений подключены к входам третьего элемента ИЛИ, а выходы второго и третьего элементов ИЛИ через элементы задержки соединены с первыми входами ключей, вторые вхо10 ды которых подключены к выходу формирователя, вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выходы ключей и вход формирователя являются выходами устройства.

5 2, Устройство по п. 1, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что каждый канал совпадений содержит последовательно соединенные первые ключ и элемент ИЛИ, второй элемент ИЛ1 1, триг0 гер, элемент задержки и второй

ключ J элемент И, соединенньй с вторыми входа№1 триггера и второго . ключа, третий ключ, один вход которого соединен с вторым входом пер5 вого .ключа и выходом элемента задержки, а вькод - с вторым входом первого элемента ИЛИ, причем объединенные первые входы первого ключа и элемента И, объединенные

0 вторые входы третьего ключа и эле- меН та И и второй вход второго элемента ИЛИ являются соответственно первым, вторым и третьим входами каналов совпадений, а выходы зле- мента задержки, первого, второго и третьего ключей являются соответственно первым, третьим, вторым и четвертым выходами каналов совпадений.

Фиг,2

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано при конструировании нуль-органов высокой точности в цифровых приборах, где используется информация в частотно-импульсном коде. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается путем контролирования соотношения сравниваемых частот. Устройство содержит формирователи импуль-. сов н 2, линию задержки 3, логические элементы (ЛЭ) ИЛИ 4, 5 и 6, элементы задержки 7 и 8, формирователь 9, ключи 10 и 11, каналы совпадений 12.1-12.п, состоящие из ЛЭ И 13.1- 13.П, первых 14.1-14.П, вторых 15,1- 15.п и третьих 16. 1-16.П ключей, ЛЭ ИЛИ 17.1-17.п и 18. 1-18.п, триггеров 19.1-19.П и элементов задержки 20.1-20.п. Выходами устройства являются шины 21, 22 к 23. Устрой(Л к, iNd СА9 U&k с