Устройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Устройство содержит формирователь интервала времени измерений, три бло-. ка анализа приращений, два счетчика, дешифратор, триггер, регистр, выходной цифроаналоговый преобразователь, генератор импульсов, элемент задержки и элементы И, ИЛИ и НЕ. Каждый блок анализа приращений содержит два элемента И, двауэлемента ИЛИ, два счетчика , узел сравнения кодов, два триггера и формирователь импульсов. В процессе работы каждый из блоков анализа приращений сравнивает количество импульсов дифференцируемых частот, поступивших на его первый и второй счетные входы, и сигналами со своих выходов Больше, Меньше и Равно управляет дополнением до равенства поступивших импульсов и сбросом накопленных приращений. При этом первый блок анализа приращений в каждом i-м такте измерений сравнивает приращения импульсов первой и второй дифференцируемых частот, второй и третий блоки анализа приращений сравнивают полученные разности приращений для I ( i, i+1) и (i-1, i)-x тактов измере (Л ний соответственно, а в первом счетчике к концу каждого такта измерений фиксируется текущее значение разности приращений,определяющее значение производной по времени от тразности частот двух частотно-импульсных сиг налов. Таким образом, расширение обN ласти применения достигается за счет О дифференцирования разности частот -4 при одновременном повышении быстро4 действия вычислений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗ06РЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3864268/24-24 (22) 04.03 ° 85 . (46) 30.10.86. Бюл. У 40 (71) Украинский заочный политехнический институт им. И.З.Соколова (72) Э.А.Чернин, В.М.Трохин и Е.Г.Гридина (53) 681.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 982035, кл. G 06 Л 3/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 711586, кл. G 06 G 7/18, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ

ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.

Устройство содержит формирователь интервала времени измерений, три бло-, ка анализа приращений, два счетчика, дешифратор, триггер, регистр, выходной цифроаналоговый преобразователь, генератор импульсов, элемент задержки и элементы И, ИЛИ и НЕ. Каждый блок анализа приращений содержит два элемента И, два„ элемента ИЛИ, два счетчика, узел сравнения кодов, два триггера и формирователь импульсов. В

„80,, 126741) А 1 (504 G 06 F 7/64 G 06 G 7 18 процессе работы каждый из блоков анализа приращений сравнивает количество импульсов дифференцируемых частот, поступивших на его первый и второй счетные входы, и сигналами со своих выходов "Больше", "Меньше" и "Равно" управляет дополнением до равенства поступивших импульсов и сбросом накопленных приращений. При этом первый блок анализа приращений в каждом -м такте измерений сравнивает приращения импульсов первой и второй дифференцируемых частот, второй и третий блоки анализа приращений сравнивают полученные разности приращений для (i, i+1) и (i-1, i)-х тактов измерений соответственно, а в первом счетчике к концу каждого такта измерений фиксируется текущее значение разности приращений,оиределяющее значение производной по времени от разности частот двух частотно-импульсных сигналов. Таким образом, расширение области применения достигается за счет дифференцирования разности частот при одновременном повышении быстродействия вычислений. 1 ил.

1 12674

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в дискретных и цифровых системах автоматического управления различными объектами и технологическими процессами.

Цель изобретения — расширение области применения за счет дифференци ювания разности. ?астот двух частот.— но-импульсных сигналов при повышении быстродействия, На чертеже изображена блок-схема устройства для дифференцирования частотно-импульсных сигналов.

Устройство содержит формирователь

1 интервала времени измерений, первый блок 2 анализа приращений, первый счетчик 3, дешифратор 4, генератор 5 импульсов, элемент НЕ 6, первый, второй, третий и четвертый эле-менты И 7-10, второй блок 11 анализа приращений, пятый и шестой элементы И 12 и 13, первый элемент ИЛИ

14, третий блок 15 анализа приращений, второй счетчик. 16, элемент 17 задержки, второй и третий элементы ИЛИ 18 и 19, регистр 20, цифроаналоговый преобразователь 21, четвертый и пятый элементы ИЛИ 22 и 23 и триггер

24.

