Устройство для измерения отношения частот Советский патент 1989 года по МПК G01R23/00 

4

00 СО СО

со

о

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения отношения частот двух импульсных последовательностей в контрольно-измерительных приборах.

Цель изобретения - расширение частотного диапазона, в котором могут проводиться измерения.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит с первого по пятый триггеры 1-5, с первого по третий элементы ИЛИ 6-8, с первого по четвертый элементы И 9-12, первую и вторую входные шины 13, 14 и выходную шину 15.

Прямые выходы второго 2 и четвертого 4 триггеров соединены с первыми входами соответственно первого 6 и второго 7 элементов ИЛИ и соответственно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ 8, выход которого соединен с выходной шиной 15, инверсные выходы второго 2 и четвертого 4 триггеров, соединены с счетными входами соответственно третьего 3 и пятого 5 триггеров, прямые выходы которых соединены с первыми входами соответственно второго 10 и четвертого 12 элементов К, выходы которых соединены с входами сброса соответственно второго 2, третьего 3 и четвертого 4 и пятого 5 триггеров. Первые входы 9 и третьего 11 элементов И соединены с второй входной шиной 14, вторые входы соединены с выходами соответственно первого 6 и второго 7 элементов ИЛИ, а третьи входы - с инверсными выходами соответственно третьего 3 и пятого 5 триггеров. Счетный вход первого триггера 1 соединен с первой входной шиной 13, прямой выход - с вторыми входами первого элемента ИЛИ 6 и четвертого элемента И 12, а инверсный выход - с вторыми входами второго элемента ИЛИ 7 и второго элемента И 10.

Устройство работает следующим образом.

Для удобства рассмотрения работы предположим, что все триггеры перед поступлением сигналов f-i и fz. находятся в состоянии «О (исходное состояние триггеров может быть любым, что не сказывается на работоспособности схемы).

Импульс 16 последовательности fi (фиг. 2а) поступает на счетный вход первого триггера 1 и устанавливает его в состояние «1 (фиг. 2в). На выходе триггера 1 формируется импульс 17, который через первый элемент ИЛИ 6 поступает на второй вход первого элемента И 9, на третий вход которого поступает сигнал 18 с инверсного выхода третьего триггера 3, разрешая прохождение через него имп льсов последовательности f2.

Импульс 19 последовательности f2, приходящий по второй входной шине 14

0

(фиг. 26), проходит через открытый первый элемент И 9 на счетный вход второго триггера 2, устанавливая его в состояние «1. Импульс 20 с выхода второго триггера

2 (фиг. 2д) через первый элемент ИЛИ 6 поступает на второй вход первого элемента И 9, разрешая прохождение через него импульсов i независимо от состояния первого триггера 1. Этот же импульс поступает на первый вход элемента 8 ИЛИ (фиг. 2н).

Импульсом 21 последовательности f2 триггер 2 устанавливается в положение «О. Таким образом, на первый вход элемента 8 ИЛИ с выхода триггера 2 посту5 пает импульс 20, длительность которого tu равна периоду следования импульсов последовательности fg (фиг. 2д). На выходе третьего элемента ИЛИ 8 при этом формируется импульс 22 с длительностью, равной длительности импульса 20. Импульсом 23 с инверсного выхода первого триггера 2 устанавливается в состояние «1 третий триггер 3. Импульс 24 с выхода триггера 3 открывает по первому входу второй элемент И 10, а потенциал с инверсного выхода триггера

5 3 закрывает первый элемент И 9 по третьему входу (фиг. 2ж, з).

С приходом импульса 25 последовательности fi меняется состояние первого триггера 1. Сигнал с выхода первого триггера 1 через первый элемент ИЛИ 6 закрывает

0 по второму входу первый элемент И 9. Импульс 26 с инверсного выхода первого триггера 1 (фиг. 2г) поступает на второй вход второго элемента И 10, выходной сигнал которого устанавливает в состояние «О триггер 3 и подтверждает нахождение в состоя5 нии «О триггера 2. Элемент И 9 открывается по третьему входу импульсом 27 с инверсного выхода третьего триггера 3, но так как он уже закрыт по второму входу сигналом с выхода первого триггера 1, имQ пульсы последовательности f2 не могут действовать на триггер 2 до момента очередного изменения состояния триггера 1.

