Устройство для сравнения частот Советский патент 1987 года по МПК H03D13/00 G01R23/10 

Изобретение относится к области электрорадиоизмерений и может использоваться для сравнения измеряемой чатоты с образцовой при повышенном быстродействии .

Цель изобретения упрощение и расширение функциональных возможностей,

На фиг. 1 представлена структурна схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит дифференцирующие цепи 1-2, элементы И 3-7, элемент ИЛИ 8, триггеры 9-13, элементы НЕ 14-15,и формирующий блок 16, составленный из последовательно соединеных фазового дискриминатора 17, вход которого является первым входом устройства управляющего элемента 18, распределителя 19, делителя 20 частоты, выход которого соединен с вторым входом фазового дискриминатора 17, а также задающего генератора 21, выход которого подключен к второму входу управляющего элемента 18. Второй выход распределителя 19 через элемент И 3 соединен с S-входом триг гера 9, выход которого через последовательно соединенные дифференцирующую цепь 2 и элемент И 6 подключен к первому выходу устройства. Третий выход распределителя 19 через последовательно соединенные элементы И 4 и ИЛИ 8 подключен к R-входу триггера 9, причем выход элемента И 4 объединен с С-входом триггера 13 и S-входо триггера 10, выходы которых подключены соответственно к второму входу элемента И 6 и D-входу триггера 11. Четвертый выход распределителя 19 через элемент И 5 подключен к второму входу элемента ИЛИ В, С-входу тригера 11 и S-входу триггера 12, выход которого соединен с D-входом триггера 13. Второй вход устройства через дифференцирующую цепь 1 подключен к вторым входам элементов И 3-5. Входы элементов И 6-7 объединены с входом элемента НЕ 14, выход которого через элемент НЕ 15 соединен с R-входами триггеров 10-13, причем выход триггера 11 подключен к второму входу элемента И 7, выход которого является вторым входом устройства.

Устройство работает следующим об- разом.

Импульсы от источника сигнала парной импульсной посл.едовательности

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

(фиг. 2а) управляют работой формирующего блока 16, который представляет собой систему фазовой автоподстройки частоты с дискретным управлением.

После того как система фазовой автоподстройки частоты отработает (перейдет в режим захвата сигналами первой импульсной последовательности), частота следования импульсов на выходе делителя 20 частоты становится равной частоте следования импульсов первой импульсной последовательности.

Для получения опорной последовательности импульсов (масштабной сетки) делитель систем1з1 фазовой автоподстройки частоты выполняется в виде последовательно соединенных распределителя 19 на m выходов и делителя 20 частоты в К раз.

Распределитель 19 импульсов выбирается такой емкости и импульсы снимаются с таких его выходов, чтобы в масштабной сетке имелось три зоны - центральная (вторая зона) и расположенные слева и справа от центральной зоны боковые зоны (первая и третья).

Постоянная времени дифференцирующей цепи 1 выбирается такой, чтобы длительность продифференцированного импульса (фиг. 2е) была значительно меньше длительности выходньк импульсов и интервалов меяэду импульсами распределителя 19 (фиг. 26, в, г).

При наличии постоянной разницы между частотами первой и второй. (фиг. 2е) импульсных; последовательностей продифференцированный импульс и импульсы масштабной сетки перемещаются друг относительно друга.

Если импульсы зон масштабной сетки условно считать неподвижными, то в случае, когда частота следования второй импульсной последовательности больше первой, импульс с выхода дифференцирующей цепи 1 перемещается справа налево, последовательно проходя через третью, вторую и первую, третью зоны и т.д.

В случае, когда соотношение между значениями частот импульсных последовательностей обратное, продифференцированный импульс перемещается в противоположную сторону.

В случае, когда соотношение между частотами первой и второй импульсных последовательностей постоянно изменяется, наблюдается беспорядочное перемещение продифференцированного

пульса относительно импульсов масштабной сетки.

Выходные импульсы устройства формируются при совпадении продифференцированного импульса с импульсом второй зоны. При этом появляется импульс на выходе элемента И 3, Включается триггер 9 (на его выходе формируется сигнал с уровнем логической единицы), появляется продифференцированный импульс на выходе дифференцирующей цепи 2, который пропускается на выходе одного из элементов И 6 или

7в зависимости -от знака разностной частоты. Одновременно этот же импульс проходит через два последовательно включенных элемента НЕ 14 и 15 используемых в качестве элемента задержки для предотвращения чрезмерно- го укорочения импульсов на выходе элементов И 6 и 7 триггерами 13 и 11. Импульс с выхода элемента НЕ 15 выключает триггеры 10-13.

При совпадении продифференциро- ванного импульса с импульсом первой зоны (частота следования второй импульсной последовательности больше первой) формируется импульс на выходе элемента И 4.

При этом включается триггер 10 и через элемент ИЛИ 8 выключается триггер 9, Сигнал с уровнем логической единицы с выхода т риггера 10 подается на D-вход триггера 11, подготавливая последний к срабатыванию по С-входу.

