Устройство для сравнения периодов следования импульсов Советский патент 1987 года по МПК H03K5/26 

Изобретен 1е относится к импульсной технике и может быть использовано для автоматического контроля периода им пульсных последовательностей с запоминанием величины его отклонё ния от заданного.

Цель изобретения - повьшение точности сравнения периодов следования импульсов с заданной нормой.

На фиг, 1 показана структурная электрическая схема устройства; на фи-г. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит последователь- но соединенные блок 1 синхронизации, первый формирователь 2 импульсов, второй формирователь 3 импульсов, первый триггер 4, второй триггер 5. Прямой и инверсный выходы первого триггера 4 соединены с первыми входами, соответственно, первого 6 и второго 7 элементов И, выходы которых соединены с входами, соответственно, суммирования и вычитания реверсивного счетчика 8 импульсов, выходы которого соединены с входами регис тра 9. Первый вход блока 1 соединен с входной шиной 10, информационный вход счетчика 8 - с информационной

входной шиной 11, выход второго триггера 5 - с сигнальной выходной шиной 12, выходы регистра 9 - с информационной выходной шиной 13, а второй вход блока 1 - с выходом источника 14 тактовых импульсов. Кроме того, выход источника 14 соединен с вторыми .входами элементов И 6 и 7, выход второго формирователя 3 соединен с V-входом счетчика 8, выход заема которого соединен с S-входом триггера 4, R-вход и прямой выход которого соединены соответственно с выходом второго формирователя 3 и В-входом второго триггера 5, а С-входы триггера 5 и регистра 9 - с выходом первого формирователя 2.

Блок 1 содержит последовательно соединенные формирователь 15 импульсов, первый элемент И 16, триггер 17 и второй элемент И 18, R-вход триггера 17 соединен с выходом третьего элемента И 19, первый вход которого соединен с входом инвертора 20, выход которого соединен с вторым /входом элемента И 18, выход которого соединен с выходом блока 1. Кроме того, первый вход элемента И 19 соединен с вторым входом элемента И 16 и вторым входом блока 1, а второй вход

g

0

5

0

5

0

5

0

5

с прямым выходом триггера 17, а вход формирователя 15 - с первым входом блока 1.

Формирователь 15 предназначен для формирования импульсов, длительность которых равна периоду импульсной последовательности источника 14 тактовой частоты по переднему фронту импульсов измеряемой частоты, поступающей на шину 10.

Формирователи 2 и 3 предназначены для формирования коротких импульсов по переднему фронту выходного сигнала элемента И 18 и заднему фронту сигнала формирователя 2.соответственно. Суммарная ; Д1ительность импульсов формирователей 2 и 3 меньше дпитепь- ности паузы между импульсами источника 14 тактовой частоты.

Формироватехда 2, 3 и 15 импульсов могут быть выполнены, например, на микросхемах.

Блок I синхронизации необходим для исключения сбоев в работе устройства, которые могут происходить в моменты совпадения времени перезаписи информации со счетчика 8 в регистр 9 и счета очередного импульса тактовой частоты, при котором счетчик 8 находится в переходном состоянии. Наличие блока 1 синхронизации позволяет производить запись информации в регистр 9 во время отсутствия импульсов тактовой частоты, поступающих на счетчик 8.

Устройство работает следующим образом.

По информагшонной шине 11 на счетчик 8 поступает код в виде числа. периодов тактовой частоты, эквивалентного заданному периоду измеряемой частоты. С этого момента на вход вычитания счетчика 8 через элемент И 7, на первом входе которого присутствует разрешающий сигнал с инверсного выхода триггера 4, поступают импульсы тактовой частоты и уменьшают его содержимое.

