Измеритель скважности последовательности прямоугольных импульсов Советский патент 1980 года по МПК G01R23/02 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнических устройствах, в частности в измерительных приборах и стендах. Известен измеритель скважности последовательности прямоугольных импульсов, содержащий электронный ключ, вольтметр, триггер, коммутатор и переменный резистор, где триггер подключен ко входу электронного ключа через ког мутатор, а между выходом электронного ключа и вольтметром включен переменный резистор 1 В известном устройстве .лостижима точность определяется точностью вольтметра и переменного резистора, которые не могут быть достаточно вы сокими и равны 10 кроме того, в известном устройстве в процессе изм рения необходимо осуществлять ряд ручных переключений, что препятству ет автоматизации процесса измерения Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является измеритель скважности последовательности прямоугольных импульсов, содержащий генератор импульсов два счетчика числа импульсов, вход первого из которых через коммутатор, а вход второго - непосредственно соединены с выходом генератора импульсов, первый выход второго счетчика числа импульсов соединен с первым входом триггера сброса, выход которого соединен с первыми входами регистров памяти, вторые входы которых соединены со вторыми выходами второго счетчика числа импульсов, а их выходы соединены с блоком индикации, второй вход триггера сброса через формирователь соединен с выходом первого счетчика числа импульсов, и со входами сброса второго счетчикаС2 . Недостатком такого устройства является также невысокая точность измерения . Цель изобретения - повышение точности измерения ПРИ одновременном упрощении процесса измерения. Поставленная цель достигается тем, что в измеритель скважности последовательности прямоугольных импульсов, содержащий генератор импульсов, два счетчика чу1сла импульсов, вход первого из которых через коммутатор, а вход второго - непосредственно, соединены с выходом генератора импульсов, первый выход второг-о счетчика числа импульсов соединен с первым входом триггера сброса, выход которого соединен с 11ервы;- да входами регистров памяти, вторые входы которых соединены со вторыми выходами второго счетчика числа импульсов, а их выходы соединены с блоком индикации, второй вхо триггера сброса через формирователь соединен с .выходом первого, счетчика числа импульсов и со входами сброса второго счетчика числа импульсов, введены индикаторные элементы и дополнительный 1К-триггер, счетный вхор которого соединен со входами сброса второго счетчика числа импульсов и с третьими входами регистрой памяти, ТК-входы дополнительного триггера соединены с выходом сташеЩ декады второго счетчика числа импульсов, а выходы упомянутого тригера соединены со входами коммутатора и индикаторных элементов, ,

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства, которая содержит коммутатор 1, первый счетчик числа импульсов 2 со счётными декадами 3, формирователь 4, второй счетчик числа импульсов 5 do cчeтны и декадами,б, регистры 7 Iia Iяти, блок индикации 8, генератор импульсов 9, триггер 10 сброса и |К-триггер 11, индикаторные элементы 12 с усилителями 13,

Коммутатор состоит, например, из инвертора 14, элементов И 15, 16 и элемента ИЛИ 17.

Работа устройства основана на использовании случайного процесса {совпадение импульсов заполняющей и Измеряемой последовательности), одна из характеристик которого (вероятность, математическое ожидание) линейно связана с измеряемым параметром (скважностью).

Периодическая последовательность коротких квантуюшлх импульсов с выхода генератора 9 поступает на вход коммутатора 1. На другой вход коммутатора поступают прямоугольные импульсы, скважность которых необходимо измерить. Соотношение между частотами измеряемой и заполняющей импульсных последовательностей может быть произвольным. Ввиду того, что последовательности квантующих и входных сигналов независи1.йа, процесс совпадения импульсов обеих последовательностей носит случайный характер. Импульсы с выхода коммутатора 1 поступают на счетчик 2р состоящий из делителя числа импульсоз со счетными декадами 3. Одновременно импульсы с генератора 9 поступают на второй счетчик 5 числа импульсов со счетными декадами 6. Количество импульсов, поступающих

на первый счетчик 2 через коммутатор 1, пропорционально длительности входных импульсов, скважность которых подвергается измерению, а количество импульсов, поступающих на второй счетчик 5, пропорционально периоду входных импульсов.

Следовательно, отношение числа импульсов, поступающих на второй счетчик 5, к числу импульсов, поступающих на первый счетчик 2, равно величине скважности последовательности прямоугольных импульсов,

С целью отсчета измеряемой величины (скважности) в десятичной системе счисления, модуль коэффициента пересчета счетных цепочек выбран кратным десяти. В этом случае, в момент переполнения первого счетчика 2, во втором счетчике 5 будет зафиксирована величина, соответствующая измеряемой скважности, причем в старшей счетной декаде б оказывается зафиксированным число единиц целой части результата измерения, а в остальных дробная часть. ,Цля расширения предела измерения скважности до 99 необходимо ввести во вторую счетную группу еще одну декаду. Код из декад 6 сигналом с формирователя 4 переписывается в регистры памяти 7 и отображается индикаторным блоком 8, Этим же сигналом с формирователя 4 осуществляется сброс второго счетчика, после чего устройство готово к новому циклу измерения.

Триггер 10 введен для того, чтобы в случае отсутствия на входе устройства импульсной последовательности устанавливать в регистрах индикации нулевое значение, т.е. осуществлять сброс этих регистров,

В данном устройстве предусмотрено aвтo aт lчecкoe приведение скважности к величине больше двух, что достигается за счет выбора необходимой полярности измеряемой импульсной последовательности. Для этого в старшей декаде второго счетчика осуществляется дешифрация измеренного значения в каждом цикле измерения. Если в момент окончания цикла значение этой дексщы равно единице, то сигналом с выходг формирователя 4 осуществляется переключение .ТК-три1гера 11 в противоположное состояние. В случае, если значение старшей декады 6 больше или равно двум, то на входах 1 и К триггера 11, соединенных с выходом декады 6, в момент поступления сигнала с (1юрмирователя 4 будет присутствовать низкий (запрещсжщий) потенциал, в результате чего триггер останется в прежнем состоянии. Потенциалы с выходов УКтриггера 11 поступают на элементы 15 и 16, входящие в состав коммутатора 1, и определяют, какой входной сигнал (прямой или инверсный) под