SU754324A1

SU754324A1 - Цифровой измеритель несущей частоты радиоимпульсных сигналов 1

Info

Publication number: SU754324A1
Application number: SU782644441A
Authority: SU
Inventors: Petr M Madyar; Tatyana A Madyar
Original assignee: Petr M Madyar; Tatyana A Madyar
Priority date: 1978-07-12
Filing date: 1978-07-12
Publication date: 1980-08-07

Description

Изобретение относится к радиоизме^ригельной технике, а именно к устройствам для цифрового измерения средней частоты пачки импульсов.

Известно устройство для измерения длительности пачек импульсов, в кото— $ ром блок запрета осуществляет вычитание из длительности импульса, сформированного формирователем временного интервала, длительность импульса, сформированного ждущим мультивибратором, а преобразователь время - код полученную длительность пачки импульса преобразует в код [1].

Недостаток устройства — ограничение функциональных возможностей.

Известно устройство для измерения частоты заполнения радиоимпульсов, содержащее генератор эталонной частоты, счетчик эталонной частоты, формирова— & тель временного интервала и арифметическое устройство [^3·

К недостаткам этого устройства относится отсутствие возможности форми— |

2

ровать мерный временной интервал из первой (одной) измеряемой пачки радиоимпульса, что приводит к значительному увеличению времени измерения и не дает возможности измерить частоту одной пачки или непрерывного радиосигнала, а при широтно-импульсной модуляции, этот измеритель не позволяет использовать всю длительность пачки для формирования мерного интервала.

Цель изобретения — повышение быстродействия измерения и расширение функциональных возможностей.

Она достигается тем, что в цифровой измеритель несущей частоты радиоимпульсных сигналов, содержащий генератор эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, первый счетчик, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, формирователь импульсов измеряемой частоты, выход которого соединен с первым входом второго элемента 1 И, второй счетчик, третий счетчик, выхо754324

цы которого подключены к первым входам блока сравнения, а счетный вход подключен к выходу элемента И, четвертый счетчик, элемент ИЛИ, шина сброса, в него дополнительно введены счетчик, два элемента И и элемент ИЛИ, причем второй вход первого элемента И соединен с выходом первого счетчика и вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со входом второго счетчика, и входом сброса дополнительного счетчика, выход первого элемента И соединен со входом дополнительного счетчика, выходы которого соединены со вторыми входами блока сравнения, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с шиной сброса и входами сброса первого и второго счетчиков, выход элемента ИЛИ соединен со входами сброса четвертого и третьего счетчиков, первый вход первого дополнительного элемента И соединен с первым входом второго элемента И, второй вход первого дополнительного элемента И содеинен с инверсным выходом второго дополнительного элемента И и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход первого дополнительного элемента И соединен со входом четвертого счетчика, выходы которого соединены со входами дополнительного элемента ИЛИ и со входами второго дополнительного элемента И, прямой выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход дополнительного элемента ИЛИ соединен с третьим входом третьего элемента И и с третьим входом второго элемента И.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Цифровой измеритель несущей частоты радиоимпульсных сигналов содержит генератор 1 эталонной частоты, элементы 2,

3, 4 И, дополнительные элементы 5, 6 И, счетчики 7, 8, 9, 10, 11, блок 12 сравнения, элементы 13, 14 ИЛИ, шину 15 сброса и формирователь 16 импульсов измеряемой частоты.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы на схему устройства поступает по шине 15 сброса сигнал сброса, который ставит счетчики 7, 9, 10, 11 в исходное нулевое состояние.

Элементы 2, 3, 6 И закрыты для прохождения тактовых импульсов на вход

^счетчиков 7, 8, 9, 10, а элемент 4 И открыт для прохождения тактовых импульсов на вход счетчика 11.

