Устройство для измерения средней частоты следования импульсов Советский патент 1986 года по МПК G01R23/02 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в цифровых устройствах для измерений средней частоты следования импульсов непрерывной последовательности, одной пачки или серии пачек импульсов.

Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение устройства.

На чертеже представлена функциональная блок-схема предлагаемого устройства

Устройство для измерения средней частоты следования импульсов содержит генератор 1 импульсов эталонной частоты, триггер 2, первый временной селектор 3, второй временной селек тор 4, счетчик 5 эталонной частоты, счетчик 6 измеряемой частоты, пер- 0ЫЙ вспомогательный счетчик 7, второй вспомогательный счетчик 8, элемент И-НЕ 9, элементы И 10 и 11, .элемент ИЛИ 12, шины Пуск 13 и Вход 14. Вспомогательные счетчики 7 и 8 по своим параметрам должны быт одинаковы: их информационная емкость должна быть такой, чтобы заполнение этих счетчиков на половину емкости импульсами эталонной частоты превышало максимальный период измеряемой частоты хотя бы на единицу счета.

Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты, соединенный через первый временной селектор 3 со счетчиком 5 эталонной частоты,триггер 2, выход которого подключен к управляющим входам первого 3 и второго 4 временных селекторов, выход второго селектора 4 подключен к счетному входу счетчика 6 измеряемой частоты, первы вспомогательный счетчик 7, счетный вход которого соединен с первым входом первого элемента И 10, выход которого соединен со счетным входом второго вспомогательного счетчика 8, а также элемент И-НЕ 9, второй элемент И 11 и элемент ИЛИ 12, причем первый вход элемента И-НЕ 9 соединен с инверсным вькодом триггера 2 и установочным входом второго вспомогательного счетчика 8, а второй вход элемента И-НЕ 9 соединен с выходом второго элемента И 11, вторым входом второго временного селектора ,4, установочным входом (сброс) первого вспомогательного счетчика 7 и первым входом элемента

5

0

5

0

5

0

5

50

55

ИЛИ 12, второй вход которого подключен к выходу счетчика В эталонной частоты, а выход элемента ИЛИ 12 соединен с первым входом второго элемента И 11, второй и третий входы которого подключены соответственно к шинам Пуск 13 и Вход 14, выход первого вспомогательного счетчика 7 соединен с установочным входом триггера 2, счетньщ вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ 9, прямой выход второго вспомогательного счетчика 8 соединен с вторым входом первого временного селектора 3, а его инверсный выход соединен с вто- рьм входом первого элемента И 10, первый вход которого соединён с выходом генератора 1 импульсов эталонной частоты.

Техническая сущность изобретения заключается в том, что повьш1ение точности измерения происходит за счет точного формирования полного мерного интервала путем жесткой привязки начала и конца мерного интервала к заднему фронту импульса измеряемой частоты.

Устройство работает следующим образом.

Измерение частоты начинается после приведения счетчиков 5 и 6 в исходное состояние (цепи приведения в исходное состояние не показаны). При этом счетчик 6 обнулен, а с выхода счетчика 5 через элемент ИЛИ 12 на первый вход элемента И 11 поступает сигнал 1. С выхода генератора 1 импульсы эталонной частоты поступают в счетчик 7 и при его заполнении в триггере старшего разряда появляется сигнал 1, который переводит триггер 2 в исходное состояние. Если триггер 2 уже находился в исходном состоянии, то в этом случае сигнал 1 с.выхода счетчика 7 Подтверждает это состояние. В исходном состоянии триггера 2 на прямом его выходе сигнал D удерживает селекторы 3 и 4 в закрытом состоянии по их входам управления. Сигнал 1 с инверсного выхода триггера 2 по управляющему входу удерживает в обнуленном состоянии счетчик 8 и в открытом состоянии элемент Й-НЕ 9. В обнуленном состоянии на прямом выходе триггера старшего разряда счетчика 8 сигнал О удерживает (по второму входу) селектор 3 в закрытом

состоянии, а его инверсный сигнал 1 открывает элемент И 10.

