SU1431055A2 - Устройство дл формировани сигналов разностной частоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульс- ной технике и может быть использовано в частотно-измерительных уст- .ройствах. Цель изобретени  - повышение надежности формировани  разностной частоты при близких значени х входных частот. Устройство содержит D-триггеры 1,2, RS-триггер 3. В него введены D-триггер 4 и коммутатор 5. Тактирование D-триггера 4 одной из входных частот через коммутатор 5 позвол ет устранить короткие помехи, возникающие на выходе RS-триггера 3 при близких значени х входных частот. 3 ил.

Description

ш

ел

С

РО

Изобретение относитс  к измерительной технике, может быть исполь зёвано в частотно-измерительных устройствах , где необходимо производить смешивание двух сигналов с различными близкими или кратными частотами , и  вл етс  дополнительным к авт. св. № 1228249.

Целью изобретени   вл етс  повыше ние надежности формировани  разностной частоты при близких значени х исходных частот.

На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 и 3 - временные диаг- раммы работы устройства при значении частоты следовани  импульсов на первой входной шине соответственно больше и меньше, чем на второй входной шине..

Устройство (фиг.1) содержит первый 1, второй 2 D-триггеры, третий RS-триггер 3, четвертый D-триггер 4, коммутатор 5, первую 6 и вторую 7 входные шины, и выходную шину 8. Вхо на  шина 6 соединена с .С-входом D-триггера , R-входами D-триггера 2 и с первым входом коммутатора 5. Входна  шина 7 соединена с D и R- входами D-триггера 1, с С-входом D-триггера 2 и с вторым входом коммутатора 5. Выходы D-триггеров 1 и 2- соответственно соединены с S- и R-входами RS-триггера 3, выход которого соединен с D-входом В-триг- гера 4, С-вход которого соединен с выходом коммутатора, а выход - с выходной шиной 8 и с управл ющим входом коммутатора 5.

Коммутатор 5 (фиг.1) содержит эле менты И 9 и 10 и элемент ИЛИ-НЕ 1. Первые входы элементов И 9 и 10 соответственно соединены с первым и вторым входами коммутатора. Второй инверсный вход элемента И 9 и вто- рой пр мой вход элемента И IО объединены и соединены с управл юш;им входом коммутатора, а выходы элементов И 9 и 10 через элемент ИЛИ-НЕ 11 соединены с выходом коммутатора.

На фиг.2 и 3 приведены Временные диаграммы работы устройства при значении частоты следовани  импульсов н шине 6 соответственно больше и меньше , чем на шине 7: а - на шине 6; б - на шине 7;.в - на выходе D-триггера 1; г-на выходе D-триггера 2; Д - на выходе RS-триггера 3; е - на

выходе коммутатора 5; ж - на выходе D-триггера 4.

Устройство работает следующим образом .

После включени  устройства благодар  отсутствию в устройстве обратных св зей D-триггеры 1 и 2 независимо от их исходных состо ний устанавливаютс  в определенные состо ни  в зависимости от соотношени  импульсов на шинах 6 и 7. Например, при несовпадении импульсов на данных шинах (условием работы рассматриваемого устройства, также, как и устройства прототипа,  вл етс  значение скважности импульсов на шинах 6 и 7 более 2) оба D-триггера 1 и 2 устанавливаютс  в О. Затем при совпадении фронта импульсов на С-входе с импульсом на D-входе того же D-триггера 1 или 2, этот триггер переходит в 1. Тем самым RS-триггер 3 устанавливаетс  в состо ние, соответствуюшее установившемус  режиму работы устройства, что влечет за собой установку в то же состо ние D-триггера 4, тактируемого по С-входу срезами импульсов с шин 6 или 7.

Во врем  работы устройства на С-входы каждого D-триггера 1 и 2 поступают импульсы с шин 6 и 7 соответственно (фиг.2а,б,3а,б), а на их D- и S-входы - импульсы с шин 7 и 6 соответственно. На выходах каждого из данных триггеров формируютс  им- пульсы, фронты которых совпадают с фронтами импульсов на С-входе того же триггера в том случае, если на его D-входе в этот момент присутствует 1, Срезы импульсов на выходах указанных триггеров совпадают со срезами импульсов на их R-входах..Поэтому на выходах D-триггеров 1 и 2 (фиг.2в5 г,3в,г) формирзтотс  серии импульсов, фронты которых совпадают с фронтами импульсов на шинах 6 и 7 соответственно при совпадении фронтов последних с импульсами на шинах 7 и 6 соответственно . Срезы импульсов указанных серий совпадают со срезами им- пульсов на шинах 7 и 6 соответственно .

