SU808955A1 - Цифровой измеритель скважностипР МОугОльНыХ иМпульСОВ - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКВАЖНОСТИ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может багь использовано дл  отсчета скважности непосредственно в единицах скважности . Известно устройство дл  измерени  скважности последовательности пр моугольных импульсов, содержащее замкнутые контакты, переключатель, схему нормировани  импульсов по амплитуде, регул тор напр жени , вольтметр и триггер 1. Однако известное устройство имеет недостаточную точность измерени  скважности пр моугольных импульсов. Известно также устройство, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, первый и второй ключи, делитель частоты следовани  импульсов, триггер и -счетчик импульсов 2 . Недостатком этого устройства  вл  етс  неточность измерени  скважности пр моугольных импульсов, так как начало измерени , задаваемое пусковым импульсом, поступающим на один из входов триггера, осуществл етс  в любой случайный момент времени по отношению к мэментам поступлени  импульсов измер емой последовательности , а момент окончани  измерени  все да совпадает с присутствием импульса на входе измерител . Наиболее близким к предлагаемому по функциональному назначению и технической сущности  вл етс  устройство , содержащее генератор эталонных импульсов, четыре ключа, делитель частоты следовани  импульсов, четыре триггера, делитель частоты на два, логический элемент И, логический элемент НЕ и счетчик импульсов 3. Недостатком известного цифрового измерител   вл етс  недостаточна  точность измерени  скважности пр моугольных импульсов за счет погрешности квантовани . Цель изобретени  - повышение точности измерений скважности пр моугольных импульсов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее генератор эталонных импульсов., выход которого подключен к первым входам элементов И, вторые входы которых через соответствующие формирователи входных импульсов соединены с входной иной устройства, счетный триггер, выход которого подключен к первому входу первого ключа, RS - триггер.

пр мой выход которого подключен к первому входу второго ключа, третий ключ, выход которого соединен со входом делител  частоты, регистрирующие счетчики, в него дополнительно введены регистр, реверсивный и вычита нций счетчики , блок выделени  первого импульса пакета, элемент ИЛИ элемент задержки и ключ, причем выход блока выделени  первого импульса пакета соединен со входом четного триггера, пр мой выход которого подключен к третье7« у входу первого элемента Инк первому входу блока выделени  первого импульса пакета,второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, инверсный выход счетного триггера подключен ко второму входу второго ключа, и первым входом регистра, третьего и дополнительного ключей, выход последнего соединен с R - входом RS - триггера, S - вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход - непосредственно ко второму входу третьего ключа и через элемент задержки к первому входу реверсивного счетчика , выход которого соединен со счетным входом первого регистрирующего счетчика, вторыми входами дополнительного ключа и регистра, третий вход которого подключен к счетному входу второго регистрирующего счетчика и выходу вычитающего счетчика, вход которого соединен с выходом второго ключа, третий вход которого подключен к выходу генератора эталонных импульсов, третьему входу третьего ключа и второму входу первого ключа, выходы делител  частоты и первого ключа через элемент ИЛИ подключены ко второму входу реверсивного счетчика, разр дные выходы которого через регистр подключены к разр дным входам вычитающего счетчика, а разр дные .выходы регистра соединены с разр дными входами реверсивного счетчика .

Ка фиг, 1 приведена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит входную шину 1, делитель 2 частоты, формирователи 3 и ,4 входных импульсов, генератор 5 эталонных импульсов, элементы И 6 и 7L блок 8 выделени  первого импульса пакета совпадений, RS - триггер 9 счетный триггер 10, ключи 11-14, элемент ИЛИ 15, реверсивный счетчик 16, регистр 17, вычитающий счетчик 18, регистрирующие счетчики. 19 и 20 и элемент задержки 21,

Устройство работает следующим образом .

Импульсы с генератора 5 эталоннЕах импульсов с частотой fj и длительностью f поступают на первые входы нормально закрытых ключей 11-13 и на первые входы элементов И 6 и 7. На

вторые входы элементов И 6 и 7 поступают импульсы с формирователей импулсов 3 и 4. Формирователь 3 формирует импульсы длительностью С (где длительность входных импульсов) по переднему фронту входного импульса , а формирователь 4 формирует импульсы длительностью t/- t по заднему фронту входного импульса.

