Устройство для измерения среднего периода Советский патент 1987 года по МПК G04F10/04 

1

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматического измерения периода циклического сигнала системах обработки информации и устройствах синхронизации.

Целью изобретения является повышение точности измерения среднего периода случайного узкополосного сигнала.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для измерения среднего периода; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства; на фиг.З - временные диаграммы работы устройства после прихода импульса Опрос.

Устройство содержит формирователь 1 импульсов, элемент 2 совпадения, инвертор 3, генератор 4 опорной частоты, счетный триггер 5, формирователь 6 импульса заднего фронта, формирователь 7 импульса переднего фронта, элементы 8 и 9 совпадения, линию 10 задержки, элемент ИЛИ 11, счетчик 12 импульсов, триггер 13, формирователь 14 импульса переднего фронта, счетчик 15 импульсов, элемент 16 совпадения, сумматор 17, реверсивный счетчик 18, триггер 19, генератор 20 импульсов, элементы 21 и 22 совпадения, формирователь 23 импульса заднего фронта, счетчик 24 периодов и делитель 25 с переменным коэффициентом деления. Причем входная шина через формирователь 1 подключена к второму входу элемента 2, первый вход которого подключен к прямому входу триггера 19 и второму входу элемента 21 , первый вход которого соединен с выходом элемента 16 и V-входом сумматора 17, выходы которого соединены с соответствующими информационньми входами реверсивного счетчика 18, вычитающий вход которого подключен к С-входу делителя 25 и выходу элемента 22, первый вход которого подключен к инверсному выходу триггера 19 и через формирователь 23 - к R-BXO- дам счетчика 24 и сумматора 17, выход элемента 2 подключен через инвертор 3 к второму входу элемента 8 непосредственно к первому входу элемента 9, через формирователь 7 - к

R-входу счетчика 12 и через формиро- 55 триггером 5. По окончании имватель 6 - к входу линии 10 задержки и второму входу элемента 16, первый вход которого соединен с прямым выходом триггера 13, S-вход которого

пульса в формирователе 6 по заднем фронту формируется короткий импуль который через линию 10 задержки (фиг.29) поступает на вход управле

1322221

подключен к выходу линии 10 задержки и V-входу счетчика 15, D-входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика 12, а выход переполнения подключен через формирователь 14 к R-входам триггера 13 и счетчика 15, С-вход которого соединен с выходом элемента ИПИ 11, первый и второй входы которого подключены соответственно к объединенным выходу элемента 9 н С-входу счетчика 12 и выходу элемента 8, выход генератора 4 подключен непосредственно к первому входу элемента 8 и через счетный триггер 5 - к второму входу элемента 9, выход генератора 20 соединен с вторым входом элемента 22, выход делителя 25 является выходной шиной устройства, шина опроса которого подключена к R-входу триггера 19, S-вход которого подключен к выходу заема реверсивного счетчика 18. Устройство для измерения среднего периода работает следующим образом.

В исходном состоянии обнулены счетчики 18 и 24, сумматор 17 и триггер 19 находятся в единичном состоянии.

На вход устройства поступает случайный узкополосный сигнал, а также шум (фиг.2с(). Формирователь 1, на- строенньш на определенное значение порогового напряжения, обеспечивает пропускание сигнала только пря необходимом превышении отношения сиг- нал/пг м и формирует серии прямоугольных импульсов (фиг. 2 5). Входные импульсы через открытый элемент 2 совпадения поступают на элемент 9 совпадения, инвертор 3, формирователь 6 импульса заднего фронта и формирователь 7 импульса переднего фронта. На выходе формирователя 7 по переднему фронту входного сигнала формируется короткий импульс (фиг.2 в), поступающий на вход обнуления счетчика 12. Во время действия импульса входного сигнала элемент 8 совпадения закрыт сигналом, поступающим с инвертора 3, а через открытый элемент 9 совпадения на С-вход счетчика 12 поступают импульсы с генератора 4 импульсов с частотой, деленной на

триггером 5. По окончании импульса в формирователе 6 по заднему фронту формируется короткий импульс, который через линию 10 задержки (фиг.29) поступает на вход управле3132

ния счетчика 15, и содержимое счетчика 12 переписывается в счетчик 15.