Первый же импульс пачки измеряемой последовательности радиоимпульса ( 1)§, см. фиг. 2), поступивший с выхода формирователя 16, поступает через открытый элемент 4 И на счетный вход счетчика 11, перебрасывает триггер младшего разряда счетчика 11 в единичное состояние, при котором на первый вход элемента 5 И и элемента 14 ИЛИ поступит сигнал уровнем Ί". Пройдя через элемент 14 ИЛИ, этот сигнал откроет элементы 3, 6 И ( Щ_}см. фиг. 2). С этого момента времени тактовые импульсы с генератора. 1 эталонной частоты ( и<а , см. фиг. 2) через открытый элемент 6 И ( и_е · см. фиг. 2) поступают на счетный вход счетчика 10, а через открытый элемент 3 И поступают импульсы пачки измеряемой последовательности радиоимпульса ( , см. фиг.

2) на счетный вход счетчика 9, и на вход сброса в нулевое состояние счетчика 8, начиная со второго импульса начала пачки.,.

Когда на всех входах элемента 5 И будут единицы (например после прихода третьего импульса при двухразрядном счетчике 11), сигналом с элемента 5 И откроется элемент 2 И, а его инверсным сигналом (1)_ό , см. фиг. 2) закроются элементы 4,. 6 И, после чего счетчики 10, 11 прекратят счет. Таким образом, в счетчик 11 с начала пачки занеслись η первых импульса (для рассматриваемого примера три) измеряемой частоты, что соответствует открытому состоянию элемента 6 И в течение (и-1) периодов измеряемой частоты. За это время в счетчик 10 занесется количество Тр импульсов эталонной частоты, определяемого по формуле:

где — частота эталонного генератора;·

— частота измеряемого сигнала;

- период частоты измеряемого сигнала;

*£ - период частоты эталонного

генератора.

С момента открытия элемента 2 И

.счетчики 7, 8 считают импульсы опорной

частоты ( 1)эк, см. фиг. 2), но с прихо5 754324

6

дом каждого импульса измеряемой частоты счетчик 8 сбрасывается в нулевое состояние. После окончания пачки импульсов измеряемой частоты, счетчик 8 прекращает сбрасываться в нулевое состояние 5 и в нем начнут накапливаться импульсы опорной частоты с момента прихода последнего импульса пачки измеряемой частоты. Когда количество импульсов занесенных в счетчик 8 станен равным коли· ю честву импульсов занесенных в счетчик

10, блок 12 сравнения выдаст импульс

сброса ( , см. фиг. 2) счетчиков 10,

11. Обнуление счетчика 11 приведет к появлению 'О' на всех входах элемента ,5 5 И и элемента 14 ИЛИ в результате чего элементы 2, 3, 6 И закроются, а элемент 4 И откроется.

Таким образом, элемент 2 И (временной селектор) находится в открытом сос- 20 тоянии в течение интервала времени Т_Л , ·

равного длительности пауки измеряемой

последовательности радиоимпульсов ( , см. фиг. 2). Если за время Т_д

в счетчик 9 (накопитель) посту .гало Νχ импульсов, равное числу периодов в пачке между импульсами измеряемой частоты, то частота (средняя) следования импульсов в пачке равна ίχ~Ν_χ/Τ_Λ. По показанию счетчика 7 можно с точностью до периода эталонной частоты ΐ/ί_3τ определить длительность Т^Откуда средняя частота

-Ν'

импульсов в пачке

*ЭТ

Результат измерения первой пачки импульсов остается в счетчиках 7, 9,

С приходом следующей пачки измеряемой последовательности импульсов процесс (цикл) этих измерений повторяется с накоплением результата измерения в счетчиках 7, 9 до получения в счетчике 7 числа соответствующего заранее выбранному времени суммирования Т_о = -Ν_Ο3τ например 1; 0,1; 0,01;сек.