На фиг. 2 показаны сигналы на выходе источника 14 тактовой частоты (а), на выходе инвертора 20 (б), на шине 10 устройства (в), на выходе формирователя 15 (г), на выходе элемен- та И 16 (д), на вьпсоде триггера 17 (е), на выходе элемента И 18 (ж), на выходе формирователя 2 (з), на выходе формирователя 3 (и), на выходе заема счетчика 8 (к), на выходе триггера 4 (л), на выходе триггера 5 (м), состояния счетчика 8 (н), состояния регистра 9 (о).

Рассмотрим вариант, когда период измеряемой частоты меньше заданного периода (фиг. 2, участок п). Б этом случае к моменту прихода очередного импульса измеряемой частоты на шину 10 счетчик 8 находится в состоянии AN+I. Примем, что передний фронт, им- пульса измеряемой частоты пришел во время паузы между импульсами тактовой частоты.

Формирователь 15 формирует по переднему фронту сигнала измеряемой ча- стоты импульс, длительность которого равна периоду тактовой частоты. В общем случае длительность импульса формирователя 15 может быть другой, удовлетворяющей условию: больше паузы между импульсами тактовой частоты, но не перекрывать трех названных импульсов,

С приходом следующего импульса тактовой частоты, который вычитается с содержимого счетчика 8, его состояние становится равным /iN, а в результате совпадения на элементе И 16 импульсов формирователя 15 и тактовой частоты триггер 17, который до этого находился в нулевом состоянии, устанавливается по счетному входу в единичное состояние.

В резуль1тате совпадения сигналов с прямого выхода триггера 17 и с выхода инвертора 20., на выходе злемен- та И 18 появляется сигнал, по переднему фронту которого запускается формирователь 2. Импульс с выхода формирователя 2 ПРОИЗВОДИТ запись в регист 9 содер,жимого счетчика 8 dN и за- пускает задним фронтом формирователь 3. Код дК, который поступает с регистра 9 на шину 13 устройства, представляет собой число периодов тактовой частоты, эквивалентное раз- ности периодов между заданной и измеряемой частотами.

Импульс с выхода формирователя 2 производит также запись содержимого триггера 4, который в рассматривае- мом варианте находится в состоянии О, в триггер 5. Отсутствие сигнала- на шине 12 устройства, что соответствует нулевому состоянию триггера 5, свидетельствует о том, что пе- риод измеряемой частоты меньше периода заданной частоты на величину дН.

Импульс с выхода формирователя 3 производит запись в счетчик 8 кода

5

5 0 5

0 5

0

N периода заданной частоты и подтверждает нулевое (исходное) состояние триггера 4. С этого момента начинается измерение следующего периода измеряемой частоты. Триггер 17 устанавливается в нулевое состояние передним фронтом следующего импульса тактовой частоты, поступающим на нулевой вход через элемент И 19, на втором входе которого присутствует разрешающий сигнал с прямого выхода триггера 17.

Импульсы тактовой частоты, поступая на вход вычитания счетчика 8, уменьшают его содержимое. При вычитании последней единицы из счетчика 8 -его содержимое становится равным О (фиг. 2, участок р), а на выходе заема появляется вигнал, устанавливающий триггер 4 в единичное состояние. Длительность импульса переноса не более длительности импульса тактовой частоты. Единичное состояние триггера 4 разрешает прохождение сигналов тактовой частоты через элемент И 6 на вход суммирования счётчика 8, содержимое которого с данного момента начинает увеличиваться. Рассматриваемый вариант (фиг. 2, участок р) соответствует случаю, когда период измеряемой частоты больше периода заданной частоты. Увеличение содержимого счетчика 8 происходит до момента прихода очередного сигнала на шину 10, передний фронт которого, например, появляется во время присутствия импульса тактовой частоты.

Работа устройства при этом происходит аналогично описанной для участка п (фиг. 2): импульс с выхода элемента .И 16 устанавливает триггер 17 в единичное состояние, импульс с выхода элемента И 18 запускает формирователь 2, с выхода которого импульс производит запись содержимого счетчика 8 (в данном примере 2) в регистр 9 и запись содержимого триггера 4 (1.) в триггер 5. Присутствие сигнала 1 на шине 12 устройства указывает на то, что длительность периода измеряемой частоты больше периода заданной частоты на величину, представленную на шине 13, т.е. на два периода тактовой частоты.