Одновременно импульс с формирователя 6 поступает на закрытый элемент 16 совпадения и через линию 10 за- держки на S-вход триггера 13, управляющий сигнал с которого открывает элемент 16 совпадения, В паузе между импульсами входного сигнала элемент 9 совпадения закрыт, а элемент 8 совпадения открыт сигналом, поступающим с инвертора 3, на С-вход счетчика 15 через элемент ИЛИ 11 поступают импульсы с генератора 4.

При поступлении на вход устройст- ва второго импульса входного сигнала процесс повторяется (по переднему фронту обнуляется счетчик 12, на вход счетчиков 12 и 15 поступает в два раза меньшая опорная частота генерато- 20 с-вход делителя 25 поступают импуль- ра А) .

По заднему фронту импульса входного сигнала импульсом с формирователя 6, поступающим через элемент 16 совпадения, содержимое счетчика 15 переписывается в сумматор 17 и тем же импульсом, поступающим через линию 10 задержки, содержимое счетчика 12 переписывается в счетчик 15 (фиг. 2 «J).30

Одновременно импульс, поступающий на вход управления V сумматора с выхода элемента 16 совпадения, через открытый элемент 21 совпадения поступает на С-вход счетчика 24 периодов 35 (фиг. 2 г).

Таким образом, после окончания второго импульса входного сигнала в сумматор записано число X, пропорциональное одному периоду входного сигнала, а через п периодов, подсчет которых ведет счетчик 24 периодов, . в сумматоре 17 содержится число

X 21 X;, где Х - код длительное- 5

сы с генератора 20. При поступлении на вычитающий вход счетчика 18

п

X Z. Т импульсов; (фиг.Зр) он

нуляется, и импульсом переноса устанавливается триггер 19 в единичное состояние (фиг. 35), а на выходе делителя 25, коэффициент деления которого равен содержимому счетчика 24, определяемому импульсами, поступающими на его вход (фиг.Зг), образуется Р

п

Z Т.

t.i

п

импульсов (фиг.ЗЭ),

число которых определяет средний период. При переключении триггера 19 в единичное состояние импульс с формирователя 23 (фиг.2е) устанавливает счетчик 24 и сумматор 17 в нулевое состояние.

Возможна организация измерения среднего периода по заданному числу периодов входного сигнала. В этом случае окончание измерения определяется сигналом переполнения счетчика 24 числа периодов. Погрешность измерения в обоих случаях определяется числом Vn.

ти одного периода.

В случае значительного замирания входного сигнала временной интервал между импульсами значительно превышает период входного сигнала. В этом случае счетчик 15 переполняется и сигнал переполнения поступает на формирователь 14 переднего фронта, ко- торый сбрасьшает триггер 13 в нулевое состояние.

Переполнения счетчика 15 происходят также при большом отклонении текущего периода от среднего, что обеспечивает селекцию сигнала при больших шумах.

По возрастании амплитуды входного сигнала на выходе формирователя 1 появляются импульсы и работа устройства повторяется.

6 конце процесса измерения, определяемого временем измерения, }пипуль- сом Опрос (фиг.Зя) на входе триггера 19 он переключается в нулевое состояние (фиг.35), а содержимое сум17, равное

h

Z Т. Ui

переписывается в реверсивный счетчик 18. Закрываются элементы 2 и 21 совпадения, а через открытый элемент 22 совпадения- на вычитающий вход счетчика 18 и на

с-вход делителя 25 поступают импуль-

сы с генератора 20. При поступлении на вычитающий вход счетчика 18

п

X Z. Т импульсов; (фиг.Зр) он

нуляется, и импульсом переноса устанавливается триггер 19 в единичное состояние (фиг. 35), а на выходе делителя 25, коэффициент деления которого равен содержимому счетчика 24, определяемому импульсами, поступающими на его вход (фиг.Зг), образуетР

п

Z Т.

t.i

п

импульсов (фиг.ЗЭ),

число которых определяет средний период. При переключении триггера 19 в единичное состояние импульс с формирователя 23 (фиг.2е) устанавливает счетчик 24 и сумматор 17 в нулевое состояние.

