Устройство для расширения интервалов времени Советский патент 1982 года по МПК H03K5/04 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных измерительных устройствах, в частности в устройства}4 для измерения частоты.

В прямоотсчетных цифровых частотомерах измерительное устройство воспроизводит функцию, обратно пропорциональную периоду измеряемой частоты, путем подачи на вход счетчика за интервал времени, равный отклонению периода измеряемой частоты от периода, соответствующего наибольше му значению измеряемой частоты, импульсов, частота которых изменяется во времени обратно пропорционально квадрату времени, отсчитываемому от начала периода контролируемой частоты. Точность формирования числа, пропорционального измеряемой частоте,зависит от значения- опорной частоты и от величины формируемого интервала времени, за который производится воспроизведение требуемой функции. Значение опорной частоты ограничено быстродействием ис пользуемых элементов. Одним из путей повышения точности является расширение интервалов времени.

Известно устройство для расширения интервалов времени, содержащее реверсивныи счетчик, один из входов которого через первый элемент И соединен с генератором импульсов и с входной щиной устройства, а другой вход счетчика подключен к выходу элемента задержки, вход которого соединен с выходом второго эле.мента И, входы которого подключены к выходу триггера и к выходу делителя частоты, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, один из входов триггера соединен со счетчиком, а второй вход триггера - с входной щиной устройства 1.

Однако известное устройство обеспечивает формирование интервала времени, величина которых может быть только в целое число раз больще длительности входных импульсов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для расширения интервалов времени, содержащее первый счетчик импульсов, счетный вход которого через элемент И соединен с входной щиной устройства для расширения интервалов времени и с первым источником импульсов, второй счетчик, счетный вход которого через другой элемент И соединен с другим источником импульсов и дополнительно через последовательно соедипениые триггер управления и формирователь одиночных импульсов с входной шиной устройства, а также блок сравнения кодов, иодключенный к выходам нервого счетчика и к выходам ключевого блока, соединенного с выходами второго счетчика, вторые входы триггера унравления и счетчиков подключены к выходу блока сравнения кодов, а вход ключевого блока соединен с с выходной шиной устройства для расширения интервалов времени 2. Это устройство обеспечивает формирование интервалов времени, длительность которых в К раз больше длительности и входных импульсов, где К может содержать целую и дробную части. Однако это устройство имеет недостаточную точность. Цель изобретения - повышение точности формирования интервалов времени. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для pacJJИpeния интервалов времени, содержаш,ее генератор импульсов, выход которого соединен с первыми входами нервого и второго элементов И, третий эле.мент И, триггер, первый вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и входной шиной, два счетчика и блок сравнения, первый входы которого подключены к выходам первого счетчика, введены два делителя и элемент НЕ, через который входная шина соединена с первым входом третьего элемента И, второй вход и выход которого подключены соответственно к выходу блока сравнения и второму входу триггера, прямой выход которого соединен с вторы.1 входом второго элемента И и выходной шиной, а инверсный выход триггера подключен ко входам сброса счетчиков и делителей, при этом выходы первого и второго элементов И через делители соединены со счетными входами соответственно нервого и второго счетчиков, а выходы последнего подключены ко вторым содам блока сравнения. На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство для расширения интервалов времени содержит первый счетчик 1, блок 2 сравнения, второй счетчик 3, первый делитель 4, триггер 5, второй .делитель 6, генератор 7 импульсов, первый, второй и третий элемепты И 8-10, элемент НЕ 11, входную шину 12 и выходную шину 13. Устройство работает следуюш,им образом. До прихода очередного входного импульса делители 4 и 6 и счетчики 1 и 3 удерживаются сигналом с выхода триггера 5 в исходном состоянии. С приходом входного и.мпульса триггер 5 устанавливается в единичное состояние, снимая сигнал с входов установки в исходное состояние делителей 4, 6 и счетчиков 1, 3, и открываются элементы И 8 и 9. Импульсы генератора 7 с этого момента поступают на входы делителей 4, бис пониженными частотами на входы счетчиков 1, 3. После прекраш,ения входного импульса элемент И 8 закрывается и поступление импульсов на входы делителя 4 и счетчика 1 прекращается. Поступление импульсов на входы делителя 6 и счетчика 3 продолжается. В момент времени, когда в счетчике 3 зафиксирован код, равный коду в счетчике 1, на выходе блока 2 сравнения кодов появляется импульс, который поступает на один из входов элемента И 10. В это вре.мя по другому входу э.1емент И 10 открыт, так как он соединен с входной шиной устройства через элемент НЕ, а входной импульс отсутствует. Это приводит к установке триггера 5 в нулевое состояние и подаче сигнала на входы сброса делителей 4, 6 и счетчиков 1, 3. Сигнал на выходную шину 13 устройства подается при единично./ состоянии триггера 5. Время действия этого сигнала онределяется выражением Tj-N,, где Т,То-Кз - период следования импульсов на входе второго счетчика; число, фиксируемое в первом счетчике; - период частоты генератора импульсов; Tj - длительность импульса на входной шине устройства для расширения интервалов времени;, коэффициент деления частоты соответственно первого и второго делителей частоты. Следовательно, длительность формируемых интервалов времени т .т вых- к. Изменяя коэффициенты деления делителей 4 и 6, можно устанавливать требуемую степень расширения интервалов времени. Погрешность формирования интервалов времени данного устройства оценивается следуюш,им образом. За время действия импульса, поступившего на вход устройства для расширения интервалов времени, на вход первого делителя частоты поступает количество импульсов от генератора, определяемое выражеЗа это время на вход первого счетчика поступает количество импульсов NI, определяемое целой частью значения N .bi + i-i-m N, )N,+ 8 где m - число, записываемое в дел тоты при установке его в исходно ние; S,NI -дробная часть числа N| Так как наибольшее значение части числа N. - ± 11-т а к N „ -Длительность выходного импуль Твы. То-КгЫ,± т,. Представив (1) и (2), получим Тнь, f:-VH - 7t- ± -V а погрешность формирования ин времени АТвых ( + Принимая , г , получим равенство по абсолютном нию наибольших положительной и тельной погрешностей : .T, Так как Т Т, Kj, AT вык.тах Для обеспечения точной установки требуемой степени расширения интервалов времени необходимо, чтобы. -4- « I и - «1 к,К Следовательно )1., г Таким образом, данное устройство обеспечивает повышение точности формирования интервалов времени в 4 раза. Формула изобретения Устройство для расширения интервалов времени, содержашее генератор импульсов, выход -которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, третий элемент И, триггер, первый вход которого соединен со вторым входом первого элемента И и входной шиной, два счетчика и блок сравнения, первые входы которого подключены к выходам первого счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два делителя и элемент НЕ, через который входная шина соединена с первым входом третьего элемента И, второй вход и выход которого подключены соответственно к выходу блока сравнения и второму входу триггера, прямой выход которого соединен со вторым входом второго элемента И и выходной шиной, а инверсный выход триггера подключен ко входам сброса счетчиков и делителей, при этом выходы первого и второго элементов И через делителя соединены со счетными входами соответственно первого и второго счетчиков а выходы второго счетчика подключены ко вторым входам блока сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 566332, кл. Н 03 К 5/04, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 549883, кл. Н 02 К 5/04, 1975.