Устройство для измерения отношения частот импульсных последовательностей

 

Изобретение относится к технике измерения отношения частот импульсных последовательностей. Устройство содержит ключи 1,2,4, элементы И 3, 15-20,30, триггеры 5,6-11,31, генератор 12 импульсов, элементы ИЛИ 13, 14, элемент НЕ 21, элементы 22-24 задержки , счетчики 25-27 импульсов, формирователь 28 импульсов, группу элементов И 29, состоящую из К элементов И 29.1-29.К, входы 32-34 устройства . Изобретение повышает быстродействие устройства. 1 ил. (Л 00 4 СП со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) 0 А1 (51) 4 С 01 R 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4063717/24-21 (22) 28,04.86 (46) 15.10.87, Бюл. № 38 (72) С.С.Черенщиков (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1008667, кл. G 01 R 23/02, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 550590, кл. С 01 R 23/02, 1977, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ЧАСТОТ ИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к технике измерения отношения частот импульсных последовательностей. Устройство содержит ключи 1,2,4, элементы И 3, 15-20,30, триггеры 5,6-11,31, генератор 12 импульсов, элементы ИЛИ 13, 14, элемент HE 21, элементы 22-24 задержки, счетчики 25-27 импульсов, формирователь 28 импульсов, группу элементов И 29, состоящую из К элементов И 29,1-29,К, входы 32-34 устройства. Изобретение повышает быстродействие устройства. 1 ил.

134513

Изобретение относится к технике цифрового измерения отношения частот импульсных последовательностей, Целью изобретения является повы.) шение быстродействия.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, Устройство содержит первый ключ

1, второй ключ 2, второй элемент И

3, третий ключ 4, первый триггер 5, четвертый триггер 6, третий триггер

7, второй триггер 8, пятый триггер

9 со счетным входом, шестой триггер

10, седьмой триггер 11, генератор

12 импульсов, первый элемент ИЛИ 13, второй элемент ИЛИ 14, первый эле— мент И 15, седьмой элемент И 16, третий элемент И 17, четвертый элемент

И 18, пятыи элемент И 19, шестой эле- 20

-мент И 20, элемент НЕ 21, первый элемент 22 задержки, второй элемент 23 задержки, третий элемент 24 задержки, первый счетчик 25 импульсов, второй счетчик 26 импульсов, третий счетчик 2-, 27 импульсов, формирователь 28 импульсов, группу элементов И ?9, состоящую из К элементов И 29„1-29.К, восьмои элемент И 30, восьмои триггер

31, первый 32, второй 33 и третий

34 входы устройства.

Выход второго триггера 8 соединен с первым входом третьего ключа 4, выход которого соедине с первым входом первого элемента HJIM 13, выход ко-gg торого подключен ко входу первого счетчика 25 импульсов, первые входы первого кпюча 1 и второго элемента

И 3 объединены и соединены с первьп входом 32 устройства, выход первого ад элемента И 15 соединен с гзходом вто— рого счетчика 26 импульсов, первый вход второго ключа 2 соединен со вторым зходом 33 устройства., вьгход первого триггера 5 соединен со вторым входом второго ключа 2, прямой выход седьмого триггера 11 подключен ко входу формирователя 28 импульсов, инверсный выход — ко второму входу седьмого элемента И 16, а вход — к выходу восьмого элемента И 30, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ 21, вход шестого триггера 10 подключен к выхоцу первого элемента 22 задержки, второй вход тре— тьего ключа 4 подключен к первому входу 32 устройства, счетный вход пятого триггера 9 подключен к выходу четвертого триггера 6, вход обнуле—

0 ния которого подключен к выходу третьего элемента 24 задержки, вход которого подключен к выходу первого ключа 1, второй вход которого подключен к выходу четвертого триггера