При подаче сигнала Пуск уровнем 1 через элемент И 11 начинают поступать импульсы измеряемой частоты, Первьй импульс измеряемой частоты обнуляет счетчик 7. Независимо в какой момент .времени поступил сигнал Пуск (в паузе между пач

ками импульсов, в промежутке между импульсами пачки или в момент совпадения импульса измеряемой частоты) триггер 2 изменит свое состояние при изменении сигнала на его входе с уровня О на 1, т.е. в момент окончания первого импульса измеряемой частоты. После переключения триггера 2 элемент И-НЕ 9 закрывается сигналом О с инверсного выхода триггера 2, и последующие импульсы измеряемой частоты на триггер не воздействуют.

Поскольку переключение триггера 2 происходит задним (спадом) фронтом импульса измеряемой частоты, то второй селектор 4 открьшается после окончания первого импульса измеряемой частоты, поэтому первый импульс в счетчик 6 результата измерения не заносится.

С момента переключения триггера 2 с установочного (обнуляющего) входа счетчика 8 снимается сигнал 1 и он начинает заполнятьсяимпульсами эталонной частоты параллельно со счетчиком 7. Однако счетчик 7 обнуляется каждым импульсом измеряемой частоты, а его информационная емкость выбирается такой, чтобы он не успевал заполниться наполовину при максимальной частоте эталонного генератора 1 и минимальной частоте измеряемых импульсор в интервале между двумя соседними импульсами измеряемой частоты.

По мере заполнения счетчика 8 на прямом выходе триггера старшего разряда появится сигнал 1, который откроет селектор 3, а его инверсный сигнал закроет элемент И 10, и после дутснцие импульсы генератора 1 на счетчик 8 не воздействуют.

Этот момент является началом формирования мерного интервала, который сдвинут по времени относительно заднего фронта первого импульса измеряемой частоты на время, равное времени

10

t5

20

25

30

.,

2575Л64

заполнения счетчика 8 наполовину по информационной емкости.

После окончания последнего импульса пачки счетчик 7 начинает заполняться импульсами генератора 1 эталонной частоты аналогично счетчику 8.

Когда информационная емкость счетчика 7 заполнится наполовину, в триггере старшего разряда появится сигнал 1, который, поступив на управляющий вход триггера 2, возвращает его в исходное состояние. При этом селекторы 3 и 4 закрываются, элемент открывается, и устройство готово к приему следующей пачки измеряемых импульсов.

Таким образом, момент переключения триггера 2 в исходнЬе состояние является окончанием формирования мерного интервала, который сдвинут по времени относительно заднего фронта последнего импульса пачки измеряемой частоты на время, равное времени заполнения половины информационной емкости счетчика 7. Поскольку счетчики 7 и 8 По всем параметрам совершенно одинаковы, то и сдвиги начала и конца мерного интервала одинаковы и могут отличаться за счет асинхроннос- ти эталонной и измеряемой частот не более, чем на период эталонной частоты. Таким образом, мерный интерв ц с точностью до периода эталонной частоты равен сумме периодов импульсов

в пачке, сосчитанных счетчиком 6. При поступлении последующих пачек импульсов устройство работает анало гично описанному, причем этот процесс повторяется до тех пор, пока в счетчик 5 не будет занесено определенное (напередзаданное) количество импульсов эталонной частоты, например N, . При занесении в счетчик 5 количества Ne импульсов нэ его выходе цро- исходит изменение сигнала с 1 на О, Сигнал О, пройдя через элемент ИЛИ 12, закроет элемент И 11, есЛи импульс измеряемой частоты в этот момент отсутствует. При наличии импульса измеряемой частоты он, прой,ця через элемент ИЛИ 12, будет удерживать открытым элемент И 11 до его окончания. Это необходимо для того,, чтобы обнуление счетчика 7 закончилось только после окончания длительности последнего импульса измеряемой частоты. В противном случае счетчик 7 начнет заполняться с момента пропаи II

