Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов Советский патент 1990 года по МПК G01R23/00 H03K23/00 

и

сд

Изобретение относится к импульсной технике и може использоваться для определения отношения частот двух импульсных последовательностей. Целью изобретения является повышение точности. Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов содержит входные шины 1 и 2, реверсивный счетчик 3, кодоуправляемый делитель 4 частоты, элементы ИЛИ 5 и 6, выходную шину 9. Введение счетчиков 7 и 8 позволяет уменьшить длительность переходных процессов при относительно больших скачках значений входных частот. 1 ил.

-г«ь

Г

«ь

--

ел сю о

1

со

8

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для определения отношения частот двух последовательностей импульсов.

Целью изобретения является повышение точности за счет сокращения времени переходного процесса.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов содержит входные шины 1 и 2, реверсивный счетчик 3, кодоуправляемый делитель 4 частоты, элементы ИЛИ 5 и 6, счетчики 7 и 8, выходную шину 9. Счетный вход кодоуправляемого делителя 4 частоты подключен к входной шине 1, а выход - к счетному входу счетчика 7, входу установки в О счетчика 8 и к первому входу элемента ИЛИ 5, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 3. Счетный, вход счетчика 8 подключен к входной шине 2, входу установки в нуль счетчика 7 и первому входу элемента ИЛИ 6, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 3. Вторые входы элементов ИЛИ 5 и 6 соединены соответственно с выходами счетчиков 7 и 8. Выходы прямого и обратного переноса реверсивного счетчика 3 подключены соответственно к входу синхронизации и входу установки в О реверсивного .счетчика 3, информационные выходы которого соединены с выходной шиной 9 и информационными входами кодоуправляемого делителя 4 настоты.

Устройство работает следующим образом.

Последовательность импульсов делимого с частотой f, через входную шиг ну 1 поступает на счетный вход кодоуправляемого делителя 4 частоты, а последовательность импульсов делителя с частотой Јг через входную шину 2 поступает на вход установки в О счетчика 7, на счетный вход счетчика 8 и на первый вход элемента ИЛИ 6. Коэффициенты деления счетчика 7 и счетчика 8 установлены соответственно равными К01 и К02, поэтому импульсы на выходах счетчиков 7 и 8 появляются в том случае, когда количество импульсов, поступающих на их счетные входы, будет больше величины Ј,/К- К0, для счетчика 7 и больше величины Ј 2/Ког. для счетчика 8, при этом на

их входах установки в О сигналы установки указанных счетчиков в О должны отсутствовать. Таким образом, импульсы на выходе счетчика 7 появятся при условии .

5

0

5

Јi к-к01

;2

(1)

а импульсы на выходе счетчика 8 появятся при условии

(2)

fJL Јi Ко, К

В установившемся режиме измерения, т.е. в режиме, при котором средние значения частот f, и Ј2 остаются неизменными, выходной код К также остается постоянным. Выходной код К формируется на реверсивном счетчике 3 и с информационных выходов реверсивного счетчика 3 поступает на выход устройства и на информационные входы кодоуправляемого делителя 4 частоты. Так как на счетный вход кодоуправляемого делителя 4 частоты поступают импульсы с частотой f ( , то на выходе кодоуправляемого делителя 4 частоты формируется последовательность импульсов с частотой f «., равной

f Ј Ј« к

(3)

В установившемся режиме измерения число К определяет отношение

V

(4)

35

откуда следует, что в установившемся режиме

Ј 4 f .

(5)

Следовательно, в установившемся режиме измерения неравенства (1) и (2) не выполняются и поэтому на выходах сметчиков 7 и 8 импульсы отсутствуют, т.е. на вторых входах элементов ИЛИ 5 и 6 импульсы отсутствуют .

На первые входы элементов ИЛИ 5 и 6 подаются соответственно импульсы частоты f,, с выхода кодоуправляемого делителя 4 частоты и импульсы частоты f с входной шины 2. Следовательно, на суммирующий вход реверсивного счетчика 3 поступают импульсы с частотой Ј

«

а на вычитающий вход я.

пульсы с частотой Ј,,, а так как тановившемся режиме выполняется равен- ство (5), то выходной код К реверсивного счетчика 3 остается неизменным.

При изменении среднего значения частот Ј и Ј Ј или среднего значения

5158

одной из них, т.е. при работе устройства в переходном режиме, равенство (5) нарушается. При этом возможны два случая.

В первом случае изменения значений частот f и Ј или одной из них таковы, что неравенства (1) и (2) не. выполняются. Это будет при незначительных изменениях частот f{ и f2 или од-

ой из них:

К-К

(+Af) (-Af, )

(+ДЈг)

oi :

02

К

ЈЈ2 .f . к t, ,

-ДЈ2)

К К

(6)

(7) (8) (9)

о

В этом случае на выходах счетчиков 7 и 8 импульсы отсутствуют, а так как равенство (5) нарушено, то каждый

Дл±ЛЈ, импульс высокой частоты (- или

к.

20

f и f2. Так как выходы счетчик и 8 соединены с вторыми входами ответственно элемента ИЛИ 5 и э та ИЛИ 6, на первые входы котор даны соответственно частоты f / то на выходе элемента ИЛИ 5 фор ется последовательность импульс

V-L. f. f//«. I

-t- lf - iCto.

fn+Afp, нескомпенсированный импуль- , к К-К-, К К а на выхол.е

сом низкой частоты

rfL±Af, k-

или

элемента ИЛИ 6 формируется после if

f2-Af0) через элемент ИЛИ 5 или 6 поступает на соответствующий суммирующий или вычитающий вход реверсивного счетчика 3 и изменяет код на информационных выходах последнего и на информационных входах кодоуправляемого делителя 4 частоты. Изменение кода на информационных входах кодоуправляемого делителя 4 частоты приводит к изменению частоты f n на выходе кодоуправляемого делителя 4 частоты таким образом, чтобы разбаланс между частотами f ( и f на счетных входах реверсивного счетчика 3 уменьшился. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет справедливым- равенство (5), после чего наступает установившийся режим измерения.