При условии близости частот f и f - (где Т - период следовани  входных импульсов) совпадени  импульсов на выходах элементов И 6 и 7 импульсы идут пакетами из-за плавного смещени  импульсов одной частоты относительно импульсов другой частоты. Количество импульсов в пакетах пр мо пропорционально соответственно величинам Т, + Т, и t: + Tj и обратно Пропорционально разности периодов Т и Tj -4- , а начала пакетов совпадени  импульсов эталонной частоты с импульсами с формирователей 3 и 4 разнесены на врем  (фиг. 2). После поступлени  команды Пуск ожидаетс  i начало пакета с элемента И б, после чего импульс с выхода блока 8 выделени  первого импульса пакета совпадений поступает на счетный вход триггера 10. Триггер 10 перебрасываетс  в противоположное состо ние и логическа  единица поступает на входы элемента И 7 и ключ 11, В результате открываетс  ключ 11 и через элемент ИЛИ 15 в реверсивный счетчик 16 импульсов в дальнейшем будут поступать эталонные импульсы.

При начале пакета совпадений импульсов с формировател  4 и эталонны импульсов перебрасываетс  триггер 9. Логическа  единица с выхода триггера 9 поступает на вход ключей 12 и 13. Ключи 12 и 13 остаютс  закрытыми нулевым уровнем с триггера 10.