Дания сигнала 1 на выходе счетчика 5, что приведет к дополнительной погрешности формирования мерного интервала из последней пачки на величину до длител&ности импульса измеряемой частоты. Поскольку закрытие элемента И 11 приводит к окончанию поступления измеряемых импульсов в счетчик 6 и началу заполнения счетчика 7 до появления сигнала 1 на его выходе, то и в этом случае мер- ньй интервал всегда будет .равен с точностью до периода эталонной частоты сумме полных периодов импульсов в последней пачке, сосчитанных счетчиком 6.

Ошибка в подсчете числа периодов при измерении средней частоты импульсов в пачках устраняется в предлагаемом устройстве,так как первый импульс пачки теперь не считаетс

счетчиком измеряемой частоты.

I

Так как длительность первого импульса пачки не входит в мерный интервал, то он становится кратен периоду измеряемой частоты.

Технический эффект изобретения заключается в том, что благодаря точному (до периода эталонной частоты) формированию мерного интервала времени, равного сумме периодов импульсов в пачке, сосчитанных счетчиком 6, повышается точность измерения устройства.

Упрощается устройство за счет значительного уменьшения информационной емкости счетчика 5 эталонной частоты и второго вспомогательного счетчика 8.

Формула изобретения

Устройство для измерения средней частоты следования импульсов, содержащее генератор эталонной частоты.

Составитель Е. Минкин Редактор М. Петрова Техред М.Ходанич

Заказ 4913/43 Тираж 728 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная, 4

1257546

0

5

0

5

0

5

5

соединенный через первый временной селектор со счетным входом счетчика эталонной частоты, триггер, прямой выход которого подключен к управляющим входам первого и второго временных селекторов, выход второго временного селектора подключен к счетному входу счетчика измеряемой частоты, первый вспомогательный счет чик,счетный вход которого соединен с первым входомпервого элементаИ,выход которого соединен со счетным входом второго вспомогательного счетчика, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения и упрощения устройства, в него введены второй элемент И, элемент и элемент ИЛИ, причем первый вход элемента И-НЕ-соединен с инверсным выходом триггера и установочным входом второго вспомогательного счетчика, а второй вход элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента И, вторьм входом второго временного селектора, установочным входом первого вспомогательного счетчика и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу счетчика эталонной частоты, а выход элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И, второй и третий входы которого подключены соответственно к шине Пуск и шине Вход, выход первого вспомогательного счетчика соединен с установочным входом триггера, счетный вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ, прямой выход второго вспомогательйого соединен с вторым входом первого временного селектора, а инверсный выход второго вспомогательного счетчика соединен с вторым входом первого элемента И, первый вход которого подключен к выводу генератора импульсов эталонной частоты.

Корректор С. Черни

Изобретение отно сится к радиоизмерительной технике, может быть использовано в цифровых устройствах для измерения средней частоты следования импульсов непрерывной последовательности, одной пачки или серии пачек импульсов. Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощение устройства. Для этого в устройство. Содержащее генератор 1 эталонной частоты, временные селекторы 3, 4, счетчик 5 эталонной частоты, триггер 2, вспомогательные счетчики 7, 8, элемент И 10, счетчик 6 измеряемой частоты, введены элемент И 11, элемент И-НЕ 9,-элемент ИЛИ 12. В устройство входят шины 13 и 14 Пуск и Вход. Точное формирование мерного интервала времени, равного сумме периодов импульсов в пачке, сосчитанных счетчиком 6, повьш1ает точность измерения устройства. Упрощение устройства достигается за счет значительного уменьшения информационной емкости счетчика 5 эталонной частоты и второго вспомогательного счетчика 8. 1 ил. & (Л ю tn ел