Устройство для измерения отношения частот Советский патент 1981 года по МПК G01R23/00 

1

изобретение относится к измерительной и импульсной технике и может быть использовано в специальных контрольно-измерительных приборах, предназначенных для проверки систем с активным ответом.

Известно устройство, содержащее интегрирующую цепь с пороговым устройством и индикатор Til .

Недостатком известного устройства является то, что вследствие невысокой точности устройство выполняет функции только допускового контроля и не может быть использовано для целей измерения фактического значения ответности.

Наиболее близким по технической сущности -К изобретению является устройство для измерения отношения содержащее переключатель, триггер, на один вход которого подаются запросные сигналы, а на другой - отвеные, а также последовательно соединенные блок калибровки и измерителный прибор 2.

Однако данное устройство характеризуется тем, что даже при постулении ответных сигналов на каждый из запросных (т.е. при ответности 100%) вели ина тока содержит пераманную составляющую - 100 МкА, которая вносит дополнительную ошибку в измерение, что значительно ск --жает точность )-;змерения ..

Цель изобретения - повышение точности измерения отношения средней частоты сигналов к частоте запросных сигналов.

Эта цель достигается тем, что в

0 устройство J содержащее переключатель и последовательно соединенные блок калибровки, измер;тельный прибор и основной Р5-трИ1 -.р, введены два допо.пнительных RS -триггера, два

5 элемента ИЛИ и последовательно соединенные автогенератор, элемент И,блок деленияJблок формирования, инвертор и элемент И-НЕ, выход которо-го подключен к первом входу первого

0 элемента ИЛИ, второй вход последнего соединен с первым выходом переключателя и с вторым входом элемента И, третий вход которого подключен к БЫ-ходу первого дополнительного PS-триг5гера, первый вход последнего соединен с входом второго дополнительного КЗтриггера, выход которого подключен к второму входу элемента И-НЕ- при этом второй выход перек.гпочаТеля соединен с первым входом второго элемента

ИЛИj второй вход которого подключен к выходу блока деления, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены с входами основного RS-триггера, а второй вход первого дополнительного RS-триггера подключен к входу инвертора.

На чертеже приведена структурная схема устройства измерения отношения частот.

Устройство содержит автогенераTcip 1, элемент 2 И блок 3 деления RS-триггеры 4 и 5, блок 6 формирования, элементы 7 и 8 ИЛИ, инвертор 9f элемент 10 И-НЕ, RS-триггер 11, переключатель 12, измерительный прибор 13, блок 14 калибровки,, шину 1-1 управления,- шину 16 поступления запросных сигналов и шину 17 поступления ответных сигналов,.

Устройство работает следующим образом.

Устройство имеет три режима работы (Калибровка 0% Калибровка 100%, Измерение).

В режиме Калибровка 0% (левое положение переключателя 12) управляющий потенциал с шины 15 управления через переключатель 12 постоянно поступает на вход элемента 2 И/ запрещая прохождение через него импульсов с автогенератора 1, Управляющие сигналы на .входах элемента 7 ИЛИ и S входе RS-триггера 4 отсутствуют. Тот же управляющий потенциал с переключателя 12 постоянно поступает на вход элемента, 8 ИЛИ,, с его выхода - на R. вход RS-триггера 4,устанавливая на левом плече RS-триггера 4 нулевой потенциал. Такое состояние RS-триггера, 4, как показано ниже, соответствует полному отсутствию ответных сигнало (т.е.. ответности 0%), Стрелка измерительного прибора 13 находится при этом в непосредственной близости от нулевой отметки шкалы прибора, Точная установка стрелки на нулевую отметку производится вращением потенциометра блока 14 калибровки, чем достигается полное равенство потенциалов на клеммах измерительного прибора 13.

В режиме Калибровка 100% ( положение переключателя 12) упр .ляющий потенциал с шины 15 управлен через переключатель 12 постоянно поступает на вход элемента 7 ИЛИ.а с его выхода - на S вход RS-триггер 4, устанавливая на левом плече RSтриггера 4 единичный потенциал. Т.акое состояние RS-триггера 4 соответствует посту.плению ответных сигнлов на каждый запросный сигнал без исключения (т.е. ответности 100%).. Стрелка измерительного прибора 13 н.аходится ггри этом в непосредственкой близости от крайней правой отметки шка.пы прибора. Точная установк.а стрелки на крайнюю правую отметк шка.лы производится вращен11ем потенциометра блока 14 калибровки. Работа в этом режиме остальной части схемы устройства не рассматривается, так как она не оказывает влияния на процесс калибровки , Действительно, периодическое поступление управляюш-его сигнала с выхода блока 3 деления не меняет состояния элемента 7 ИЛИ и RS-триггера 4 а периодическое поступление управляющего сигнала с выхода элемента 10 И-НЕ вызывет изменение потенциала только на правом плече RS-триггера .4. Здесь на время действия управляющего сигнала образуется единичный потенциал в то время как на левом п.лече единичный потенциал держится непрерывно благодаря постоянному присутствию на S входе управляющего потенциала с шины 15 управления.