Импульсные последовательности на шинах 6 и 7 имеют частоты следовани  импульсов соответственно f i f (фиг,2а,б) или f, f (фиг.За.б). При достаточно близких f и f - на

выходах D-триггеров I и 2 формируютс  серии импульсов с монотонно возрастающей длительностью от минимальной у первого импуль са в серии до максимальной у последнего импульса или с монотонно убьша1ащей длитель- ностью от максимальной у первого до минимальной у последнего импульса (фиг.2в,г,3в5г). Периоды следовани  данных серий ш шульсов равны промежуткам времени между моментами одинаковых взаимных положений на шинах б и 7, например, между совпадени ми их

существует веро тность того, что на выходах указанных триггеров окажутс  импульсы с малой длительностью, не успевшие сформироватьс  также по амплитуде. Кроме того, при совпадении фронтов импульсов на тинах 6 и 7, т.е. перед импульсом или после импульса с максимальной длительностью , также возможно формирование коротких.вырожденных импульсов на выходах D-триггеров 1 и 2. Такие короткие вырожденные импульсы, посту па  на S- или R-входы RS-триггера

фронтов. Следовательно, частоты следочБ з, не могут устойчиво установить его

вани  данных серий при близких значени х ff и f равны абсолютной величине разности частот f и 2

Первый же иг-тульс из указаных серий вследствие того, что серии разне-2о сены во времени, устанавливает RS- т риггер 3 в О или в 1 по его R или S-входам. Поэтому на выходе RS-триггера 3 формируетс  импульсна  последовательность (фиг.2д,3д) 25 разностной частоты uf f f (- f Фронты и срезы импульсов на выходе RS-триггера 3 совпадают с фронтами импульсов на выходах D-триггеров 1 и 2, а следовательно, с фронтами им- зо пульсов на шинах 6 и 7 соответственно .

Коммутатор 5 работает таким образом , что на С-вход D-триггера А попадают инверсные импульсы с шины 6 при единичном состо нии данного триггера и инверсные импульсы с шины 7 при его состо нии О (фиг.2е,Зе). Благодар  этому тактирование D-триггера 4 производитс  срезами тех же импуль- дд сов, по фронтам которых было изменено состо ние RS-триггера 3. Так как выход RS-триггера 3 соединен с D-BXO- дом В-триггера 4, то на выходе та35

в новое состо ние. При этом на выходе RS-триггера 3 также могут возникать короткие вырожденные импульсы помехи (фиг.2д,3д).

Чем ближе значени  частот f, и f тем больше указанна  веро тность, а при достаточно близких f и f-j короткие импульсы помехи сопровождают каждый фронт и срез импульсов на выходе RS-триггера 3.

Однако, поскольку смена состо ний RS-Tpnrr epa 3 происходит по фронтам импульсов на его R- и S-входах, короткие вырожденные импульсы на выходе данного триггера оказываютс  св занными с фронтами импульсов на С-входах D-триггеров 1 и 2, D-триг- гер 4 тактируетс  срезами тех же импульсов , по фронтам которых мен етс  состо ние RS-триггера 3, Это означает , что короткие вырожденные импульсы не могут пройти в шину 8, так как в момент тактировани  D-триггера 4 на его D-входе присутствуют окончательно сформированные логические уров ни.

В устройстве-прототипе в выходную шину 8 при достаточно близких часто

существует веро тность того, что на выходах указанных триггеров окажутс  импульсы с малой длительностью, не успевшие сформироватьс  также по амплитуде. Кроме того, при совпадении фронтов импульсов на тинах 6 и 7, т.е. перед импульсом или после импульса с максимальной длительностью , также возможно формирование коротких.вырожденных импульсов на выходах D-триггеров 1 и 2. Такие короткие вырожденные импульсы, поступа  на S- или R-входы RS-триггера

з, не могут устойчиво установить его

о 5 о

д

5

в новое состо ние. При этом на выходе RS-триггера 3 также могут возникать короткие вырожденные импульсы помехи (фиг.2д,3д).

