Устройство для сравнения частот двух импульсных последовательностей Советский патент 1979 года по МПК H03K5/18 

1

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в различных радиолокационных и радиотехнических устройствах.

В основе многих измерительных процессов лежит сравнение измеряемой величины с эталонной., В быстродействующих измерительных устройствах применяется принцип одновременного сравнения измеряемых величин. В частности, сравнение измеряемой частоты fn с эталонной /э производится либо с целью точного измерения разностной величины, либо с целью определения знака разностной величины, то есть определения одного из трех возможных соотношений измеряемых величин.

1)

2)

3) .

Известны устройства для сравнения частот импульсных последовательностей, содержащие в качестве основного элемента, определяющего сдвиг фазы между импульсами входных последовательностей, триггер с раздельными входами, схемы задержки, схемы И, схемы формирования импульсов по амплитуре и длительности, источники входных импульсных последовательностей 1,2.

Однако одно из них не определяет знака разности частот, другое не имеет необходимой точности, выходной поток информации отличается нерегулярностью и малой частотой, гораздо меньшей, чем частоты входных последовательностей. Это устройство позволяет определить знак разности частот, но с недостаточной точностью. Наиболее близким из известных технических рещений является устройство, содержащее триггер, четыре элемента И- НЕ, два элемента задержки, ждущие мультивибраторы, источник измеряемой частоты, источник эталонной частоты. Повышение точности сравнения и регулярности выходного потока обусловлено введением перекрестных обратных связей с выходов устройства через дополнительные ждущие мультивибраторы на входы триггера.

Однако известное устройство неправильно определяет знак разности в следующих случаях:

при равенстве частот на выходах устройства импульсы должны отсутствовать, но

при совпадении входных импульсов или сдвиге между ними меньшем, чем величина задержки элементов задержки (5,6 ), импульсы на выходах появляются;

если эталонные импульсы опережают измеряГемые, то выходные импульсы появятся на выходе, что соответствует случаю , если эталонные имнульсы отстают от измеряемых, то импульсы появятся на другом выходе, что соответствует случаю

/э /иКроме случая равенства частот, устройство выдает ложную информацию в случае неравенства частот, когда отношение

частот - - /Г близко к единице, и сдвиг

/л

не превышает величины длительности задержки. Если и измеряемые импульсы опережают эталонные в пределах т, то на выход проходят эталонные импульсы.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерений, которое заключается в исключении ложной информации на выходах устройства.

Цель достигается тем, что в устройство для сравнения частот двух импульсных последовательностей, содержащее источники измеряемой и эталонной импульсных последовательностей, четыре элемента И- НЕ, два элемента задержки, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов И-НЕ, введены два триггера и один элемент И-НЕ, причем выход источника эталонной импульсной последовательности через третий элемент И-НЕ подключен к установочному входу первого триггера, входу первого элемента задержки и счетному входу второго триггера и непосредственно к первому входу дополнительного элемента И-НЕ, выход которого подключен к вторым входам третьего и четвертого элементов И-НЕ, выход источника измеряемой импульсной последовательности соединен непосредственно с вторым входом дополнительного элемента И-НЕ и через четвертый элемент И-НЕ к установочному входу второго триггера, к входу второго элемента задержки и к счетному входу первого триггера, выход которого подключен ко второму входу первого элемента И-НЕ, выход второго триггера соединен со вторым входом второго элемента И- НЕ.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2,а-е представлены временные диаграммы работы устройства для случая .

Устройство содержит элементы И-НЕ I-5, триггеры 6 и 7, элементы задержки 8 и 9, источник 10 эталонной импульсной последовательности, источник 1 измеряемой импульсной последовательности.

На диаграмме показаны сигналы:

а - на выходе источника эталонной импульсной последовательности;

б - на выходе источника измеряемой импульсной последовательности;

б - на единичном выходе триггера 6;

г - на единичном выходе триггера 7;

д - на выходе

е - на выходе fs fnИмпульсы с выходов источников 10 и 11, нормированные по длительности и амплитуде, поступают на первые входы элементов И-НЕ 1 и 2 и на входы элементов И-НЕ 5. Исходное состояние триггеров б и 7 нулевое. Цри этом на единичных выходах триггеров потенциалы низкого уровня, закрывающие выходные элементы И-НЕ 3 и 4. Если частоты источников 10 и 11 равны и импульсы обеих последовательностей совпадают,- то элемент И-НЕ