Импульс 26 с инверсного выхода первого триггера 1 через второй элемент ИЛИ 7 поступает на второй вход третьего элемента

5 И 11, на третий вход которого поступает сигнал 28 с инверсного выхода триггера 5 (фиг. 2л), разрешая прохождение через него импульсов последовательности fg. Импульс 29 (фиг. 26) поступает через элемент И 11 на вход четвертого триггера 4,

0 устанавливая его в состояние «1. Импульс 30 с выхода триггера 4 (фиг. 2и) поступает на второй вход третьего элемента ИЛИ 8 и через второй элемент ИЛИ 7 - на второй вход элемента И 11, разрешая прохождение через него импульсов независимо от со5 стояния триггера 1. Импульс 31 последовательности fi изменяет состояние триггера 1, импульсом 32 с выхода которого разрешается прохождение импульсов последовательности fi через элемент И 9 и открывается по второму входу элемент И 12. Импульс 33 последовательности 2 устанавливает триггер 2 в состояние «1 и, пройдя через открытый элемент И 11, возвращает триггер 4 в состояние «О. Таким образом, на второй вход элемента ИЛИ 8 поступает импульс 30 (фиг. 2и), длительность которого-Хфавна периоду следования импульсов ч. На выходе элемента ИЛИ 8 формируется импульс 34, равный по- длительности импульсу 30 (фиг. 2н).

Импульсе л 35 с инверсного выхода триггера 4 устанавливается в состояние «1 триггер 5, импульс 36 с выхода которого, пройдя через открытый по второму входу импульсом 32 элемент И 12, переводит в состояние «О триггер 5 и подтверждает нахождение в состоянии «О триггера 4. Импульс 37 с инверсного выхода триггера 5 поступает на третий вход элемента И 11, который к э тому мом енту уже закрыт по второму входу сигналом с инверсного выхода триггера 1, что не дает возможности импульсам последовательности ч проходить на вход триггера 4 до очередного изменения состояния триггера 1.

Из приведенного описания видно, что триггеры 2 и 4 поочередно формируют импульсы длительностью, равной периоду следо вания импульсов последовательности fa по одному на каждый импульс последовательности f|.

Среднее значение напряжения на выводе элемента ИЛИ 8 за п периодов равно:

.KC.t-- U«KC-Ta-- UH.KC-b--35

tit,

т,

25

где имакс - амплитуда импульсов на выходе элемента 8 ИЛИ;

Т2 -период следования импульсов большей частоты (f2);

0

0

5

TI -период следования импульсов меньшей частоты (fi).

Таким образом, устройство измеряет отношение частот во всем диапазоне , в то время как устройство-прототип работает только в диапазоне .

Формула изобретения

Устройство для измерения отношения частот, содержащее первый триггер, счетный вход которого соединен с первой входной шиной, второй триггер, первый эле- ТТент И, первый вход которого соединен с второй входной шиной, и выходную шину, от5 личающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него введены третий, четвертый и пятый триггеры, первый, второй и третий элементы ИЛИ, второй, третий и четвертый элементы И, причем прямые выходы второго и четвертого триггеров соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ и соответственно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной, инверсные выходы второго и четвер5 того триггеров соединены с счетными входами соответственно третьего и пятого триггеров, прямые выходы которых соединены с первыми входами соответственно второго и четвертого элементов И, выходы которых соединены с входами сброса соответственно второго и третьего четвертого и пятого триггеров, первый вход третьего элемента И соединен с первым входом первого элемента И, вторые входы первого и третьего элементов И соединены с выходами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, а третьи входы соединены с инверсными выходами соответственно третьего и пятого триггеров, при этом прямой выход первого триггера соединен с вторыми входами первого элемента ИЛИ и четвертого элемента И, а ин0 версный выход первого триггера соединен с

0

вторыми входами второго элемента ИЛИ и второго элемента И.

.,6 a)

S «) «) )

) )

3)

«J

«j

4

«У

«;

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения- расширение частотного диапазона, в котром выполняются измерения. Устройство содержит триггеры 1 и 2, элемент И 9. Для достижения поставленной цели в него введены триггеры 3-5, элементы ИЛИ 6-8, элементы И 10-12. На каждый импульс меньшей частоты ₁, поступающий по входной шине 13, на выходе триггера 2 или 4, в зависимости от состояния триггера 1, формируется один импульс, длительность которого равна периоду следования импульсов большей частоты F₂ на входной шине 14, блокировка прохождения следующих импульсов осуществляется с помощью триггеров 3 или 5. Средняя величина напряжения на выходной шине 15 пропорциональна отношению частот F₁/F₂ во всем диапозоне F₁ *98 F₂ . 2 ил.

Фиг.2