Чем ближе значени  частот f, и f тем больше указанна  веро тность, а при достаточно близких f и f-j короткие импульсы помехи сопровождают каждый фронт и срез импульсов на выходе RS-триггера 3.

Однако, поскольку смена состо ний RS-Tpnrr epa 3 происходит по фронтам импульсов на его R- и S-входах, короткие вырожденные импульсы на выходе данного триггера оказываютс  св занными с фронтами импульсов на С-входах D-триггеров 1 и 2, D-триг- гер 4 тактируетс  срезами тех же импульсов , по фронтам которых мен етс  состо ние RS-триггера 3, Это означает , что короткие вырожденные импульсы не могут пройти в шину 8, так как в момент тактировани  D-триггера 4 на его D-входе присутствуют окончательно сформированные логические уровни .

В устройстве-прототипе в выходную шину 8 при достаточно близких часто

ким образом тактируемого D-триггера 4 (фиг,2ж, Зж) оказываютс  импульсы, задержанные относительно импульсов разностной частоты на выходе RS-триггера 3 на посто нную величину, равную длитеочьности импульса на шине 6 при f 7 fj и длительности импульса на шине 7 при f -С f. Следовательно на выходе D-триггера 4, соединенного с шиной 8, оказьгоаютс  импульсы разностной частоты.

Ввиду того, что изменение длительности импульсов в сери х на вы- ходах D-триггеров 1 и 2 начинаетс  1ш1и заканчиваетс  нулевым значением.

тах f и f2 на первой и второй входных шинах нар ду с импульсами разностной частоты проникают короткие импульсы помехи, и их количество возрастает при уменьшении & f). Это приводит к тому, что частота импульсной последовательности в выходной шине устройства оказываетс  не равна (в данном случае вьш1е) разностной частоте uf Поэтому при

близких частотах f и f известное устройство имеет недостаточную надежность формировани  импульсов размоет-- ной частоты. Применение аналоговых интеграторов дл  сглаживани  импуль

сов помехи приводит к усложнению устройства и вносит дополнительную задержку в импульсн то последовательность-на выходе.

В предлагаемом устройстве достигаетс  повышение надежности формировани  импульсов разностной частоты при близких значени х исходных частот за счет полного устранени  прохождени  коротких импульсов помехи в выходную шину. Это достигаетс  путем тактировани  вновь введенного четвертого триггера, на счетный вход которого через коммутатор поступают импульсы с первой или второй входной шины в зависимости от состо ни  четвертого триггера. Действительно , при нулевом состо нии четвертого триггера на его счетный вход поступают импульсы с первой входной шины и своими срезами тактируют его. Поскольку в нулевом состо нии четвертого триггера при f, f помеховые короткие импульсы на выходе третьего триггера формируютс  одновременно с фронтами импульсов на обеих входных шинах, а при fi : f 2 - одновременно с фронтами импульсов на первой входной шине, то помеха не проходит в выходную шину.

При единичном состо нии четвертог триггера на его счетный вход поступают импульсы с второй входной шины и тактируют его своими срезами. ПоS

6

г ff

л

е ж

31055

скольку в

единичном состо нии чет- , .риггера при f f помеховые короткие импульсы на выходе третьего триггера формируютс  одновремен5- - фронтами импульсов на второй

но с

входной шине, а при f

fj - одно10

15

временно с фронтами импульсов на обеих входных шинах, то и в этом случае помеха не проходит в выходную шину.

Предлагаемое устройство можно использовать в измерительных устройствам и в системах автоматического регулировани  при малом рассогласовании частот измер емьЕХ сигналов, преимущественно в технике прецизионного воспроизведени  частоты.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   20

   Устройство дл  формировани  сигна лов разностной частоты по авт.св. № 1228249, отличающеес  тем, что, с, целью повьш1ени  надеж25 ности формировани  разностной частоты при близком значении исходных частот, в него введены четвертый триггер и коммутатор, первый и второй входы которого соответственно соединены с

   30 первой и второй входными шинами, а выход - со счетным входом четвертого триггера, информационный вход которого соединен с выходом третьего триггера , а выход - с выходной шиной

   35

   и с управл ющим входом коммутатора.

   Лп.

   . А

   Фиг. 2

   А

   Лл А

   г

   е ж

   ПП

   Фиг.З