В режиме Измерение (правое положение переключателя) запросный сигнал, проходящий по шине 16 поступления запросных сигналов, устанавливает RS-триггер 5 и RS-триггер 11 в положение 1. Элемент 2 И оказывается открытым для прохождения импульсов автогенератора 1 на вход блока 3 деления. Коэффициент деления п блока 3 деления выбирается так, чтобы выходной импульс блока 3 деления появлялся заведомо позже последнего импульса ответного с,кгнала. Выходной импульс блока 3 деления поступает на вход элемента 7 ИЛИ, а с его выхода - на S вход RS-триггера 4, подтверждая нахождение его в положении 1 или устанавливая его в это положение. По спаду выходного импульса блока 3 деления в блоке 6 формироваЕ1ия формируется сигнал, который поступает на инвертор 9 и устанавливает RS-триггер 5 в положение О, закрывая элемент 2 И для прохождения импульсов автогенератора 1.

Прохождение,импульса с инвертора 9 через элемент 10 И-НЕ зависит от состояния, RS-триггера 11. Если на переданный запросный сигнал по шине 17 поступления ответных сигналов поступает ответный сигнал,, который устанавливает RS-триггер 11 в положение О,- то к элементу поступления импульса с инвертора 3 элемент 10 ИНЕ окажется закрытым для его прохоиодения и состояние RS-триггера 4 не изменяется,

Если на переданный запросный сигнал ответный сигнал не поступает, то RS-триггер 11 остается в положении а выходной икшульс инвертора 9 прохо,дит через элементы 10 и 8 и устанавливается RS-триггер 4 в полол ение О.

Таким образом, ЯЗ-трип-ер 4 постоянно находится в положении 1 при поступлении ответных сигналов на каждый из запросных и переходит в положение О на время f -C при каждом пропадавши ответного сигна где fj -длительность выходного импульса блока 3 деления. Среднее значение тока, протека щего через измерительный прибор 1 может быть представлено в виде )-|---100tAV A , (1 В выражении (1) первое слагаемое о ределяет среднее значение тока чер микроамперметр при полном отсутствии ответных сигналов. Протекани этого тока обусловлено периодической установкой RS-триггера 4 в пол жение О на время ty . Второе слагаемое характеризует увеличение среднего значения тока за счет появления ответных сигнало Выражение (l) может быть запис в виде -1 Р / где f v- частота запросных си налов) F - частота ответных сиг лов; t,, - время задержки между первыми импульсами за росных и ответных код из которого видно, что среднее зна чение тока не находится в пропорци ональной зависимости от отношения F f а содержит некоторую ошибку. (-1-РТ). . Ошибка будет максимальной при и равна -bL юо глк/Ч. mdx простоты рассмотрения принципа действия и оценки погрешности измерения выражения (l) и (2) п ведены для устройства, в котором работа автогенератора и поступление запросных сигналов синхронизированы . Для случая несинхронной работы ошибка определяется выражением, несколько отличным от выражения (З), но значение максимальной ошибки при этом не меняется и определяется как и в случае синхронной работы выражением (4} . При частоте автогенератора ген 1 МГц, Ти 0,5 МКС, Тгп1Г1 250 мкс mqx--- gQ мкА 0,2 мкА, что составляет 0,2% в измерении значения ответности. Таким образом, в предлагаемом устройстве значительно повышена точность измерения, а следовательно, достоверность результата. изобретения Устройство для измерения отношения частот,содержащее переключатель и последовательно соединенные блок калибровки, измерительный прибор и основной RS-триггер, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения- в него введены для дополнительных Rj-триггера,два элемента ИЛИ и последовательно соединенные автогенератор, элемент И, блок деления, блок фс рмирования, инвертор и элемент И-НЕ, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход последнего соединен с первым входом переключателя и с вторым входом элемента И, третий вход которого подключен к выходу первого дополнительного RS-триггера, первый вход последнего соединен с входом второго дополнительного RS-тpиггepa| выход которого подключен к втором входу элемента И-НЕ, при этом второй выход переключателя соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу блока делений, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены с входами основного RS-триггера, а второй вход первого дополнительного RS-триггера подключен к входу инверИсточники информации, ринятые во BHHMatt-ie при экспертизе 1.Прибор КАСО-У.- Техническое писание и инструкция по эксплуатаии 2. 075.008 ТО, разделы 4-5, 976. 2.Техническое .описание исп 015020, 1976.