Устройство для измерения средней частоты следования импульсов Советский патент 1986 года по МПК G01R23/00 

1

Изобретение относится к радио- измерительной технике и может быть использовано в цифровых устройствах измерения средней частоты следования импульсов в пачке или в серии пачек импульсов и частоты следования непрерывной последовательности импульсов.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет синхронизации измеряемой импульсной последовательности и измерительного интервала.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные .диаграммы, иллюстрирующие его работу

Устройство для измерения средней частоты следования импульсов содержит генератор 1 импульсов эталонной частоты, триггер 2, первый временной селектор 3, второй временной селектор 4, сигнальный вход которого является входом 5 устройства, счетчик 6 эталонной частоты, реверсивный счетчик 7, вспомогательный счетчик 8, счетчик 9 измеряемой частоты, элемент И 10, первый элемент И-НЕ 11, элемент ИЛИ 12, второй элемент И-НЕ 13, элемент 14 задержки. I

Входом запуска устройства является второй вход 15 первого элемента И-НЕ 11, а выходом устройства - вь ход 16 реверсивного счетчика 7. Выход генератора 1 импульсов эталонной частоты 1 соединен с сигнальным входом первого временного селектора 3, выход которого соединен со счетными входами счетчика 6 эталонной частоты и вспомогательного счетчика 8, выход которого соединен с первым входом элемента И 10, выход которого соединен со счетным входом триггера 2, прямой выход которого соединен с управляющими входами первого и второго временных селекторов 3 и 4, Выход второго временного селектора соединен со счетным входом счетчика 9 измеряемой час готы, а его сигнальный вход соединен с первым входом первого элемента И-НЕ 11, выход которого соединен с вторым входом элемента И 10. Суммирующий вход реверсивного счетчика 7 соединен с выходом счетчика 6 эталонной частоты, а вычитающий вход соединен с вы15040

ходом элемента 14 задержки, вход которого соединен с выходом вспомогательного счетчика 8. Выход реверсивного счетчика 7 соединен с

5 первыми входами элемента ИЛИ 12 и второго элемента И-НЕ 13, вторые входы которых соединены с инверсными выходами триггера 2. Выход второго элемента ИЛИ 12 соединен с

10 третьим входом первого элемента И-НЕ 11, первый вход которого соединен с входом обнуления вспомогательного счетчика 8, Выход второго элемента И-НЕ 13 соединен с третьим

15 входом элемента И 10.

Устройство работает следующим образом.

До начала измерения счетчики 6 и 7 частоты устанавливают в исходное

20 состояние, например, при котором после занесения определенного количества импульсов эталонной частоты, соответствующего суммарной длительности времени измерения, в старщем

25 разряде счетчика 7 сигнал изменяется с уровня о на 1. Счетчик 9 и триггер 2 обнулены. Вспомогательный счетчик 8 предварительного обнуления не требует так как каждым

30 импульсом измеряемой частоты он

обнуляется и на его выходе имеется сигнал уровня

Г

Измерение частоты начинается после подачи команды Пуск уровнем

1 на вход 15, при которой элемент И-НЕ 11 открывается и первый импульс измеряемой частоты на входе 5 устройства поступает через открытый элемент И 10 на счетный вход триггера 2 (см. фиг.2). Триггер 2 изменяет свое состояние при изменении сигнала на его счетном входе с уровня О на уровень 1. Таким образом, после прохождения первого им

пульса измеряемой частоты по его заднему фронту триггер 2 срабатывает, открываются временные селекторы 3 и 4, а элемент И-НЕ 11 закрывается сигналом с инверсного выхода

триггера через элемент ИЛИ 12, благодаря чему последующие импульсы измеряемой частоты не воздействуют на триггер 2.

Напряжение уровня 1 с прямо- го выхода триггера 2 открывает селекторы 3 и 4, и на счетные входы счетчиков 6 и 8 поступают импуль-. сы эталонной частоты от генератора

3

1 . Так как селекторы 3 и 4 открываются триггером 2 в момент окончания первого импульса измеряемой частоты, то на счетный вход счетчика 9 поступают импульсы измеряемой частоты, начиная с второго импульса. В этом случае счетчик 9 счтает количество периодов измеряемой частоты в пачке, так как не регистрирует первый импульс начала измерения каждой пачки.