Каждый блок 2, 11 и 15 анализа приращений содержит два элемента И

25 и 26, два элемента ИЛИ 27 и 28, два счетчика 29 и 30, узел 3 1 сравнения кодов, формирователь 32 импульсов,.два триггера 33 и 34 и имеет

35 первый и второй счетные входы 35 и 36 первый и второй входы 37 и 38 разрешения счета, первый и второй входы

39 и 40 импульсов дополнения, вход

41 разрешения сравнения и выходы

"Равно" 42, "Больше" 43 и "Меньше" 44.

Кроме того, на чертеже обозначены первый 45, второй 46 и третий 47 выходы дешифратора 4, а также кнопка

48.

Устройство работает следующим образом.

Нажатием кнопки 48 включается в работу формирователь 1 интервала времени измерений, который выдает сигнал "1" и открывает по входам 37 и 38 элементы И 25 и 26 блока 2 анализа приращений для прохождения дифференцируемь?х частот Г» и г. перез элементы ИЛИ 27 и 28 к счетчикам 29 и 30. Если количество импульсов п 9, поступившее в счетчик 29 и и,, по2 ступившее в счетчик 30, одинаково, то

11

4 узел 3 1 .сравнения сбрасывает эти счетчики импульсом с выхода формирователя 32. Если п?д g п 1, то узел 2

31 сравнения определяет, в какой счетчик импульсов поступило меньше, и открывает элементы И 7 или 8 сигналом с выхоцов "Меньше" 44 или "Больше" 43 блока 2 для подачи тактовых импульсов частотой f (на два порядка больше Е» и Е2) от генератора 5 в этот счетчик. Происходит операция первого досчета" импульсов в один из счетчиков 29 или 30 до их равенства. При этом импульсы "досчета" также поступают через элемент ИЛИ 14 в счетчик 29 блока 15 анализа приращений, в котором запоминается разность п := п — п р, на первом инт рвале измерений.

После окончания первого "досчета импульсов сигналом с выхода Равно" блока 2 счетчик 16 совместно с дешифратором 4 подключает вход 36 блока

15 для второго "досчета" (в конце второго интер?зала t, ) в счетчик 30 блока 15, и одновременно с этим импульсом с выхода "Равно" 42 блока 2 опять запускается в работу формирователь интервала.

На втором интервале измерений длительностью Ср опять определяются значения п2 и п в счетчиках 29 и 30

2 2 блока 2 и их разность n>ð и опять происходит досчет" до равенства n2g = п

2.

l l() но количество импульсов досчета запоминается теперь в счетчике

30 блока 15 и счетчике 29 блока 11 (n2g ). Узел ЗЧ сравнения блока 15 определяет,, в какой из счетчиков 29 или 30 блока 15 подать импульсы "досчета, которые одновременно поступят через элемент ИЛИ 18 в счетчик 3.

Таким образом, после второго интервала измерений в счетчике 3 и регистре 20 появится первое значение п> п„ . В конце третьего интервала

1,2 с 3-го выхода 47 дешифратора 4 переключит вход 38 блока 11 на поступление импульсов "досчета" (до равенства п,9 = nl в блоке 2) в счетчик

292 02

30 . Узел 3 1 сравнения блока 11 определит, в каком из счетчиков (29ц или 30„) меньше записано число импульсов и включит досчет" до равенн ства п = пьр . При этом импульсы

I1 н

"досчета поступят одновременно в счетчик 29, где запишется значение

2»п . Так как после отсчета трех интервалов t, счетчик 16 возвращается

1267411 (1) (2) (3) (4) (5) 15 где (f, -Е ) — изменение разности частот f, и fz на двух интервалах измерений.

Если, например, выбрать t, = 1, то Ьп будет равно разности частот в герцах, а величина производной

25 ь(Е, -Е, ) d(fg — и ) =ьп, „;(61) dt

to с размерностью Гц/с.