Возможна организация измерения среднего периода по заданному числу периодов входного сигнала. В этом случае окончание измерения определяется сигналом переполнения счетчика 24 числа периодов. Погрешность измерения в обоих случаях определяется числом Vn.

Формула изобретения

Устройство для измерения среднего периода, содержащее счетчик периодов, первый счетчик импульсов, инвертор, три элемента совпадения, два триггера, формирователь импульсов, генера

тор опорной частоты, выход которого соединен с первьм входом первого элмента совпадения, прямой выход первого триггера соединен с первым входом второго элемента совпадения, выход которого соединен с входом инвертора, прямой выход второго три1- гера подключен к первому входу третьего элемента совпадения, отличающееся тем, что, с цель повышения точности измерения среднего периода случайного узкополосного сигнала, в него введены счетный тригер, два формирователя импульса заднего фронта, два формирователя импульса переднего фронта, линия задержки, элемент ИЛИ, второй счетчик .импульсов, сумматор, реверсивный счетчик, делитель с переменным коэффициентом деления, три элемента совпадения и генератор импульсов, причем входная шина устройства через формирователь импульсов подключена к второму входу второго элемента сопадения, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента совпадения непосредственно, через первый формирователь импульса заднего фронта - к входу линии задержк и второму входу третьего элемента совпадения, а через первый формирователь импульса переднего фронта к R-входу первого счетчика, С-вход которого соединен с выходом четвертог элемента совпадения и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом инвертора, выход элемента ИЛИ подключен к С-входу вт рого счетчика импульсов, выходы кот

s

0 дом ка

рого соединены с информационными входами сумматора, выходы котброго соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом пятого элемента совпадения и С-входом делителя с переменным коэффициентом деления, входы коэффициента деления которого подключены к выходам счетчика периодов, а выход - к выходной шине устройства, выход генератора опорной частоты через счетный триггер подключен к второму входу четвертого элемента совпадения, выходы первого счетчика импульсов подключены к Соответствующим D-входам второго счетчика импульсов, V-вход которого подключен к выходу линии задержки и Sвходу второго триггера, а выход переполнения через второй формирователь импульса переднего ( подключен к R-входам второго триггера и второго счетчика импульсов, выход третьего элемента совпадения соединен с V-входом сумматора и первым входом шестого элемента совпадения, второй вход которого подключен к прямому выходу первого триггера, а выход - к С-входу счетчика периодов, R-вход которого соединен с R-входом сумматора и выходом второго формирователя импульса заднего фронта, вход которого подключен к инверсному выходу первого триггера и первому вхо- 35 ду пятого элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, шина опроса подключена к R-входу первого триггера, S-вход которого соединен с выхо- заем реверсивного счетчи 0

5

0

;f П П ГП П

fill I

п п г

S

t

XR

- «X

g

ro

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматического измерения периода циклического сигнала, системах обработки информации, устройствах синхронизации. Целью изобретения является повышение точности измерения среднего периода случайного узкополосного сигнала. Для достижения этой цели в устройство введены счетный триггер 5, формирователи 6 и 23, 7 и 14 импульса заднего и переднего фронтов сигнала соответственно, линия 10 задержки, элемент ИЛИ 11, счетчик 15 импульсов, сумматор 17, реверсивнй счетчик 18, делитель 25 с переменным коэффициентом деления. Кроме того, устройство содержит формирователь 1 импульсов, элементы 2 и 8, 21 и 22 совпадения, инвертор 3, генератор 4 опорной частоты, счетчик 12 импульсов, триггеры 13 и 19, генератор 20 импульсов, счетчик 24 периодов. В устройстве возможна организация измерения среднего периода по заданному числу периодов входного сигнала. Погрешность измерения устройства определяется числом УП, где п - число периодов. 3 ил. (Л со to 1C 1чЭ ю

Редактор 0.Головач

Составитель П.Плетнева

Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Заказ 2861/42 Тираж 370Подписное

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