Импульс с формирователя 2 задним фронтом запускает формирователь 3, выходной импульс которого производит установку в нулевое состояние триггера 4 и запись в счетчик 8 кода N

периода заданной частоты. С этого момента начинается измерение следующего периода измеряемой частоты. Триггер 17 устанавливается в нулевое состояние передним фронтом следующего импульса тактовой частоты через элемент И 1 9,

В дальнейшем работа устройства происходит аналогично описанной. В случае, когда периоды измеряемой и за- данной частот равны (фиг. 2, участок с) во время прихода очередного импульса измеряемой частоты и формирования формирователем 2 импульса перезаписи в счетчике 8 находится О, а триггер 4 установлен в 1, что и представляется на шинах 13 и 12 устройства соответственно.

Максимальная погрешность измерения частоп-Ы равна периоду тактовой частоты, минимальное значение паузы между импульсами тактовой частоты равно сумме длительностей импульсов формирователей 2 и 3.

Формула изобретения

1. Устройство для сравнения периодов следования импульсов, содержащее реверсивный счетчик импульсов, выход заема которого соединен с S- входом первого триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых объединены, а выходы соединены соответственно с входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика импульсов, а также источник тактовой частоты и регистр, о т- личающееся тем, что,, с целью повышения точности сравнения периодов следования импульсов с задан

5

о д

5

ной нормой, в него введены первьй и второй формирователи импульсов, второй триггер и блок синхронизации, первый вход которого соединен с входной шиной, второй вход - с выходом источника тактовой частоты и с вторым входом первого элемента И, а выход - с входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с входом второго формирователя импульсов и С-входами второго триггера и регистра, выхо;азь1 которых соединены соответственно с сигнальной выходной шиной и информационной выходной шиной, при этом D-вход второго триггера соединен с прямым выходом пер вого триггера, а информационные входы регистра поразрядно соединены с выходами реверсивного счетчика импульсов , информационные входы которого соединены с информационной шиной, а V-вход-- с выходом второго формирователя импульсов и R-входом первого триггера.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок синхронизации содержит последовательно соединенные формирователь импульсов, первый элемент И, триггер и второй элемент И, выход которого соединен с выходом блока синхронизации, а также третий элемент И и инвертор, выход которого соединен с вторьш входом второго элемента И, а вход - с вторым входом первого элемента И и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера, а выход - с R-входом триггера, причем вход формирователя импульсов соединен с первым входом блока синхронизации, а первый вход третьего элемента И - с вторым входом блока синхронизации.

Itf

Составитель С.Будович Редактор Н.Бобкова Техред И.Верес

Заказ 3497/57 Тираж 901Подписное

ВНШШИ 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

Фиг. 2

Корректор Л.Бескид

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова: но для автоматическо1:о контроля пе- ;риода импульсных последовательностей с, запоминанием величины его отклонения от заданного. Цель изобретения - повышение точности сравнения периодов следования импульсов с заданной нормой - достигается введением в устройство блока 1 синхронизации, формирователей 2 и 3 импульсов, триггера 5 и соответствующих функциональных связей. Кроме того, устройство содержит триггер 4, элементы И 6 и 7, реверсивный счетчик 8 импульсов, регистр 9, шины: входную 10, информационные 11 и 13, выходную 12, источ- ник 14 тактовых импульсов. При этом блок 1 содержит формирователь 15 импульсов, элементы И 16, 19 и 18, триггер 17, инвертор 20. Максимальная погрешность измерения частоты равна периоду тактовой частоты, минимальное . значение паузы между импульсами тактовой частоты равно сумме длительностей импульсов формирователей 2 и 3. 1 3. п. ф-лы, 2 ил. (Л fui.l