После поступления в счетчик 7 ^_оэт-го импульса эталонной частоты на его

- выходе выдается сигнал уровнем "О*', который поступает на вход элементов 2,

3 И и тем самым закрывает прохождение следующих тактовых импульсов на счетный вход счетчиков 7, 9 и на вход сброса счетчика 8. Таким образом, по входам элементы 2, 3, 4, 6 И закрыты для прохождения счетных импульсов на счетчики 7, 8, 9, 10, 11 и на этом цикл измерения полностью заканчивается. В

25

30

35

40

45

50

55

счетчик 9 за время Т_о будет

занесено на (η — 1) большее количество импульсов измеряемой частоты, так как в последней пачке измеряемой частоты элементы (селекторы) 2, 3 И закрываются одновременно в момент появления сигнала "О" на выходе счетчика 7, а элемент 2 И открывается с задержкой по отношению к началу пачки (момента открывания элемента 3 И ) на время

— -^_χ· . Значит, суммарное время в

течении которого элемент 3 И открыт для прохождения импульсов измеряемой частоты на (п-1)/£у больше суммарного времени открытого состояния элемента 2 И, т. е.

Νχ К-1

V *х ΐχ '

Счетчик 8 обнуляется каждым импульсом измеряемой частоты, поступающего на счетчик 9, поэтому его показания Мд в конце времени измерения равно числу импульсов эталонно'й частоты, поступивших на счетчик ‘ 8 от момента прихода последнего импульса £у до конца измерения. По величине Ид можно с точ- . ностью до периода эталонной частоты определить длительность Ту- всех Ν* периодов измеряемой частоты:

Измеряемая частота импульсов равна отношению числа полных периодов к их суммарной длительности;

Νν-η+1 Νχ-η+1 £ - ί_₌ —ί--£

X τγ ^3Τ

где Му — число, находящееся в счетчике; 9;

^037 “ ^число» находящееся в счетчике 7;

Мд - число, находящееся в счетчике 8;

П - число .находящееся в счетчике 11;

— частота эталонного генератора.

Благодаря точному измерению суммарной длительности Т^. целого числа периодов измеряемой частоты с помощью счетчиков 7, 8, в предлагаемом цифровом измерителе несущей частоты радиоимпульсов достигается возможность измерения за фиксированное время и с заданной точностью (до периода 1/1_эт ) широкого диапазона частот.

Предлагаемое устройство обеспечивает

измерение частоты радиоимпульсов пер754324

вой одной пачки, измерения частоты импульсов непрерывной последовательности пачек за фиксированное время Т_о с за— * данной точностью до периода эталонной частоты, при этом используются все им- 5 пульсы частоты измеряемых пачек, что значительно повышает быстродействие и точность измерения. Обеспечивается также измерение частоты пачек любой длительности, г. е. радиоимпульсных сиг- 10 налов модулированных по длительности в широких пределах и может измерять частоту сигнала одиночных импульсов (пачек) и непрерывных радиосигналов, т. е. имеет более широкие функциональные возмож- «5 ности по сравнению с известными устройствами.

Claims

Формула изобретения 20

Цифровой измеритель несущей частоты радиоимпульсных сигналов, содержащий генератор эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом первого 25 элемента И, первый счетчик, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, формирователь импульсов измеряемой частоты, выход которого соединен с первым входом второго элемен- и 30 та И, второй счетчик, третий счетчик, выходы которого подключены к первым входам блока сравнения, а счетный вход подключен к выходу третьего элемента И, четвертый счетчик, элемент ИЛИ, шина 35 сброса, отличающийся тем, чтсС с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены счетчик, два элемента И и элемент ИЛИ, при-40

чем второй вход первого элемента И соединен с выходом первого счетчика и вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со входом второго счет чика и входом сброса дополнительного счетчика выход первого элемента И соединен со входом дополнительного счетчика , выходы которого соединены со вторыми входами : блока сравнения, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с шиной сброса и входами сброса первого и второго счетчиков, выход элемента ИЛИ соединен со входами сброса четвертого и третьего счетчиков, первый вход первого дополнительного элемента И соединен с первым входом второго элемен· та И, второй вход первого дополнительного элемента И соединен с инверсным выходом второго дополнительного элемента И и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход первого дополнительного элемента И соединен со входом четвертого счетчика, выходы которого соединены со входами дополнительного элемента ИЛИ и со входами второго дополнительного элемента И, прямой выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход дополнительного элемента ИЛИ соединен с третьим входом третьего элемента И и с третьим входом второго элемента И.