Ь, установочный вход которого подключен к выходу второго ключа 2, вход второго элемента 23 задержки подключен к выходу пятого элемента И 19, первый вход которого подключен к выходу первого ключа 1, вход обнуле— ния третьего триггера 7 подключен к выходу. первого элемента. 22 задержки, вход которого подключен к выходу второго элемента И 3, второй вход которого подключен к выходу третьего триггера 7, установо -taft вход которого подключен к выходу второго элемента 23 задержки, первый вход седьмого элемента И 16 соединен с первым входом пятого элемента Yl 19, второй вход которого подключен к инверсному выходу шестого триггера 10, прямои выход которого подключен к третьему входу седьмого элемента И 16, выход которого подключен ко второму входу первого элемента Из. И 13, выход второго элемента 23 задержки подключен к установочному входу второго триггера 8, вход обнуления которого подключен к выходу второго ключа 2, 1зьгход генератора 12 импульсов подключен к первым входам третьего 17 и четвертого 18 элементов И, вторые входы которых подключены к выходу четвертого триггера 6, входы каждого из К разрядов третьего счетчика 27 импульсогз подключены соответственно к выходам элементов И 29,1-29 K группь1 элементов И 29. вторые .входы кото— рых подключены к выходу формирователя

28 импульсов, а первые — соответст зенно к выходам каждого из К разрядов второго счетчика 26 имгульсов, 1 суммирующий вход третьегс счетчика

27 импульсов подключен к выходу третьего элемента И 17, третий вход которого подключен к прямому выходу пятого триггера 9, инверсный выход которого подключен к первому входу шестого элемента И 20„ выход которого подключен ко входу обнуления первого триггера 5, установочный вход которого подключен к третьему входу

34 устройства, каждый из К входов зторого э.пемента ИЛИ 14 подключен к соответствующему разрядному выходу третьего счетчика 27 импульсов, «зы—

13451

20

30

40

m 3 1!ТО

50

55 читающий вход которого подключен к выходу четвертого элемента И 18, третий вход которого подключен к инверсному выходу пятого триггера 9, прямой выход третьего триггера 7 подключен к первому входу первого элемента И 15, второй вход которого подключен к выходу генератора 12 импульсов, вход элемента НЕ 21 подключен к выходу второго элемента ИЛИ 14, первый вход восьмого элемента И 30 подключен к выходу восьмого триггера

31, установочный- вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ

14.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерения все триггеры устройства устанавливаются в нулевое состояние, а счетчики обнуляются.

Для нормальной работы устройства необходимо импульсы более высокой частоты F подавать на первый вход

32 устройства, Сигналом Пуск", поступающим на третий вход 34 устройства, первый триггер 5 устанавливается в единичное состояние и открывает по второму входу второй ключ 2.

Первый импульс частоты F<, следующий за первым после сигнала "Пуск" импульсом частоты Fг, проходит через первый ключ 1 и через третий элемент

24 задержки и устанавливает в нулевое состояние четвертый триггер 6.

Этот же импульс проходит через пятый элемент И 19, задерживается вторым элементом 23 задержки и устанавливает в единичное состояние третий и второй триггеры 7 и 8, которые управляют работой второго элемента

И 3 и третьего ключа 4 соответственно.

Второй триггер 8 устанавливается в нулевое состояние вторым импульсом частоты F . Следовательно, количество импульсов частоты Р, поступающих на первый вход первого элемента

ИЛИ 13 через третий ключ 4, равно числу m, полных периодов частоты Fq на интервале между первым и вторым импульсами частоты F

Вторым импульсом частоты F, поступающим с выхода второго элемента

И 3 через первый элемент 22 задержки на вход обнуления третьего триггера 7, последний устанавливается в

4 нулевое состояние. Параметры первого

22 и второго 23 элементов задержки выбираются равными, что обеспечивает длительность импульса на прямом выходе третьего триггера 7 равной периоду следования импульсов частоты

Р,, Указанный импульс поступает на первый вход первого элемента И 15, на второй вход которого поступают импульсы от генератора 12. Таким образом, второй счетчик 26 подсчитывает число импульсов m> генератора t2, поступающих за один период импульсов частоты.

