Устройство для контроля параметров импульсных сигналов Советский патент 1982 года по МПК G01R29/02 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для параметрического контроля импульсных последовательностей. Известен цифровой измеритель скваж ности импульсных последовательностей содержащий формирователь, генератор импульсов, селекторы, делитель частоты, триггер и счетные декады l . Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью контроля частоты и длительности импульсов. Наиболее близким к предлагаемому является электронно-счетный частотомер, содержащий первый и второй формирователи, счетчики, дешифраторы, элементы И, регистры, индикаторы, вентили и триггеры 2. Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обус ловленное невозможностью параллельно го во времени контроля длительности, периода, скважности и частоты импульсов. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля параметров импульсных сигналов, содержащем последовательно соединенные первые вентили, регистр и индикатор, последовательно соединенные вторые вентили, регистр и индикатор, последовательно соединенные третьи вентили регистр и индикатор, первый форми&ователь, соединенный входом с первым входом устройства, второй формирователь, первый и второй триггеры, соединенные первыми входами с вторым входом устройства, генератор импульсов,- первый, ,второй, третий и четвертый элементы И, первый, второй и третий дешифраторы, первый, второй и третий сметчики, соединенные первы- ми входами со вторым входом устройства выход первого формирователя соединен с первыми входами,первого и второго элементов И и через второй формирователь - с первыми входами третьего элемента И и первого триггера, выход которого соединен со вторыми входами первого, второго и четвертого элементов И, генератор импульсов соединен выходом с третьим входом второго и с первым входом четвертого элементов И, выход первого элемента И соединен со вторым входом первого счетчика, соединенного первыми выходами с входами первого дешифратора, вторыми выходами - с первыми вхо дами первых вентилей, выход второго элемента И соединен со вторым входом второго счетчика, соединенного первыми выходами со входами второго дешифратора, вторыми выходами - с первыми входами вторых вентилей, выход четвертого элемента И соединен со втрым входом третьего счетчика, соединенного первыми выходами с первыми входами третьих и четвертых вентелей вторыми выходами - со входами третьего дешифратора, выход которого подключен к вторым входам первых вентилей, выход первого дешифратора соеди нен со вторым входом второго триггера, соединенного выходом со вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с третьим входом вто рого триггера и с вторыми входами вторых и третьих вентилей, вторые входы четвертых вентилей соединены с выходом BTCHiJoro дешифратора.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит первый формирователь 1, первый 2 и второй 3 элементы И, второй формирователь , третий элемент И 5, первый триггер 6, третий элемент И 7, генератор 8 импульсов, первый 9, второй 10 и третий 11 счетчики, первый дешифратор 12 первые йентили 13, первый регистр k, первый индикатор 15. второй триггер 16, второй дешифратор 17, вторые вентили 18, второй регистр 19, второй индикатор 20, третий дешифратор 21, третьи вентили 22, четвертые вентили 23, третий регистр 2, третий индикатор 25, четвертые вентили 2б, четвертый индикатор 27.

Устройство контроля работает следующим образом.

В исходном состоянии генератор 8 частоты вырабатывает периодические сигналы постоянной стабильной высокой частоты Гд (периода Т l/f). На первый вход устройства поступает периодическая последовательность исследуемых импульсов, которая поступает в прямоугольные импульсы формирователем 1 и преобразуется в короткие импульсы, соответствующие отрицательному фронту импульсов формирователя 1, на выходе формирователя 4.

Сигнал по шине Сброс переводит триггеры 6 и 1б в нулевое состояние, при котором элементы И 2 и 3 7 запеты, и устанавливает счетчики, установочные входы которых соединены с шиной Сброс в исходное нулевое состояние после чего устройство готово к измерению.

Первый импульс входной исследуемой последовательности, сформированный формирователем 1, отрицательным фронтом включает формирователь k, который вырабатывает короткий импуль поступающий на единичный вход триггера 6 и переключающий его в единичное состояние. При этом высокий потенциал с выхода триггера 6 отпирает элементы И 2 и 3, 7. Через элементы И 2 и 3, 7 на счетчики 9 11 соответственно поступают следующие сигналы: на вход счетчика 9 - импульсы с формирователя 1, на вход счетчика 10 - пачки импульсов частоты f с длительностью пачки, равной длительности входных импульсов, и на вход счетчика 11 последовательность импульсов генератора 8.

л

Как только на вход счетчика 9 поступает 10 - 1 {где к - целое число) импульсов с выхода формирователя 1, срабатывает дешифратор 12 и подает сигнал на единичный вход триггера 16 который переводится в единичное состояние. Первый же импульс (т.е. ioпосле перевода триггера 6 в единичное состояние) с выхода формирователя 4 проходит через элемент И 5 на три|- нер 16, переводя триггер 16 вновь в нулевое состояние, и на управляющие входы вентилей 18 и 23. Вентили 18. и 23 открываются, и в регистры 19 и 2 поступает информация о количестве импульсов, насчитанных счетчиками 10 и 11, которая запоминается в регистрах и отображается на индикаторах 20 и 27.

