Автоматический следящий делитель периодов следования импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K23/00 

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в автоматических устройствах, в устройствах обработки информации, например, для деления периода следования масштабных импульсов, угловых отметок и т. д. Известен делитель периода, построенный на базе триггера, генератора опорной частоты, делителя на заданный коэффициент деления, счетчика числа масштабных единиц опорного генератора , запоминающего регистра и сравнивающего устройства О. Однако известное устройство характеризуется недостаточно высокой точностью деления периода. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является делитель периода следования импульсов, содержащий опорный генератор, триггер строба, сумматор, а также два канала деления, каждый из которых содержит последовательно соединенные первый элемент И, управляемый делитель, первый счетчик импульсов, первый регистр, следящий делитель, выход которого подключен к соответствующему входу сумматора, в каждом канале деления первый вход первого элемента И соединен с выходом опорного генератора, а второй вход - с соответствующим выходом триггера строба и управляющим входом первого регистра другого канала 2j. Недостатком известного устройства является низкая точность деления периода, связанная с тем, что остаток, остающийся в следящем делителе, в дальнейшем не учитывается, вследствие чего импульсы на выходе устройства формируются с опережением своего точного положения. Это опережение возрастает с номером импульса. Цель изобретения - повышение точности деления периода следования импульсов. Поставленная цель достигается тем что в автоматический делитель периодов следования импульсов, содержащий опорный генератор, триггер строба, су матор, а также два канала деления, каждый из которых содержит последовательно соединенные первый элемент И, управляемый делитель, первый сметчик импульсов, первый регистр, следящий делитель, выход которого подключен к соответствующему входу сумматора, в каждом канале деления первый вход пер вого элемента И соединен с выходом опорного генератора, а второй вход с соответствующим выходом триггера строба и управляющим входом первого регистра другого канала, введены в каждый канал второй регистр, второй, третий и четвертый элементы И, второй и третий счетчики импульсов, триггер и элемент задержки, выход которого подключен к управляющему входу первого счетчика импульсов, а вход - к управляющим входам первого регистра и втррого регистра, информационные входы которого подключены к выходам управляемого делителя, а выходы - к информационным входам второго счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом следяще-го делителя, а выход - с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых подключены к выходу опорного генератора и к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего счетчика импульсов, а выход - с управляющим входом следящего делителя при этом выход третьего элемента И подключен ко входу третьего счетчика, информационные выходы которого соединены с управляющими входами управляемого делителя. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства, Устройство содержит два канала деления 1 и 2, каждый из которых COCTO-I ит из первого сметчика 3, первого ре- 50

гистра , следящего делителя 5, второго регистра 6, второго счетчика 7, третьего сметмика 8, триггера 9, первого, второго, третьего и четвертого элементов И 10-13, элемента 1 задерж-55 ки и управляемого делителя 15, опорный генератор 16, триггер 17 строба, сумматор 18.

периода.

