SU995063A1 - Цифровой измеритель скважности пр моугольных импульсов - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕГОТБЛЬ СКВАЖНОСТИ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ .

1 ;

Изобретение относитс  к измерительной технике и может Сныть испЫозовано при по-. строешщ автоматизировашшх эпектрсжно- . i счетных нзме{Н1тепей скважности сигналов импульсной последователмюсти.

Известен измеритель скважности, содержащий генератор зталрнной частоты, ключ, блок выделшаи ладаего фронта импульсов, делитель частоты, счетчик импул1 сов и выключатель . В данном измерителе скважности с делител  частоты прсжзводитс  подсчет количества импульсов зталонной частоты в моменты действи  входных импульсов до ПОШ10ГО заполнени  заданной емкости делител , а также с 1юмощыЬ счегшка 04пульсов производитс  подсчет количества импульсов эталонной частоты на интервале времени , в течение которого . прд зводнтс  заполнение емкости делител  if. . Однако данный юмернтель не позвол ет . автоматически определ ть скважность имлуль . сов, так как дл  определши  скважности необходимо пользоватьс  математическим выт

ражением. Кроме того, измерение скважноет  производитс  с низкой то шостью.

Наиболее близким по технической сущ- , ностн к изобретению  вл етс  цифровой измеритель скважности, содержащий генератор смюртых импульсов, форм1фователь входных сигналов, элементы И, ИЛИ, делитель, счетчкки , регистр пам ти, блок сравнени  кодов Этот цифровой измеритель позвол ет, опредал ть скважность импульсов путем измерени 

10 длительности импульса, формировани  и подсчета числа импульсов с периодШ следовани , равным длительностн импульса, во врем  паузы между импульсами 2.

Недостатком данного устрЫ1ства  вл етс 

15 низка  точность измерени  скважности, так как щш измерении длительности не учитываетс  число импульсов, подсчитаншлх делителем к моменту окончани  входного импульса, поэтому изменение длительностн импульса на

20 несколько 1юрнодов импульсов (шориого генератора не сказываетс  на| числе импульсов, подсчитанных вторым дополнительным счетчиком н определ ющим длительность юшульса, 3 99 что приводит к значительной ошибке при фор мировании импульсов в паузах между входными импульсами. Кроме того, данное устройство позвол ет определ ть скважность импульсов только с точностью до целого числа. Така точность в р де случаев  вл етс  дадостаточЦель изобретени  - повышение точности измерений скважности пр моугольных импульмда . Поставленна  цель достигаетс  тем, что цифровой измеритель скважности пр моуголь ных импульсов, содержащий генератор опорных импульсов, выход которого подключен к первым входам первого и второго и элементов И, второй вход первого из которых соединен с входной шиной, с входом инвертора и с входом первого одновибратора, выхо которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, к входу записи регистра пам ти и к установочным входам двух делителей частоты и двух счетчиков, выход первого ... элемента И подключен к входу первого делител  частоты, выход которого соединен с входом первого счетчика, выход инвертора подключен к второму входу второго элемента И и входу второго одновибратора, выходы разр дов второго счетчика подключены к первой группе входов регистра пам ти, выходы второго делител  частоты соеданены с первой группой входов блока сравнени  кодов, введены третий и четвертый элементы И, второй элемент ИЛИ, делитель с переменным коэффициентом делени  и триггер, приче.м выход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента И и с втортм входом первого элемента ИЛИ, выход которого .подключен к первому триггера,. второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а выход - с BTOfHdM входом третьего элемента И, выход которого подключен к входу делител  с переменным коэффициентом делени , информационные входы которого соединены с выходами разр дов первого счегшка, установочный вход - с выходом одаовибратора, а выход - с входом второго делител  частоты и с первым второго элемента ИЛИ, второй вход которого подклютен к выходу второго одновибратора, а выход соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока сравнени  кодов, втора  группа входов которого соединена с выходами раз, дов первого делител  частоты, выходы i разр дЬв второго делител  частоты подключены

к второй группе входов регистра пам ти, выход второго делител  частоты соединен с входом второго счетчика.

Claims (2)

