Устройство цифрового измерения частоты следования импульсов Советский патент 1982 года по МПК G01R23/02 

(S) УСТРОЙСТВО ЦИФРОВОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

I

Изобретение относится к радиоизмерениям.

Известно устройство цифрового измерения частоты следования импульсов, содержащее преобразователь,квадратурный генератор, задающий генератор сигналов дискретизации, блок вычисления дискретного преобразования Фурье, квадратор, интерполятор, блок обнаружения, блок памяти, блоки сочетаний, блок оптимального разрешения 1.

Недостатком этого устройства является его сложность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее формирователь импульсов, соединенный со входной шиной, временной селектор, вход управления которого связан с формирователем эталонного временного интервала, счетчик с индикатором, причем вход счетчика соединен с выходом временного селектора -.

Однако известное устройство не обладает достаточным быстродействием.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее формирователь входных импульсов, вход которого соединен с входной шиной, а выход подключен к первому входу временного селектора, второй вход которого соединен с выходом формирователя временных интервалов, и счетчик с индикатором, введены управляемый умножитель частоты, преобразователь период-код и формирователь сигналов управления, первый вход которого соединен с выходом формирователя эходных импульсов, второй вход соединен с первым входом преобразователя периодкод, выходом временного селектора и информационным входом управляемого умножителя частоты, выходу которого подключен к входу счетчика с индикатором, а вход управления соединен с первым выходом формирователя сигналов управления, второй выход которого подключен ко вторйму входу преобразователя период-код, выходы кото рого соединены с остальными входами формирователя сигналов управления, причем входы формирователя времен.ных интервалов соединены соответственно с остальными выходами формирователя сигналов управления. На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит формирователь 1 входных импульсов, временной селектор 2, управляемый умножитель частоты, счетчик 4 с индикатором, преобразователь 5 период-код, формирователь 6 временных интервалов, формирователь 7 сигналов управления Измеряемый сигнал подан на входную шину 8. Формирователь 6 временных интервалов состоит из триггера 9, счетчика 10 и элемента И 11, а формирователь 7 сигналов управления содержит генератор 12 эталонного интервала, блок 13 элементов И, блоки 1 и 15 вентилей, блок 16 установки кода, параллельный сумматор 17, формирователь 18, элементы И 19, 20,триггеры 21 и 22, элемент 23 задержки и элемент ИЛИ 2. Принцип работы устройства заключ ется в следующем. В исходном состоянии счетчик обнулен, селектор 2 закрыт, преобразо ватель 5 готов к измерению кода(дли тельности) периода. Измеряемый сигнал подается на вход формирователя с выхода которого на селектор 2 и формирователь 7 поступают короткие импульсы с частотой F. Формирователь 7 начинает процесс измерения с соответствующего сигнала запуска, который может вырабатываться либо в самом формирователе 7, либо поступа на него извне. После прихода сигнала запуска пе вый же импульс с выхода формировате 1 поступает на формирователь 7, нач нает работу формирователь 6 на время 0,1 Tj, опрокидывающего селектор 2. В это же время с формирователя 7 на умножитель поступает сигнал, в результате которого умножитель осуществляет умножение входных импульсов на 10. Кроме того, с формирователя 7 на преобразователь период-код поступают импульсы эталонного периода (например в 1 мкс) и он вырабатывает код периода за интервалом между первым импульсом, поступающим на его второй вход с выхода селектора 2. Полученный код немедленно передается в формирователь 7, где умно хается на 10 и на количество импульсов N, поступивших на вход форирователя 7 с выхода селектора 2,, то же число N-, импульсов с выхода селектора 2, пройдя через умножитель 3, записывает в счетчик число 10 - N. По окончании первого временного измерительного интервала формирователь 7 вырабатывает на своих выходах соответствующую длительность второго временного интервала, переает этот код на формирователь 6 временных интервалов, меняя коэффициент умножения с 10 на 1. После этого момента приходящий ближайший импульс с выхода формирователя 1 подается на формирователь 6 временных интервалов, начиная формирование второго временного интервала. Временной . селектор 2 открывается на время этого вторичного временного интервала и пропускает на свой выход, а затем и через умножитель 3 на вход счетчика количество импульсов, соответствующих последней значащей цифре результата измерения частоты. Для подготовки формирователей 6 и 7 к исходному положению служит сигнал запуска, под действием которого триггер 22 устанавливается в нулевое положение, при котором сигнал на его выходе отсутствует,блок 1А открывается, в