Как только делитель 5 отсчитает в режиме обратного смета К импульсов генератора 16, он полностью очищается и на его выходе появляется импульс. Этот (и каждый последующий) импульс вновь переписывает кодовую комбинацию числа Устройство работает следующим образом. Импульсный сигнал, период следования которого должен быть поделен, поступает на триггер 17 строба. Сигналом с его выхода поочередно открываются элементы 10 в каждом канале. Пусть с первым импульсом открывается элемент 10 первого канала и импульсы опорного генератора 16 с частотой следования fg поступают на делитель 15 с заданным коэффициентом деления п. С выхода делителя 15 импульсы с частотой следования f /п заполняют сметчик 3- Заполнение сметмика 3 продолжается до прихода следующего входного импульса. Время между первым и вторым входными импульсами, равное делимому периоду, является временем замера. При этом сметчик 3 отсчитывает К Т&х период сигнала импульсов генератора), а в управляемом делителе остается остаток . TBX-K ,.- Т равно М -числу импульсов генератора 16 в делимом периоде. С приходом второго входного импульса триггер 17 строба переходит во второе устойчивое состояние, элемент 10 закрывается, импульс со второго выхода триггера 17 строба поступает на управляющие входы регистра k, регистра 6 и .мерез элемент k на управляющий вход сметмика 3При этом кодовые комбинации, соответствующие мислам К и I, первое из которых отсмитывается сметмиком 3, а второе остается в делителе 15 фиксируется в регистре k и регистре 6 соответственно. Сметмик 3 с некоторой задержкой, определяемой элементом , сбрасывается в нуль. С приходом второго входного импульса заканчивается время замера и начинается время отработки, т. е. деления замеренного периода. Импульсы с генератора 16 мерез открытый элемент 13 родолжают поступать на вымитающий вход делителя 5 на информационных входах которого записано число К, равое числу импульсов генератора 16, приходящихся на п-ую часть делимого К из регистра 4 на информационные вхо ды делителя 5. Учет остатка происходит следующим образом. Первый импульс на выхода делителя 5 вызывает срабатывание триггера 9 который открывает элементы 11 и 12, пропускающие импульсы генератора 16 на вход счетчика 7 и на вход счетчика 8, в который из управляемого делителя 15 поступает код числа п. Как только счетчик 7 в режиме обратного счета отсчитает количество им пульсов генератора 1б, равное остатку t, он полностью очищается и на, его выходе появляется импульс, который вновь перепишет кодовую комбинацию ос татка 1 из регистра 6 и переключит триггер 9 в другое устойчивое состояние. При этом сигнал с выхода триггера 9 закрывает элементы 11 и 12 и в счетчике 8 записывается первая порция остатка 1, . Очередной импульс на выходе делителя 5 вновь переключает триггер 9Импульсы генератора 16 снова поступают на входы счетчика 7 и счетчика 8 через элементы 11 и 12. Процесс повто ряется, и в счетчике 8 записывается следующая порция остатка . Так будет повторяться m циклов до тех пор, пока произведение т- не станет равным п. В Момент времени, когда произведение т-Е станет равным п, на выходе счетчи ка 8 появится импульс, который закроет элемент 13 на время прохождения одного импульса генератора 16, равное 1/fp . Это равносильно тому, что импульс на выходе следящего делителя 5 появится с задержкой на время 1/f, равное времени прохождения одного импульса при условии, что следящий дели тель 5 отсчитывает всегда одно и то же количество импульсов опорного генератора 16, равное К. Если произведение , то в момент когда счетчик 8 отсчитает число импульсов, равное п, на его выходе появится импульс, закрывающий элемент 13 на время, равное 1/, а оставшийся в этом цикле счета остаток (т- t)-n запишется в счетчике 8 и учтется в дальнейшем. В следующем цикле накопление в счетчике 8 начнется с этого нового остатка. К концу периода отработки (равного Тп) счетчик 8 освободится полностью. На выходе следящего делителя 5 образуются выходные импульсы, расположенные не эквидистантно. Расстояние между импульсами в выходной импульсной последовательности имеют значения и n+--f о 1о Следующий, третий входной импульс вновь меняет состояние триггера строСа 17, элемент 10 открывается и вновь начинается замер периода. В то же время элемент 10 другого канала закрывается и другой канал производит отработку (деление) периода входного сиг нала. Далее процесс повторяется. В запоминающем устройстве регистра и регистра 6 остатка, а следовательно, и S следящем делителе 5 и счетчике 7 сохраняется код чисел, записанных во время предыдущего периода замера. К концу каждого периода замера код чисел, записанных в предыдущем периоде, меняется, если изменилась длительность периода Т входного импульсного сигнала. При этом в регистре k и регистре 6 записывается код новых чисел. Один канал замеряет и отрабатывает нечетные, а другой канал четные периоды входной импульсной последовательности. Выходная импульсная последователь- ность формируется на выходе сумматора 18. Введение новых блоков в каждый канал: второго регистра, второго счетчика, третьего счетчика, триггера, трех элементов И позволяет распределить остаток импульсов между интервалами , на которые поде.лен период входного импульсного сигнала, и тем самым повысить точность деления. Задавая соответствующую частоту генератора, можно получить разбиение входной импульсной последовательности с наперед заданной точностью. Повышение точности деления приводит к повышению качества аппаратуры, в которой будет использовано изобретение. Формула изобретения Автоматический следящий делитель периодов следования импульсов, содер жащий опорный генератор, триггер строба, сумматор, а также два канала деления, каждый из которых содержит последовательно соединенные первый элемент И, управляемый делитель, первый счетчик импульсов, первый регистр. следящий делитель, выход которого подключен к соответствующему входу сумматора, а каждом канале деления первый вход первого элемента И соединен с выходом опорного генератора, а второй вход - с соответствующим выходом триггера строба -и управляющим входом первого регистра другого канала, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности деления, в каждыйканал введены второй регистр, второй, третий и четвертый элементы И, второй и третий счетчики импульсов, триггер и элемент задержки, выход которого подключен к управляющему входу первого счетчика импульсов, а вход - к управляющим входам первого регистра и, второго регистра, информационные входы которого подключены к выходам управляемого делителя, а выходы - к информационным входам второго счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выходс первым входом триггера, вТорой вход которого соединен с выходом следящего делителя, а выход - с первыми входами второго иТретьего элементов И, вторые входы которых подключены к выходу опорного генератора и к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего счетчика импульсов, а выход - с управляющим входом следящего делителя, при этом выход третьего элемента И подключен ко входу третьего счетчика, информационные выходы которого соединены с управляющими входами управляемого делителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторс сое свидетельство СССР 1 , кл. Н 03 К 23/00, 25-05.79. 2. Авторское свидетельство СССР № 255988, кл. Н 03 К 23/00, Ot.11.69.