1. где Пу О -k - число опорных импульсов, .. подсчитанное и зафиксированное в делителе 3 к моменту окончани  импульса Т . На чертеже представлена структурна  схема цифрового измерител  скважности пр моугольных- импульсов. . Цифровой измеритель содержит генератор I опорных импульсов, первый элемент 2 И, первый делитель :3, первый счетчик 4, инвертор 5, второй элемент 6 И, третий элемент 7 И, делитель 8 с переменным коэффициентом делени  (ДПКД), второй делитель 9, второй счетчик 10, первый одновибратор 11, первый элемент 12 ИЛИ, триггер 13, второй одновибраTdp 14, второй элемент 15 ИЛИ, блок 16 сравнени  кодов, четвертый элемент 17 И, регистр 18 пам тиИзмерение скважности начинаетс  с момента поступлени  на вход измерител  очередного входаого импульса. Положительным фронтом каждого входного импульса-запускаетс  одновибратор 11, формирующий короткий ..,. полохсительный ймпртьс (длительность этого импульса меньше периода повторени  t импульсов , вырабатываемых генератором 1 опорных импульсов)- Задним фронтом этого импульса через элемент 12 ИЛИ триггер 13 устанавливаетс  в единичное состо ние; делители 3 и 9, счетчик 4, делитель 8 - в нулбвое состо те, а счетедк 10 - в состо ние, соответствующее коду числа 1. На выходе блока 16 сравнени  кодов формируетс  единичный потенциал, если число на группе входов , соединенных с выходами делител  3, больше числа на группе входов, соеданенных с выходами делител  9. Во врем  действи  входного импульса элемент 2 И открыт по второму входу, а элемент 6 И закрыт, поэтому импульсы с выхода генератора 1 поступают только на вход делител  3 На выходе делител  3 с коэффициентом делени  К формируютс  импульсы с периодом следовани  tj k t, которые поступают на вход счетчика 4. С помощью делител  3 и счетчика 4 производитс  иэмерение длительности входного импульса Т. В момент окончани  входного импульса t элемент 2 И закрываетс  по второму . входу и поступление импульсов с генератора 1 иа вход делител  3 прекращаетс . Таким образом, в течение импульса и счетчиком 4 оказываетс  подсчитанным N импульсов с периодом следовани  tj иГ IT ГГ Длительность Т импульса, измеренна  с помощыр делител  3, счетчика 4 равиа С t ly k t (NnH-) k-t 599 В паузах между входными импульсами, равными Т- С, где Т-период следовани  входных импульсов t, элемент 2 И закрыт по второму входу, а злемёнт 6 И открыт, и на вход делител  8 начинают поступать опорные импульсы с выхода генератора 1. Дл  точного намерени  скважности входных импульсов необходимо формировать в паузах Т- tT импульсы с периодом следовани  . Тогда интервал Т -Г можно представить как Т-С Г ATf,, где N,1, - число импульсов с периодом следовани  t, укладагаающихс  на интервале T-f ; ДТ 0- и - величина отрезка между послед ним импульсом NI, и задшт фронтом паузы Т-If. Прк формировании в паузах Т С учитЫимпульсов с периодом следовани  ваетс  число N импульсов, подсчитанных счетчиком 4 во врем  импульса 1, н Ф1сло п зафиксированное в делителе 3 в момент окончанн  импульса V. Это осуществл етс  слёдуюпшм образом. Дл  формировани  импульсов с периодом к t (N j(| + т) неЬбхода1мо на вход делител  9, имеющего коэффициент делета  К, равный коэффицненту делени  делител  3, в Пу, случа х из k подавать импульсы с периодом следовани  (N|4+l). t и в, k-п, случа х импульсы .с периодом следовани  N t.. Дл  этого в паузах на &ходы установки коэффициента делени  ДПКД 8 подаетс  код числа Ыц с выходов счетчика 4, а на счетный вход импульсы с периодом t с выхода генератора 1 опорных импульсов. Если число Пц, зак оссированное в делителе 3 в момент окончани  импульса t, не равно нулю, то на выходе блока 16 сравнени  кодов в данный момент формируетс  едаогачный потенциал, и коротким импульсом с выхода одновибратора 14, формирующимс  от заднего фронта импульса Г , триггер .13 уста навливаетс  в нулевое босто кие и блокирует элемент 7 И по второму входу. Первый импульс с выхода генератора 1 в паузе Т- на вход ДПКД 8 не поступает. Задним фрон том этого импульса триггер 13 устанавливаетс в единичное состо ние и разрешает поступ ение опорных импульсов на. счепшй вход 1Ц1КД 8. Таким образом, на выходе ДПКД. 8 формируютс  импульсы через интервал, соответствующий 1, периодом t, когорые поступают на вход делител  9 и на вход установкн нул  триггера 13 через элементы 15 и 17. При подсчете делителем 9 Oj импульсов на выходе блока 16 рсавнени  кодов формируетс  нулевой потешщал, блокирующий поступление . импулыхт с выхода ДПКД 8 н вход установки нул  триггера 13. После этого триггер 13 посто нно находитс  в единичном состо нии и на выходе ДПКД 8 импульсы формируютс  через интервал, соответствующий N , периодом л. При подсчете k импульсов на выходе делител  9 (рхетс  импульс, который регистрируетс  счетчиком 10« а на выходах блока 16 сравнени  кодов формируетс  единичный потенциал, снимаюищйблокировку поступлени  импульсов с выхода ДПКД 8 на вход установки нул  триггера 13. При подсчете -следуюащх , k импульсов . делителем 9 аналогично в Пц случа х из k на выходе ДПКД 8 формируютс  импульсы с периодом (Njn + 1) t, а в k-Пц случа х с периодом . Если число п, зафиксированное в делителе 3 в момент окончани  импуль( Т , равно нулю, то на выходе блока 16 сравнени  кодов в течение всей паузы Тформируетс  нулевой потенциал и на выходе ДПКД 8 в течение подсчета делителем 9 k импульсов формируютс  импульсы с периодом , так как тртгггер ,13 посто нно находитс  в единичном-состо нии . В общем случае в интервале Т-Т на выходе делител  9 формируетс  Nf, импульсов с периодом Т , при этом t k Nnk t + n; J-t NO С + ДГп -(Nn ) где nj - число импульсов, подсчитанных делителем 9 к моменту окончани  паузы Скважность -импульсов Q, равна  отношению периода следовани  входных импульсов к делительности входных импульсов может быть определена как f II 1 т Лт-г). (.УТ-) kt n f - г kV , Таким образом, дл  определени  целого значени  скважности необходимо пс/дсчитать Nf, импульсов с выхода делител  9 счетчиком 10 с начальной установкой в едшшцу. Дробна  часть скважности соответствует числу п импульсов, подсчитанных делителем 9 к моменту окончани  паузы Т- Т С приходом следующего входного импульса от положительного перепада запускаетс  одновибратор 11, формирующий короткий положщельный импульс, передним фронтом которого прсноводитс  запись в регистр 18 пам ти кодов чисел N,,+1 и п,, с выходов счетчика 10 и делител  9, а задним фронтом производитс  установка триггера 13 в единичное состо ние, делителей 3 и 9, счетчика 4, ДПКД 8 - в нулевое состо ние, а счеттака 10 - в состо ние соответствующее коду числа 1, и процесс измерени  скважности продолжаете } . Есди вз ть коэффициент делени  k дели телей 3 и 9 кратным 10, то с помощью данного измерител  можно определ ть скважность импульсов с точностью до дробного чис ла, кратного 10. Таким образом, за счет введени  в устройство новых узлов при формировании импульсов в паузах между входными импульсами учитываетс  не только число импульсов, подсчитанных во врем  импульса первым счетчиком с выхода первого делител , но и число опорных импульсов, подсчитанных первым делнтелем в момент окончани  входного импульса. Это дает возмо |с ость формировать импульсы с периодом следовани , равным де лктелькости входного импульса, с точностью до периода импульса опорного генератора в то врем , как в известном устройств mfoop I импульсов формируетс  с точностью до периода выходных импульсов делител . Кроме того , за счет осуществлени  соответствующих (ж зей при выборе одинаковых козффшщентов делени  первого, и второго делителей пю вл етс  возможность измер л скважносп с точностью до числа, равного коэффициенту делени  делителей, в то врем  как в известном устройстве скважность измер етс  с точностью до целого числа. Формула изобретени  Цифровой измеритель скважности пр моугольных нмпульсов, содержащий генераторе опорных импульсов, выход KOTjqporo подключен к первым входам трвого и вкфого элементов И, второй вход первого из которых соединен с входной шиной, с входом инвертора и с входом первого однови€ атора, выход которого подключен к трвому входу первого элемента ИЛИ, к вхо записи регис тра пам тн н к установочным, входам двух делителей частоты и двух счетчиков, выход первого элемента И подключен к входу первого делител  частоты, выход которого соединен с входом первого счетчика, выход инвертора подключен к второму входу второго элемента И и входу второго одновибрато- ра, выхошл разр дов второго счетчика подключены к первой группе входов регистра пам ти , выходы второго делител  частоты соединены с первой группой входов блока сравнени  кодов, обличающийс  тем, что, с целью повышени  то4ности измерений, в него введены третий и четвертый элементы И, второй элемент ИЛИ, делитель с переменны1у ( козффшщентом делени  и триггер, причем выход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента И и с втоI iM входом первого элемента ИЛИ, выход которого подкпю юн к первому входу триггерт ,. второй вход которого соединен с выхо/г дом четвертого элемента И, а выход - с вто1%1М входом третьего элемента И, выход которого подключен к входу делител  с переменным коэффшщентом делени , информаци«шые входы которого соединены с выходами первого счетчика, установочный входс выходом первото одновибратора, а выход с входом делител  частоты и с пер:вым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго одновис тора, а выход соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого аащслючен к выходу блока сравнет  кодов, втора  группа входов которого соедннена с выходами разр дЬв первого делнтел  частоты, выходы разр дов второго делител  частоты подключены к второй группе входов регистра пам ти, выход второго делител  частоты соединен с входом второго счетчики. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетедьство СССР № 627418, кл. G 04 F- 10/64,1977.
2. 2.Автбрское сввдетельство СССР № 761927, кл. G 04 F 10/04, 1978.

   6X0