результате чего с блока 16 через блок 1 и блок 13 на установочные входы счетчика ТО поступает начальный код, обеспечивающий в счетчике 10 коэффициент пересчета, равный отношению N 1. , где Т период следования сигналов генератора 12. Другими, словами, счетчик 10 под воздействием сигнала ставится в такое положение, что после поступления на его счетный вход Ng импульсов, на выходе счетчика появится сигнал И, наконец, сигнал запуска обнуляет регистр (не показан) сумматора 17 и через элемент 2Ц поступает на единичный вход триггера 21 и переводит его в единичное состояние, открывая элемент 19. Первый we импульс с формирователя 18 (соответствующий концу импульса формирователя 1) проходит через элемент 19, во-первых, возвращает триггер 21 в нулевое состояние, при котором закрыт элемент 19, во-вторых, поступа ет на счетный вход триггера 22, пер водя его в единичное состояние, открывая тем самым элемент 20 и подавая на управляющий вход умножителя сигнал установки коэффициента умножения, равного 10, в-третьих, сигнал с выхода элемента 19 поступает на единичный вход триггера 9, приво дит его в единичное состояние, открывая временной селектор для импульсов формирователя 1 и элемент 11 для импульсов генератора 12. Сче чик 10 начинает заполняться, с выхода временного селектора начинают поступать импульсы измеряемой часто ты. К моменту прихода в сумматор 17 первого импульса с временного селек тора на кодовых выходах преобразователя 5 период-код уже будет код числа TX, поэтому каждым импульсом с временного селектора этот код будет суммироваться с тем, что к его приходу будет в сумматоре. Естественно, что после поступления послед . него из счетных импульсов , с выхода временного селектора в сумма торе 17 будет записан код произведе ния кода Т на число Ncvt импульсов с выхода временного селектора. Между поступлением на выход временного селектора импульса с номером поступлением на его вход следующего импульса с формирователя 1 счетчик 10 переполняется и на его выходе появляется сигнал, поступающий на нулевой вход триггера 9, переводящий его .в нулевое состояние и запирающий временной селектор и элемент 11. I Кроме того, выходной сигнал счет. чика 10 проходит через элемент 20 и после задержки в элементе 23 поступает на управляющий вход блока 15 и на единичный вход триггера 21. Блок 15 открывается и код из сумматора 17 через элементы 15 и 13 поступает на счетчик 10. Если результат суммирования записывается в сумматор в самодополняющемся двоично-десятичном коде, то в результате перезаписи кода в счетчике 10 оказывается записанным дополнительный код числа, рав ного разности между кодом интервала Тц и кодом интервала 10-VNC4, б6 . т.е. формирователь временных интервалов готов сформировать на своем выходе импульс длительностью Tf,. Поступление сигнала на единичный вход триггера 21 приводит к его переходу в единичное состояние, отпиранию элемента 19, пропусканию ближайшего импульса с формирователя 18, перебросу триггера 21, запиранию элемента 19, переводу триггера 22 в нулевое состояние (чем обеспечиваетг ся коэффициент умножения умножителя, равный 1), перебросу триггера 9 в , единичное состояние, т.е. обеспечению формирования временного интерТ д. За время этого интервала вала производится подсчет числа единиц ре-, зультата измерения. По окончании этого интервала на выходе счетчика 10. появляется сигнал, поступающий на нулевой вход триггера 9 и на вход элемента 20. Триггер 9 переходит в нулевое состояние, запирая временной селектор и элемент 1Г. Элемент 20 к моменту прихода этого импульса оказывается запертым, так что на этом формирователи 6 и 7 прекращают свою работу. Формула изобретения Устройство цифрового измерения частоты следования импульсов, содержащее .форм 1рователь входных импульсов, вход которого соединен с входной шиной, а выход подключен к первому входу временного селектора, второй вход которого соединен с выходом формирователя временных интервалов, и счетчик с индикатором, о т л и чающее с. я тем, что, с целью, повышения быctpoдeйcтвия в него введены управляемый умножитель частоты, преобразователь период-код и формирователь сигналов управления, первый вход которого соединен с выходом формирователя входных импульсов, второй вход соединен с первым входом преобразователя период-код, выходом временного селектора и информационным входом управляемого умножителя частоты, выход которого подключён к входу счетчика с индикатором, а вход управления соединен с первым выходом формирователя сигналов управления, второй выход которого подключен к ВТО рому входу преобразователя период1код, выходы которого соединены с ос тальными входами формирователя сигналов управления, приче 1 входы формирователя временных интервалов сое динены соответственно с остальными выходами формирователя сигналов управления. 6 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ff , кло G 01 R 23/00, 28.11.77. 2. Мирский . Радиоэлектронные измерения. М., Энергия, 1975, с. 200о