Импульс, соответствующий перепаду напр жени  на выходе триггера 9, задержанный элементом 21 задержки на врем  переходных процессов в реверсивном счетчике 16 импульсов, поступает на вход последнего и переводит iero в режим вычитани . Этот же им;пульс осуществл ет перезапись содержимого реверсивного счетчика 16 импульсов в регистр 17.С этого момента времени эталонные импульсы, поступа  в реверсивный счетчик 16 импульсов, будут уменьшать его содержимое до обнулени  последнего. В этот момент импульс переноса с выхода реверсивного счетчика 16 импульсов поступает в счетчик 19. Кроме того, этот импульс переноса подаетс  на регистр 17 и осуществл ет перезапись его содержимого в реверсивный счетчик 16 импульсов . Затем снова производитс  операци  вычитани . Этот процесс будет прдолжатьс  до момента по влени  первого импульса нового пакета совпадений на выходе элемента И 6. Импульс сов падени  с выхода блока 8 выделени  Лервого импульса пакета совпадений поступает на счетный вход триггера 10 и перебрасывает последний в исходное состо ние, в результате чего закрываютс  блок 8 выделени  первог импульса пакета совпадений, элемент И 7 и ключ 11, одновременно логичес ка  единица с нулевого выхода тригг ра 10 открывает ключи 12, 13 и, кро ме того, поступает на регистр 17 и переписывает его содержимое в вычит ющий счетчик 18 импульсов. В счетчи 19 импульсов будет зафиксирована це ла  часть величины скважности. В общем случае в реверсивном счет чике 16 импульсов о.:;танетс  записан ным какой-то код, меньший содержимо го регистра 17, характеризующий наличие дробной части величины скважности . Дл  ее определени  этапонные импульсы поступают одновременно через открытые ключи 12 и 13 соответст венно на делитель 2 частоты, соеди ненный через элемент ИЛИ 15 с реверсивным счетчиком 16 импульсов, и на вычитающий счетчик 18 (емкость 10 делител  2 частоты выбираетс  в зависимости от необходимой точности вычислени  дробной часГи величины скважности). При обнулении вычитающего счетчика 18 импульс переноса с его выхода поступает в счетчик 20, где фиксируетс  код числа, соответст вующий дробной части Величины скважности . Одновременно импульс переноса с вычитающего счетчика 18 импульсов поступает на регистр 17 и осуществл  ет перезапись его содержимого в вычитающий счетчик 18 импульсов. Затем снова производитс  операци  вычитани . Этот процесс будет продолжатьс  до тех пор, пока на выходе реверсивного счетчика 16 импульсов Яэ по вит с  импульс переноса, соответствующий его обнулению, который посгупаат через открытый ключ 14 на второй вход триггера 9 и перебрасывает его в исходное состо ние, в результате чего закрываютс  ключи 12 и 13, прекраща  тем Сс1мым поступление эталонных импульсов соответственно в делитель 2 частоты и вычитающий счетчик 18 импульсов . Этот же импульс пэреноса поступает на счетчик 19, Таким образом , значение величины скважности будет равно Q m 10 - кодгл, зафиксированные согде т, п ответственно в счетчиках 19 и 20, Ю - емкость делител  2 частоты , формула изобретени  Цифрозой измеритель скважности пр моугольных импульсов, содержащий генератор эталонных импульсов, выход которого подключен к первым входам элементов И, вторые входы которых через соответствующие формирователи входных импульсов соединены с входной шиной устройства, счетный триггер, выход которого подключен к первому входу первого ключа, RS триггер , пр мой выход которого подключен к первому входу второго ключа , третий ключ, выход которого соединен со входом дэлител  частоты, регистрирующие счетчики, о т л и чающий с  тем, что, с целью повышени  точности, измерений, в него дополнительно введены регистр, реверсивный и вычитающий счетчики, блок выделени  первого импульса пакета, элемент ИЛИ, элемент задержки и ключ, причем выход блока выделени  первого импульса пакета соединен со входом четного триггера, пр мой выход которого подключен к третьему входу первого элемента И и к первому входу блока выделени  первого импульса пакета, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, инверсный выход счетного триггера подключен ко второму входу второго ключа, и первым входом регистра, тратьего и дополнительного ключей, выход последнего соединен с R - входом RS - триггера, S - вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход - непосредственно ко второму входу третьего ключа и через элемент задержки к первому входу реверсивного счетчика, выход которого соединен со счетным входом первого регистрирующего счетчика, вторыми входами дополнительного ключа и регистра, третий вход которого подключен к счетному входу второго регистрирующего счетчика и выходу вычитающего счетчика, вход которого соединен с выходом второго ключа, третий вход которого подключен к выходу генератора эталонных импульсов , третьему входу третьего ключа и второму входу первого ключа, выходы делител  частоты и первого ключа через элемент ИЛИ подключены ко второму входу реверсивного счетчика, разр дные выходы которого .через регистр подключены к разр дным входам вычитающего счетчика, а разр дные выходы регистра соединены с разр дными входами реверсивного счетчика. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №424082, кл. G 01 R 23/02, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР 376728, кл. G 01 R 23/02, 971. 3.Авторское свидетельство СССР 550589, кл. G 01 R 23/00, 1975.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Цифрозой измеритель скважности прямоугольных импульсов, содержащий генератор эталонных импульсов, выход которого подключен к первым входам элементов И, вторые входы которых через соответствующие формирователи входных импульсов соединены с входной шиной устройства, счетный триггер, выход которого подключен к первому входу первого ключа, RS — триггер, прямой выход которого подключен к первому входу второго ключа, третий ключ, выход которого соединен со входом делителя частоты, регистрирующие счетчики, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены регистр, реверсивный и вычитающий счетчики, блок выделения первого импульса пакета, элемент ИЛИ, элемент задержки и ключ, причем выход блока выделения первого импульса пакета соединен со входом четного триггера, которого подключен к ду первого элемента И входу блока выделения са пакета, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, инверсный выход счетного триггера подключен ко второму входу второго ключа, и первым входом регистра, третьего и дополнительного ключей, выход последнего соединен с R - входом RS - триггера, S - вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход - непосредственно ко второму входу третьего ключа и через элемент задержки к первому входу реверсивного счетчика, выход которого соединен со счетным входом первого регистрирующего счетчика, вторыми входами дополнительного ключа и регистра, третий вход подключен’ к счетному входу регистрирующего счетчика и вычитающего счетчика, вход соединен с выходом второго третий вход которого подключен к выходу генератора эталонных импульсов, третьему входу третьего ключа и второму входу первого ключа, выходы делителя частоты и первого ключа через элемент ИЛИ подключены ко второму входу реверсивного счетчика, разрядные выходы которого через регистр подключены к разрядным входам вычитающего счетчика, а разрядные выходы регистра соединены с разрядными входами реверсивного счетчика.

   прямой выход третьему вхои к первому первого импулькоторого второго выходу которого ключа,