Одновременно на вход обнуления вспомогательного счетчика 8 поступают импульсы измеряемой частоты, каждый импульс которой обнуляет его, причем на все время воздейстВИЯ импульса обнуления счетчик 8 находится в нулевом состоянии. Емкость счетчиков 6 и 8 выбрана такой, чтобы за время отсутствия импульса обнуления они заполнялись меньше половины информационной емкости, причем по своим параметрам и информационной емкости счечики 6 и 8 совершенно одинаковы. С момента окончания последнего импульса пачки последнего обнуления) счетчик 8 заполняется импульсами эталонной частоты, счетчики ,6 и 7 суммируют их. При переполнении счетчика 8 на его выходе в старшем разряде сигнал изменяется с уровня О на уровень 1 и перений фронт этого сигнала через открытый элемент И 10 по счетцо- му входу переключает триггер 2 в нулевое исходное состояние, при этом селекторы 3 и 4 закрываются, а элементы И-НЕ 11, И 10 открываются, устройство принимает исходное состояние и готово к приему следующей пачки. При этом в счетчике 9 будет записано число, равное количству периодов импульсов измеряемой частоты, а в счетчиках 6 и 7 - количество импульсов, пропорциональное сумме периодов измеряемой частоты в пачке, и количество импульсов переполнения счетчика 8. Для того, чтобы исключить из результата измерения лишние импульсы которые занесены в счетчики 6 и 7 с момента окончания последнего импульса пачки, положительный фронт импульса переполнения счетчика 8 , пройдя через элемент 14 задержки, поступает на вычитающий вход счет- чика 7. В результате вычитания этого импульса код, записанньп в

0

счетчике 7, уменьшается на число, равное количеству импульсов переполнения вспомогательного счетчика 8. Таким образом, в кс$нце

измерения каждой пачки в счетчиках 6 и 7 записано число, пропорциональное количеству импульсов измеряемой частоты, находящемуся в счетчике 9.

При поступлении на вход 5 устройства следующих пачек импульсов измеряемой частоты работа устройства происходит аналогично вьше- описанному, при этом процесс

повторяется до тех пор, пока в счетчики 6 и 7 не будет занесено определенное количество N импульсов эталонной частоты, при котором на выходе 16 счетчика 7 появляется сигнал уровня 1.

Этот сигнал поступает на входы элементов И-НЕ 13 и ИЛИ 12, тем самым открывая элемент И-НЕ 11 для прохождения импульса измеряемой частоты. После прохождения на счетный вход триггера 2 первого же импульса измеряемой частоты по его заднему фронту триггер 2 возвращается в исходное iнулевое состояние и селекторы 3 и 4 закрываются. В этот же момент на выходе элемента И-НЕ 13 сигнал изменяется с уровня 1 на О, тем самым закрывается элемент И 10 и блокируется прохождение последующих импульсов измеряемой частоты на вход триггера 2. Об окончании процесса измерения свидетельствует появление сигнала на выходе 16, при этом результат измерения считывается со счетчика 9 с учетом кода счетчика 6. На . этом процесс измерения заканчивается. Таким образом, в устройстве начало интервала измерения всегда привязано к заднему фронту первого импульса измеряемой частоты, а конец интервала измерения всегда совпадает с задним фронтом последнего импульса измеряемой частоты в этом интервале, т.е. в данном устройстве мерный интервал измерения всегда равен, с точностью до периода эталонной частоты, сумме полных периодов импульсов измеряемой частоты,

сосчитанных счетчиком 9.

В устройстве устраняется ошибка измерения, связанная с нестабильно- / стью формирования конца интервала

измерения, и повышается точность измерения средней .частоты следования импульсов.

Формула изо

бретения

Устройство для измерения.средней частоты следования импульсов, содержащее генератор- импульсов эталонной частоты, выход которого соединен с сигнальным входом первого временного селектора, выход которо соединен со счетными входами счетчика эталонной частоты и вспомогательного счетчика, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с счетным входом триггера, прямой выход которого соединен с управляющими входами первого и второго врменных селекторов, выход второго временного селектора соединен со счетным входом счетчика измеряемой частоты, а его сигнальный вход соединен с источником импульсов измеряемой частоты и первым

входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого является входом запуска устройства, а выход соединен с вторым входом элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены реверсивный счетчик, элемент ИЛИ, второй эле- 0 мент И-НЕ, элемент задержки, при этом суммирующий вход реверсивного счетчика соединен с выходом счетчика эталонной частоты, а вычитающий вход соединен с выходом эле- 5 мента задержки, вход которого соединен с выходом вспомогательного счетчика, а выход реверсивного счетчика соединен с первыми входами элемента ИЛИ и второго элемента 0 И-НЕ, вторые входы которых соединены с инверсным выходом триггера, выход второго элемента И-НЕ соединен с третьим входом элемента И, а выход элемента ИЛИ соединен с треть- 5 им входом первого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с входом обнуления вспомогательного счетчика.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в цифровых устройствах измерения. Цель изобретения - по- вьтение точности измерения за счет синхронизации измеряемой импульсной последовательности и измерительного интервала. Устройство содержит генератор 1 импульсов эталонной частоты, триггер 2, временные селекторы 3 и 4, счетчик 6 эталонной частоты, реверсив- ный счетчик 7,вспомогательный счетчик 8,счетчик 9 измеряемой частоты, элемент 10 И, элементы Ни 13 И-НЕ, элемент 12 ИЛИ и элемент 14 задержки. Начало интервала измерения привязано к заднему фронту первого .-- импульса измеряемой частоты, а конец совпадает с задним фронтом последнего импульса измеряемой частоты. Мерный интервал измерения равен, с точностью до периода эталонной частоты, сумме полных периодов импульсов измеряемой частоты, сосчитанных счетчиком 9. 2 ил. (П К . to сл о 4 tr.i