5сформирует импульс запрета, равный по длительности входным импульсам, и триггеры останутся в нулевом состоянии. При частичном совпадении входных импульсов длительность импульса запрета меньше длительности входных импульсов, поэтому

на выходах элементов И-НЕ 1 и 2 появятся импульсы, меньшие по длительности, чем входные, причем сдвиг между ними равен длительности импульса запрета. В этом случае, как и в случаях несовпадения импульсов при равенстве частот, импульсы с выходов элементов И-НЕ 1, 2 переключают триггеры, но на выходах элементов И-НЕ 3, 4 импульсы отсутствуют, так как триггеры к приходу каждой пары

входных импульсов находятся в противоположных друг другу состояниях. При опережении измеряемых импульсов эталонными триггер 6 находится в состоянии «О, а триггер 7 в состоянии «1. Поступающий эталонный импульс переключает триггер 6 в «I состояние по входу установки в «1 и триггер 7 в «О состояние по счетному входу задерживается элементом задержки 9 на время, большее чем

длительность входных импульсов, и поступает на второй вход элемента И-НЕ 4, но не проходит на выход, так как триггер 7 к этому времени переключился в «О состояние. Поступающий измеряемый импзльс переключает триггер 7 в «1 состояние по входу установки в «I и триггер

6в состояние «1 по счетному входу, задерживается элементом задержки 8 на время, большее длительности входных имиульсов, и поступает на второй вход элемента И-НЕ 3, но не проходит на выход, так как триггер 6 уже переключился в состояние «О. Если частота измеряемой последовательности импульсов больше частоты эталонной последовательности, то триггер 7 к приходу очередного эталонного импульса находится в состоянии «1 и нереключается этим импзльсом в «О. Поэтому он на выход элемента И-НЕ 4 не проходит. Импульсы, приходящие вслед за эталонным импульсом измеряемой последовательности, переключают триггер 7 в «1 состояние до прихода следующего эталонного импульса и переключают триггер 6 поочередно из одного состояния в другое. При этом на выход элемента И-НЕ 3 проходят только те задержанные импульсы измеряемой последовательности, которые переключают триггер 6 из «О в «1, то есть происходит деление входного потока на два.

Если частота эталонной последовательности импульсов больше частоты измеряемой последовательности, то триггер 6 к приходу измеряемого импульса находится в состоянии «1 и переключается в «О этим импульсом, поэтому он на выход элемента И-НЕ 3 не проходит. Импульсы эталонной последовательности, приходящие вслед за измеряемым импульсом переклю-. чает триггер 6 в «1 до прихода следующего измеряемого импульса, и переключают триггер 7 поочередно из одного состояния в другое. На выход схемы проходят только те задержанные импульсы эталонной последовательности, которые переключают триггер из «О в «1.

Реализация устройства на ИМС серии Логика-2 не встречает затруднений. Объем устройства составляет б ИМС.

Практическое использование изобретения в радиолокационных и радиотехнических устройствах позволяет повысить точность определения знака разности двух частот за счет исключения ложной информации и повысить регулярность выходной информации.

Формула изобретения

Устройство для сравнения частот двух импульсных последовательностей, содержащее источники измеряемой и эталонной импульсных последовательностей, четыре элемента И-НЕ, два элемента задержки, выходы которых подключены к первым

входам соответственно первого и второго элементов И-НЕ, отличающееся тем, что, с целью повыщенйя точности измерений, в него введены два триггера и один элемент И-НЕ, причем выход источника

эталонной импульсной последовательности через третий элемент И-НЕ подключен к установочному входу первого триггера, входу первого элемента задержки и счетному входу второго триггера и непосредственно к первому входу дополнительного элемента И-НЕ, выход которого подключен к вторым входам третьего и четвертого элементов И-НЕ, выход источника измеряемой импульсной последовательности соединен непосредственно с вторым входом дополнительного элемента И-НЕ и через четвертый элемент И-НЕ к установочному входу второго триггера, к входу второго элемента задержки и к счетному входу первого триггера, выход которого подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, выход второго триггера соединен с вторым входом второго элемента И- НЕ.

Источники информации, , принятые во внимание прн экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 399787, кл. G 01R 23/02, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР 5 № 387493, кл. Н ОЗК 13/00, 1971.

3.Авторское свидетельство СССР № 514428, кл. Н ОЗК 5/18, 1975.

(d)

3(j(e)