Цифровое устройство для сличения частот Советский патент 1980 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и пред назначается для автоматического сравнения частот высокостабилькых генераторов с выдачей результата сравнения в цифровом коде пригодном для ввода в ЦВМ. Известно устройство, содержавшее последовательно соединенные генератор эталонной частоты, формировател импульсов эталонной частоты, ключ и счетчик, последовательно соединенные формирователь импульсов измеряе мой частоты, второй ключ и второй счетчик, триггер управления и схему совпадений, входы которой соединены с выходами упомянутых формирователей, а выход схемы совпадения через триггер управления подключен к управляющим входам обоих ключей Ij Недостатком известного устройств является зависимость точности измерений от длительности Т совпадающих импульсов. Так, например, при измеряемой частоте f близкой к эталонной f на выходе схемы совпадения получаются пакеты импульсов совпадения, что препятствует нормал ной работе устройства и увеличивает погрешность измерения. Для устранеНИН пакетов совпадений длительность. импульсов необходимо уменьшить до величины Т: LT , что не всегда легко реализовать. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные генератор, первые формирователь, ключ и счетчик, последовательно соединенные вторые формирователь, ключ-и счетчик, триггер, выход которого подключен к вторым входам ключей и элемент совпадения, входами соединенный с выходами формирователей, дополнительно введены два триггера, первая линия задержки и последовательно соединенные вторая линия задержки, третий и четвертый ключи, причем выход второй линии задержки через первую линию задержки и первый дополнительный триггер подключен ко второму входу третьего ключа, инверсный выход первого дополнительного триггера через второй дополнительный триггер соединен с вторым входом четвертого ключа, выход которого подключен к входу триггера и к второму входу второго

дополнительного триггера, выход эле мента совпадения соединен с вторым входом первого дополнительного триггера, а выход первого формирователя подключен к входу второй линии задержки,

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для сличения частот содержит элемент 1 совпадения, импульсно- потенциальные ключи 2 и 3, формирователи 4 и 5, генератор 6 эталонной частоты, триггеры 7-9, импульсно-потенциальные ключи 10 и 11, линии 12 и 13 задержки и счетчики 14 и 15.

На фиг. 2 обозначено: а - импульсы эталонной Чс1стоты; б - импульсы измеряемой частоты; импульсы на входах; в - элемента совпадения; г - линии 13 задержки; д - линии 12 задержки; и - ключа 11; к - ключа 10; ж - импульсы на входе Установка нуля триггера 8; эпюры напряжений; е - выхода 1 триггера 7; 3 - выхода О триггера 8.

Устройство работает следующим образом.

На элемент 1 совпадения и импульсно-потенциальные ключи 2 и 3 подаются две последовательности импульсов, одна - с формирователя 4, который преобразует входное напряжени частоты f в последовательность импульсов с периодом повторения Ту Z , другая - с генератора 6. эталонной частоты fg, близкой к f и формирователя 5, преобразующего напряжение этой частоты в последовательность импульсов с периодом . Пусть включение устройства произошло в момент t. В этом случае работа устройства протекает следующим образом. Импульс с выхода элемента совпадения 1 перебрасывает триггер 7, что приводит к закрывани нормально открытого импульсно-потенциального ключа 10. Поэтому импульс эталонной, частоты f длительностью Т, задержанные линией 13 задержки на время t Т+ tcp. где - время сбрасывания триггера 7 , не пройдет через ключ 10.

Положительный импульс, образующий при перебрасывании триггера 7, опрокидывает триггер 8. В результате нормально закрытый импульснопотенциальный ключ 11 открывается.

Импульс эталонной частоты fg пройдя через линию 12 задержки (который он задерживает на время С; , авное длительности импульса) возвращает триггер 7 в первоначальное положение и ключ 10 вновь открывается . При последующих совпадениях импульсных последовательностей происходит лишь перебрасывание триггер

7,закрывгиощего и открывающего ключ 8.

Но как только совпадения прекратятся и перебрасывание триггера 7 не произойдет, импульс эталонной „ частоты, пройдя через линию 13 задержки, ключи 10 и 11, опрокидывает управляющий триггер 9. Ключи 2 и 3 откроются и в счетчики 14 и 15 поступают соответственно импульсы частот fy и fg. Импульс с выхода ключа 11 перебрасывает также и триггер

8,что приводит к закрыванию ключа 11. Первый импульс второго пакета совпадений, опрокинув триггер 7, приводит к отпиранию ключа 11, а после окончания пакета импульс эталонной частоты, пройдя линию 13 задержки, ключи 10 и 11, перебрасывает триггер 9 управления и ключи 2 и 3 закрываются.

Q При включении- -устройства в момент tjj импульсы эталонной частоты пройдя линию 13 задержки и открытый, ключ 10, не пройдут через нормально закрытый ключ 11, который откроет ся только при поступлении на триггер 8 первого импульса пакета совпадений.

Пусть количество импульсов, подсчитанное в счетчике 15, равно т, а количество импульсов измеряемой

0 частоты, зафиксированное в счетчике ( 16-п) .

Тогда значение fy может быть найдено как f П. f . SL m

Точность этого результата не зависит от длительности импульсов Т . Он содержит лишь ошибки, определяемые нестабильностью генератора эталонной частоты и качеством исполнения элемента совпадания.

Формула изобретения

Цифровое устройство для сличения частот, содержащее последовательно соединенные генератор, первые формкрователь, ключ и счетчик, последовательно соединенные вторые формирователь, ключ и счетчик, триггер, выход которого подключен к втврым входам ключей и элемент совпадения, входами соединенный с выходами формирователей, отличающееся тем, что, с целью повышения точности в него дополнительно введены два триггера, первая линия задержки и последовательно соединенные вторая линия задержки,третий и четвертый ключи, причем выход второй линии задержки через первую линию задержки

и первый дополнительный триггер подключей ко второму входу третьего ключа, инверсный выход первого дополнительного триггера через второй

дополнительный триггер соединен с

вторым входом четвертого ключа, выход которого подключен к входу триггера и к второму входу второго дополнительного триггера, выход элемента совпадения соединен с вторым входом первого дополнительного триггера.

а выход первого формирователя подключен к входу второй линии задержки,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 360167, кл. В 23 В 51/02, 197П.

Фие.