Импульс с выхода первого элемента

22 задержки устанавливает шестой триггер 10 в единичное состояние, при этом сигнал с его прямого выхода открывает .по третьему входу седьмой элемент И 16, а сигнал с инверсного— закрывает по второму входу пятый элемент И 19.

Передним фронтом выходного импульса четвертого триггера 6 пятый триггер 9 со счетным входом устанавливается в единичное состояние и открывает по третьему входу третий элемент И 17 на второй вход которого подается разрешающий сигнал с выхода четвертого триггера 6, На первый вход третьего элемента И 17 поступают импульсы от генератора 12. Таким обра-! зом, число импульсов тп,, поступающих с выхода третьего элемента И 17 на суммирующий вход третьего счетчика 27, определяется интервалом времени ь t между первым импульсом частоты F> и очередным импульсом частоты F,à также периодом следования импульсов То генератора 12:

С приходом второго импульса частоты F четвертый триггер 6 вновь г устанавливается в единичное состояние, и на его выходе формируется импульс, передним фронтом которого пятый триггер 9 устанавливается в нулевое состояние, при этом по второму и третьему входам четвертый элемент

И 18 открывается, Импульсы от генератора 12, поступающие на первый вход четвертого элемента И 18,проходят на вычитающий вход третьего счетчика 27.

Число m таких импульсов определяетМ

3 ся интервалом времени Ь, между вторым импульсом частоты F и следующим г

10 l5

rn = t /Тд

При поступлении на суммирующий вход третьего счетчика 27 хотя бы од-ного импульса восьмой триггер 31 устанавливается в единичное состояние и открывает по первому входу восьмой элемент И 30, Как только число импульсов, поступивших на вычитающий вход третьего счетчика 27, становится равным числу импульсов. поступающих на суммирующий, вхоц этого же счетчика, на выходах разрядов третьего счетчика

27 импульсов присутствуют нулевые сигналы. В этот момент на выходе второго элемента ИЛИ 14 также присутствует нулевой сигнал, который инвертируется элементом НЕ 21 и через открытый восьмой элемент И 30 устанав,Д ливает в единичное состояние седьмой триггер 11. При этом сигнал с инверсного выхода седьмого триггера 11 закрывает седьмой элемент И 16 и запрещает поступление дополнительной единицы через первый элемент ИЛИ 13 на первый счетчик 25, Кроме того, пе.— редним фронтом импульса с прямого вы- хода седьмого триггера 11 запускается формирователь 28 импульсов. Импульс с выхода формирователя 28 импульсов, поступающий на вторые входы группы элементов И 29, разрешает запись содержимого второго счетчика

26 импульсов, т.е, числа m, в третий счетчик 27 импульсов. Таким об40 разом, в третьем счетчике 27 импульсов оказывается записанным число ш из которого до конца интервала ьГ.Э

И /(! вычитается число т = m, — гп

Завершение работы устройства происходит с поступлением очередного импульса частоты F Очередной импульс частоты F проходит через первый ключ (1 и через открытый шестой элемент И

20 устанавливает первый триггер 5 в нулевое состояние. Второй кпюч 2 закрывается и прекращает доступ импульсов частоты Р в устройство.Зтот же импульс частоты Р< проходит через третий элемент 24 задержки и устанавливает в нулевое состояние четвертый триггер 6, При этом закрываются первый ключ 1, прекращая доступ в устрой5

1 за ним импульсом частоты "", a так же периодом следования импульсов Т генератора 12 ство импульсов частоты F а также третий 17 и четвертый 18 элементы И, через которые импульсы генератора 12 импульсов поступали на суммирующий или вычитающий входы третьего счетчика 27 импульсов. Импульс с выхода первого ключа поступает также на первый вход седьмого элемента И 16 и если седьмой триггер 11 находится в

