Устройство для сличения частот Советский патент 1991 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в циф- Ч ровых измерительных приборах и системах контроля.

Целью изобретения является повышение точности измерения отношения частот.

На фиг. 1 и 2 приведена функциональная схема устройства для сличения частот.

Устройство содержит шину 1 эталонной частоты, первый формирователь 2, ключ 3 и счетчик 4, шину 5 измеряемой частоты, второй формирователь 6, ключ 7 и счетчик 8, D-триггер 9. третий счетчик 10, шину 11 управления, первую выходную шину 12, четвертый счетчик 13, счетный триггер 14, одновибратор 15, вторую выходную шину 16.

Шина 1 эталонной частоты и шина 5 измеряемой частоты подключены соответ- стенно к входам первого 2 и второго 6 формирователей, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого 3

и второго 7 ключей, выходы которых подключены соответственно к счетным входам первого 4 и второго 8 счетчиков, разрядные выходы которых подключены соответственно к первой 12 и второй 16 выходным шинам. Выходы первого 3 и второго 7 ключей подключены соответственно к синхровходу и информационному входу D-триггера 9, вход сброса и инверсный выходы которого подключены к входу разрешения третьего счетчика 10, выход которого подключен к входу установки D-триггера 9, прямой выход которого подключен к счетному входу четвертого счетчика 13, выход которого подключен к вторым входам первого 3 и второго 7 ключей и к счетному входу счетного триггера 14, выход которого подключен к входу запуска одновибратора 15, выход которого подключен к входам сброса первого 4, второго 8 и третьего 10 счетчиков и к входу установки четвертого счетчика 13. Счетный вход третьего счетчика 10 подключен к выходу первого ключа 3. Шина 11 управления

сл

с

СЬ

01

ю

00 Ч)

подключена к входам установки счетного триггера 14 и одновибратора 15. При этом счетчик 13, триггер 14 и одновибратор 15 выполняют функцию блока 17 управления.

Устройство работает следующим обра- зом.

В исходном состоянии счетчики 4,8,10. и D-триггер 9 находятся в нулевом состоянии. Счетчик 13 находится в первом из своих трех состояний, характеризующихся нулевым выходным сигналом, закрывающим ключи 3, 7.

Поступающий на шику 11 импульс устанавливает триггер 14 в единичное состояние и вызывает формирование импульса на выходе одновибратора 15. Выходной импульс одновибратора 15 подтверждает исходное состояние счетчиков 4, 8. 10 и переводит счетчик 13 в очередное состояние, характеризующееся единичным выход- ным сигналом, открывающим ключи 3, 7.

Импульсы эталонной и измеряемой частот начинают подсчитываться соответственно в счетчиках 4 и 8, переключающихся в общем случае неодновременно.

Часть импульсов эталонной и измеряемой частот вследствие неравенства величин последних перекрываются во времени, образуя так называемые пачки импульсов сов- падений (в устройстве физически не присутствуют).

В момент первого совпадения во времени фронта импульса эталонной частоты с импульсом измеряемой частоты срабатывает D-триггер 9, переключаясь в единичное состояние и блокируя себя в этом состоянии сигналом со своего инверсного выхода. Сигнал с прямого выхода D-триггера 9 вызывает переход счетчика 13 в очередное состояние, характеризуемое единичным вы- ходным сигналом, удерживающим ключи 3, 7 в открытом состоянии.

D-триггер 9 остается в заблокированном состоянии, разрешая работу счетчика 10 от импульсов эталонной частоты. По окончании цикла работы счетчика 10 импульс переноса последнего устанавливает D-триггер в исходное состояние. Длительность указанного цикла выбирается таким образом, чтобы возвращение 6-триггера 9 в исходное состояние происходило между пачками импульсов совпадений во всем диапазоне соотношений входных частот устройства.

С началом следующей пачки импульсов совпадений указанные процессы повторяются, в результате чего на выходе счетчика 13 устанавливается нулевой потенциал, устанавливающий счетный триггер в нулевое состояние. При этом запускается одновибратор 15, выходным импульсом которого все счетчики устройства устанавливаются в исходное состояние, но теперь уже в момент точного совпадения фронтов входных импульсов ключей 3 и 7. Так заканчивается первый цикл работы устройства.

Далее начинается второй цикл работы устройства, процессы в котором происходят аналогично первому циклу. Во время этого цикла в счетчиках 4 и 8 накапливаются коды, пропорциональные значениям эталонной и измеряемой частот. Эти коды по окончании второго цикла и являются результатом работы устройства. При этом в отличие от первого цикла измерения, установление по окончании второго цикла нулевого потенциала на выходе счетчика 13 вызывает переход счетного триггера в единичное состояние. При этом одновибратор 15 не запускается, в счетчиках 4 и 8 сохраняется накопленное в них содержимое, и счетчик 13 остается в состоянии, когда его выходной сигнал имеет нулевой уровень, что, в совокупности с единичным сигналом на выходе счетного триггера 14 является признаком окончания работы устройства.

Вышеизложенное справедливо для случая, когда измеряемая частота больше эталонной.

Очевидно, что при срабатывании D- триггера 9 в момент совпадения среза импульса эталонной частоты с импульсом измеряемой частоты устройство работает при обратном соотношении величин этих частот.

В данном устройстве устраняется свойственная устройству-прототипу неопределенность в моментах определения границ пачек импульсов совпадений, что приводит к повышению точности измерений по сравнению с устройством-прототипом.

Формула изобретения

Устройство для сличения частот, содержащее счетный триггер, шину эталонной частоты, шину измеряемой частоты, первые формирователь, ключ, счетчик и выходную шину, вторые формирователь, ключ, счетчик и выходную шину, шины эталонной и измеряемой частоты подключены соответственно к входам первого и второго формирователей, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого и второго ключей, выходы которых подключены соответственно к счетным входам первого и второго счетчиков, разрядные выходы которых подключены соответственно к первой и второй выходным шинам, о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены

D-триггер, одновибратор. третий и четвертый счетчики и шина управления, подключенная к входам установки счетного триггера и одновибратора, выход которого подключен к входам сброса первого, второго и третьего счетчиков и к входу установки четвертого счетчика, счетный вход которого подключен к прямому выходу D-триггера. инверсный выход и вход сброса которого подключены к входу разрешения третьего

0

счетчика, выход которого подключен к входу установки D-триггера, синхровход и информационный вход которого подключены соответственно к выходам первого и второго ключей, вторые входы которых подключены к выходу четвертого счетчика и счетному входу счетного триггера, выход которого подключен к входу запуска одновибратора, счетный вход третьего счетчика подключен к выходу первого ключа.

Изобретение может быть использовано в цифровых измерительных приборах и системах контроля. Целью изобретения является повышение точности. Цель изобретения достигается за счет введения в устройство для снижения частот D-триггера 9, одновиб- ратора и счетчиков. Кроме того, устройство содержит формирователи 2, 6, ключи 3, 7. счетчики 4, 8 и счетный триггер. Повышение точности измерения достигается за счет устранения неопределенности границ интервалов времени накопления счетчиками 4, 8, значения которых пропорциональны входным эталонным и измеряемой частотам. 2 ил.

Фие.1