Число импульсов Мд, поступивших на счетчик 10, равно

(Л

Мд(-Ьи/То)

где t - длительность одной пачки тактовых импульсов, она же - длительность исследуемых импульсов, и число импульсов в одной

пачке.

Если частота f генератора тактовых импульсов будет выбрана равной 10 в целой степени колебаний в секунду (например 1 МГц, 10 МГц, или 100 МГц то число N, индицируемое индикатором 20, соответствует длительности импульсов.

Число импульсов Nf,, поступивших счетчик 11 к моменту перезаписи кода из этого счетчика в регистр 2, равно

Nv,-ЛTx/To)o

(2) где Ту - период следования исследу емых импульсов; Т /TQ- число импульсов генератора 8, поступивших на счет чик за период Т . Число М, индицируемое индикатором 27, будет соответствовать длител ности периода исследуемого сигнала. После того, как на счетчик 10 поступит 1()(м - целое число) импульсов с генератора 8 тактовой частоты, сра батывает дешифратор кодов 17 и подает сигнал на управляющий вход вентилей 22, Число импульсов NCK, посту пившее на счетчик 11 к этому момент времени, равно NC X|TO)NU где М«- число периодов исследуемой импульсной последовательности, поступивших к моменту перезаписи кода на счетчик 9. и С другой стороны 10 импульсов, поступивших на счетчик 10 следующим образом зависят от величин t, Тр и NM,м и - Отсюда

Подставляя значения N в выражение(3) получаем

Т

M,--- lrf-Q

Cti t.

где Q - из1 «еряемая скважность импулЬсов.

Число f4j индицируемое индикатором 25, будет соответствовать значению скважности импульсов. После того, как на вход счетчика 11 поступает 10 ( целое число) импульсов непрерывной последовательности с генератора 8, срабатывает дешифратор 21 и подает сигнал на управляющие входы вентилей 13, в результате чего код Нц счетчика 9, накопившийся к этому моменту времени, записывается в регистр Н и индицируется индикатором 15. Число импульсов t входной исследуемой последовательности, поступивших на счетчик 9 к моменту перезаписи кода равно

хЮЧо,

)где fy - частота входной исследуемрй последовательности импульсов. Если частота f генератора импульсов будет выбрана с учетом требований отмеченных выше, то число N, индицируемое индикатором 15, будет соответствовать измеряемой частоте следования импульсов. в том случае, когда число к, м и С остаются неизменными, неизменным остается и положение децимальных точек в индикаторах 15, 20, 25 и 27. Если же необходимо менять точность измерения тех или иных измеряемых параметров, соответствующие дешифраторы выполняют с несколькими выходами. При этом положение децимальных точек в соответствующих индикаторах перемеща ется в зависимости от используемого выхода дешифратора. Таким образом, введение новых связей между бгюками 1-13, 17, 21 позволяет параллельно во времени контролировать несколько параметров импуль ных сигналов, что повышает быстродействие устройства. Формула изобретения Устройство для контроля параметррё импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные первые вентили, регистр и индикатор, последовательно соединенные вторые вентили регистр и индикатор, последовательно соединенные третьи вентили, регистр и индикатор, первый формирователь, соединенный входом с первым входом устройства, второй формирователь, первый и второй триггеры, соединенные первыми входами с вторым входом устройства, генератор импульсов, первый, второй третий и четвертый элементы И, первый, второй и третий дешифраторы, первый, второй и третий счетчики, соединенные первыми входами со вторым входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства выход первого формирователя соединен с первыми вхо дами первого и второго элементов И и через второй формирователь - с пер выми входами третьего элемента И и первого триггера, выход которого сое

динен со вторыми входами первого, второго и четвертого элементов И, генератор импульсов соединен выходом с третьим входом второго и с первым входом четвертого элементов И, выход первого элемента И соединен со вторым входом первого счетчика, соеди ненного первыми выходами с входами

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР fP if08229, кя. G 05 В 23/02, 197.

2,Мирский r.ffl Радиоэлектронные измерения. И., Энергия, 1975,

с. 217-22, рис. 5-2, 5-5 (прототип). 48 первого дешифратора, вторыми выходами - с первыми входами первых вентилей, выход второго элемента И соеди- . нен со вторым входом второго счетчика, соединенного первыми выходами со входами второго дешифратора, вторыми выходами - с первыми входами вторых вентилей, выход четвертого элемента И соединен со вторым входом третьего счетчика, соединенного первыми выходами с первыми выходами третьих и четвертых вентилей, вторыми выходами - со входами третьего дешифратора, выход которого подключен к вторым входам первых вентилей, выход первого дешифратора соединен со вторым входом второго триггера, соедииенного выходом со вторым входим третьего элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго триггера и с вторыми входами вторых и третьих вентилей, вторые входы четвертых вентилей соединены с выходом второго дешифратора.