Ф t нулевом состоянии., (т.е. m> (m>), проходит через этот элемент и через первый элемент ИЛИ 13, поступает на вход первого счетчика 25 импульсов, увеличивая его содержимое на единицу. На этом цикл измерения отношения частот заканчивается, Результат измерения фиксируется на счетчиках импульсов,.Первый счетчик

25 импульсов содержит целую часть отношений частот, второй счетчик 26 импульсов — знаменатель, а третий счетчик 27 импульсов — числитель дробной части отношения частот, Устройство обладает повышенным быстродействием, поскольку результат измерения формируется в течение времени, не превышающего сумму периодов измеряемых частот, Формула и з о б р е т ения

Устройство для измерения отношения частот импульсных последовательностей, содержащее цва триггера, три ключа, первый элемент ИЛИ, три элемента И, три счетчика импульсов и три входа устройства, причем. выход второго триггера соединен с пеговым входом третьего ключа, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого счетчика импульсов, первые входы первого ключа и второго элемента И объединены и соединены с первым входом устройства, выход первого элемента И соединен с входом второго счетчика импульсов, первый вход второго ключа соединен с вторым входом устройства„ выход первого триггера соединен с вторым входом второго ключа, о ò ë H ÷ à þ ù е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него дополнительно введены шесть триггеров, пять элементов И, три элемента задержки, группа элементов И, генератор импульсов, формирователь импульсов, второй

Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 4915/44 Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

13451 элемент ИЛИ, элемент НЕ, причем установочный вход третьего триггера подключен к выходу второго элемента задержки, а вход обнуления — к выходу первого элемента задержки, вход ко5 торого подключен к выходу второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу третьего триггера, прямой выход седьмого триггера подключен к входу формирователя импульсов, инверсный выход — к второму входу седьмого элемента И, а вход к выходу восьмого элемента И, второй

ВхОд KOTopoI o подключен к ВыхОду зле мента НЕ, вход шестого триггера подключен к Выходу первого элемента задержки, второй вход третьего ключа подключен к первому входу устройства, счетный вход пятого триггера подклю20 чен к выходу четвертого триггера, вход обнуления которого подключен к выходу третьего элемента задержки, вход которого подключен к выходу перВ01.О Ключа 9 ВТороА ВХОД КоторогО под 25 ключен к выходу четвертого триггера, установочный вход которого подключен к Выходу второго ключа, вход второго элемента задержки подключен к выходу пятого элемента И, первый вход которого подключен к выходу первого ключа, первый вход седьмого элемента И соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу шестого триггера, прямой выход которого подключен к третьему входу седьмого элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход второго элемента задержки подключен к установочному

40 входу второго триггера, вход обнуСоставитель Е.Минкин

Редактор Л.Повхан Техред И.Попович ления которого подключен к выходу второго ключа, выход генератора импульсов подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых подключены к выходу четвертого триггера, входы каждого из К разрядов третьего счетчика импульсов подключены соответственно к выходам элементов группы элементов И, вторые входы которых подключены к выходу формирователя импульсов, а первые — соответственно к выходам каждого из К разрядов второго <четчика импульсов, суммирующий вход третьего счетчика импульсов подключен к выходу третьего элемента И, третий вход которого подключен к прямому выходу пятого триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу шестого элемента И, выход которого подключен к входу обнуления первого триггера, установочный вход которого подключен к третьему входу устройства, каждый из К входов второго элемента ИЛИ подключен к соответствующему разрядному выходу третьего счетчика импульсов, вычитающий вход которого подключен к выходу четвертого элемента И, третий вход которого подключен к инверсному выходу пятого триггера, прямой выход третьего триггера подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, вход элемента НЕ подключен к выходу второго элемента. ИЛИ» первый вход восьмого элемента И подключен к выходу восьмого триггера, yc— тановочный вход которого под— ключен к выходу второго элемента ИЛИ.