8ходе дальнейшего перемещения продифференцированного импульса относительно зон масштабной сетки он попадает в третью зону. Сигнал с уровнем логической единицы с выхода элемента И 5 включает триггеры 12 и 11, а последний своим выходным сигналом подготавливает к работе элемент И 7, формирующий выходные импульсы при отрицательных значениях разностной час- тоты.

Выходной импульс элементом И 7 формируется при совпадении продифференцированного импульса с импульсом второй зоны, при этом включается триг гер 9, на выходе дифференцирующей цепи 2 формируется импульс, который через элемент И 7 подается на выход и через элементы НЕ 14 и 15 выключает триггеры 10-13.

Далее процесс повторяется. Выходные импульсы могут подаваться на входы блока индикации, в качестве

о

5 0

0 5

0

1

которого может использоваться частотомер, стрелочный прибор с нулем посередине со схемой управления, реверсивный счетчик с резистивной сеткой либо шлейфный осциллограф и т.п., регистрирующие результаты измерения.

При обратном соотношении величин частот источников импульсных последовательностей устройство работает аналогично с тем лишь отличием, что продифференцированный импульс перемещается относительно зон масштабной сетки в противоположном направлении.

В случаях, когда продифференцированный импульс в ходе своего перемещения не проходит последовательно все зоны, т.е. разностная частота равна нулю, устройство не формирует выходные импульсы.

В случае, когда продифференцированный импульс смещается на один период сигналов первой импульсной последовательности (фиг. 2), устройство вместо одного в соответствии с выбран - ным коэффициентом деления делителя 20 частоты формирует 8 импульсов (при К 8), т.е. быстродействие устройства повышается.

Значение коэффициента умножения в зависимости от условий использования устройства может изменяться в широких пределах.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить быстродействие операций сравнения двух частот, что при малой величине их разности сокращает время проведения измерений.

Формула изобретения

1. Устройство для сравнения частот, содержащее формирующий блок, вход которого является входом устройства, пять триггеров и три элемента И, отличающееся тем, что, с целью упрощения и расширения функциональных возможностей, в него введены элемент ИЛИ, две дифференцирующие цепи, два элемента НЕ, четвертый и пятый элементы И, причем выход формирующего блока через элемент И соединен с S-входом триггера, выход которого через последовательно соединенные дифференцирующую цепь и второй элемент И подключен к выходу устройства, второй выход формирующего блока через последовательно соединенные третий элемент И и элемент ИЛИ подключен к R-входу триггера, при

этом выход третьего злем(знта И динен с С-входом второго риггера и S-входом третьего триггера выходы которых подключены соответственно к второму входу второго элемента И и D-входу четвертого триггера, третий выход формирующего блока через четвертый элемент И подключен к второму входу элемента ИЛИ, С-входу четвертого триггера и S-входу пятого триггера, выход которого соединен с D- входом второго триггера, входы второго и пятого элементов И через после- дователь но соединенные первый и второй элементы НЕ подключены к R-входа второго, третьего, четвертого и пятого триггеров, при этом выход четвертого триггера соединен с вторым входом пятого элемента И, выход которого является вторым.выходом устройстг JLJLJI ULJLJLJLJUUlJLJl, t 8-JULJULJUIJULJULJLJIJI t g-JULJLJLJUUULJlJLJLJUl

Составитель Н.Фе доров Редактор Л.Гратилло Техред Л.Сердюкова

Заказ 4244/54 Тираж 901Подписное

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

1)

в;.1, ;i нторые вхо; ы первого, Т1)етьего и четвертого элементов Н объединены с выходом второй дифференцирующей пе- пи, вход которой является вторым входом устройства.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что формирующий блок содержит последовательно соединенные фазовый дискриминатор, вход которого является входом формирующего блока, управляющий элемент, распределитель, делитель частоты, выход которого соединен с вторым входом фазового дискриминатора, а также задающий генератор, выход которого поключен к второму входу управляющего элемента, причем второй, третий и четвертый выходы распределителя являются соот- ветственно первым, вторым и третьим выходами формирующего блока.

L

-t

Vu,2.2

Корректор А.Обручар

Изобретение относится к электро- радиоизмерениям и позволяет упростить и расширить функциональные возможности устройства. Устройство содержит триггеры 9-13, элементы И 3-5 и формирующий блок 16, включающий фазовый дискриминатор 17, управляющий элемент 18, распределитель 19, делитель 20 частоты и задаюш 1й генератор 21. Введение дифференцирующих цепей 1,2, элементов И 6 и 7, элементов ИЛИ 8 и элементов НЕ 14 и 15 увеличивает быстродействие операции сравнения двух частот, что при малой величине их разности сокращает время проведения измерений. 1-з.п. ф-лы, 2 ил. СЛ го оэ со QD 00