вом случае кода К проили f

„,. t /,, пока

частотойг, /К

1 е(1 После

, и f z -изме.пока

f,

и f,

2

изме- т.е.

наруш счетч ровка дитьс 55 тиров до те ливым ступа ния.

Во втором случае изменения значений частот fц и fg или одной из них таковы, что неравенства (1) и (2) выполняются. Это будет при значительных изменениях частот одной из них:

f, И In

ИЛИ

(+Af,) (-uf,)

K-KOI- Ј

K-.f . К -

5

(10) (10

(12) (13)

5

0

(+4fz) -|-- ;

K-fcrВ этом случае на выходах счетчиков 7 и 8 появятся импульсы, при этом на выходе счетчика 8 частота следования этих импульсов будет равна f,/K-K0( , Iс

f 2

а на выходе счетчика 8 - --, где

ft

i и 2. измененные значения частот

f и f2. Так как выходы счетчиков 7 и 8 соединены с вторыми входами соответственно элемента ИЛИ 5 и элемента ИЛИ 6, на первые входы которых поданы соответственно частоты f /К и f , то на выходе элемента ИЛИ 5 формируется последовательность импульсов

V-L. f. f//«. I

-t- lf - iCto.

, к К-К-, К К а на выхол.е

0

элемента ИЛИ 6 формируется последо- if

вательность импульсов ()

Ко2. г Ког Указанные последовательности импульсов

f 1

) -ИЛИ

К

К

Of

f.(1+--).поступают L K02

на соответствующий суммирующий или вычитающий вход реверсивного счетчика 3 и изменяют код на информационных выходах последнего и на информационных входах кодоуправляемого делителя 4 частоты, что приводит к изменению частоты f на выходе кодоуправляемого делителя 4 частоты таким образом, чтобы разбаланс между частотами, поступающими на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 3, меньшился. Процесс корректировки

значения кода К частотами j;LO+ )

К

KQ,

или fnd+r;-) происходит до тех пор,

К-о-

ог

пока

.пока справедливы неравенства (1) и (2).

После

-

того, как неравенства (1) и (2)

нарушаются, импульсы на выходах счетчиков 7 и 8 исчезают и корректировка значения кода К будет производиться частотами или f. Коррек- 55 тировка кода К будет производиться до тех пор, пока не станет справедливым равенство (5), после чего наступает установившийся режим измерения.

Таким образом, во втором случае, т.е. при значительных изменениях частот f и f или одной из них, корректировка значения кода К в начальный момент производится импульсами с частотой f /К(1+п-) или частотой Јг(1+

л К0(

), а затем по мере приближения

К 021

значения кода К к заданному корректи- ровка кода К производится импульсами с частотой fj/К или частотой Ј, т,е. по сравнению с известным устройством повышается точность, а также быстродействие.

Изложенные выкладки справедливы при условии

1ЈfV/fi KMai«.

где Кма„с- емкость реверсивного счетчика 3.

Очевидно9 что при условии

f i/f 2. 7 к#акс25

произойдет переполнение реверсивного счетчика 3 и на его выходе прямого переноса появится импульс, который поступает на вход синхронизации записи реверсивного счетчика 3 и осуще- 30 ствляет запись и реверсивный счетчик 3 кода числа KMaKC3 установленного на информационных входах реверсивного счетчика 3. Таким образом, после достижения отношения (4) значения К/иакс ..дальнейшему увеличению этого отношения соответствует максимальное число кмакс задаваемое кодом на информационных входах реверсивного счетчика 3.40 При условии

El i

. . ч 1

на выходе обратного переноса реверсивного счетчика 3 появится импульс, который поступает на вход установки в О реверсивного счетчика 3 и фиксирует код нуля на его информационных выходах.

При работе устройства в предельных

Ј3U

состояниях (.г- .или f 1/Јг : 1) производится блокировка изменения содержимого реверсивного счетчика 3, причем указанная блокировка осуществ

5

ляется за счет непосредственной подачи сигнала с выходов прямого или обратного переноса реверсивного счетчика 3 на его соответствующие входы. Таким образом, повышение точности в устройстве достигается за счет уменьшения времени переходного процесса при изменениях частот f и fg или одной из них, а повышение быстродействия - за счет уменьшения времени, необходимого для фиксации устройства в предельных состояниях путем введения непосредственной связи выходов прямого и обратного переносов реверсивного- счетчика 3 соответственно с его входами синхронизации записи и установки в О.

20 Формула изобретения

Устройство для измерения отношения частот последовательностей импульсов, содержащее две входные шины, реверсивный счетчик, кодоуправляемый делитель частоты, счетный вход которого подключен к первой входной шине, а информационные входы соединены с информационными выходами реверсивного счетчика и выходной шиной устройства, а также два элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены первый и второй счетчики, причем вторая входная шина соединена с входом установки в О первого счетчика, первым входом второго элемента ИЛИ и счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, вход установки в О второго счетчика соединен с выходом кодоуправляемого делителя частоты, первым входом первого элемента ИЛИ и счетным входом первого счетчика, выход которого соединен с вторым входом первого элемен- та ИЛИ/выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входамрёверсив ного счетчика, а выходы прямого и обратного переноса реверсивного счетчика подключены соответственно к его входам синхронизации и входам установки в О.