Знак производной фиксируется на триггере 24, При ьп;,; > 0 триггер

l устанавливается в единичное состояние, а при.ьп;„; (0 обнуляется, L— -""

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получить дифференциал разности частот двух частотноимпульсных сигналов, что расширяет область его применения.

35

Формула из обре те ния

Устройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов, содержащее генератор импульсов, триггер, первый счетчик, подключенный. входом начальной установки к первому выходу элемента задержки, а выходом— к информационному входу регистра, соединенного входом разрешение записи с вторым выходом элемента задержки, а выходом — с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет цифференцирования разности частот двух частотно-импульсных сигналов при повышении быстродействия в него дополнительно введены три блов нулевое состояние, то весь рассмотренный цикл работы, включающий три интервала, повторится. Поэтому в конце каждого интервала измерений устройd(f — т ) ство выдает значение — — - — -- — в

dt виде кода на выходе регистра 20 и соответствующее напряжение на выходе преобразователя 21, Рассмотренные особенности работы . 10 показывают, что ка анализа приращений, второй счетчик, дешифратор, элементы И, ИЛИИ НЕ и формирователь интервала времени измерений, подключенный первым входом запуска к управляющему входу устройства, вторым входом запуска к выходу "Равно" первого блока анализа приращений и счетному входу второго счетчика, а выходом — к входу элемента НЕ и первому и второму входам разрешения счета первого блока анализа приращений, соединенного первым и вторым счетными входами с первым и вторым информационными входами устройства, первым входом импульсов дополнения — с выходом первого элемента И и первым входом первого элемента ИЛИ, вторым входом импульсов дополнения — с выходом второго элемента И и вторым входом первого элемента ИЛИ, входом разрешения сравнения — с выходом элемента НЕ, выходом "Больше" — с первым входом второго элемента И, а выходом Меньше" с первым входом первого элемента И, подключенного вторым входом к выходу генератора импульсов, второму входу второго элемента И и первым входам третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, при этом выход второго счетчика соединен с входом дешифратора, выход первого элемента

ИЛИ подключен к первым и вторым счетным входам второго и третьего блоков

)анализа приращений, а выход третьего элемента И соединен с первым входом импульсов дополнения второго блока анализа приращений и первым входом второго элемента ИЛИ, подключенного выходом к счетному входу первого счет чика, вторым входом — к выходу четвертого элемента И и второму входу импульсов дополнения второго блока анализа приращений, третьим входом — к выходу пятого элемента И и первому входу импульсов дополнения третьего блока анализа приращений, а четвертым входом — к выходу шестого элемента И и второму входу импульсов дополнения третьего блока анализа приращений, соединенного выходом "Равно" с первым входом третьего элемента ИЛИ, выхо— дом "Больше" — с вторым входом шестого элемента И и первым входом четвертого элемента ИЛИ, а выходом "Мень ше" - с вторым входом пятого элемента

И и первым входом пятого элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к выходу

"Меньше" второго блока анализа прираБ 12б74 щений и второму входу третьего элемента И, а выходом — к единичному установочному входу триггера, выход которого является выходом знака производной устройства, а вход об>нуления соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, подключе >ого вторым входом к второму входу четвертого элемента И и выходу "Больше" второго блока анализа приращений, соединенно- >О го выходом Равно" с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу элемента задержки и входу обнуления регистра, при этом втррой блок анализа приращений соединен входом разрешения сравнения с первым выходом дешифратора и первым входом разрешения счета третьего блока анализа приращений, второй вход разрешения счета которого подключен к второму выходу дешифратора н первому входу разрешения счета второго блока анализа приращений, соединенного вторым входом разрешения счета с третьим выходом дешифратора и входом разрешения сравнения третьего блока анализа приращений, причем каждый блок анализа приращений содержит два элемента И, два элемента ИЛИ, два счетчика, узел сравнения кодов, два триггера и формирователь импульсов, при этом первый элемент И соединен входами с первым счетным входом и

1 t Ь первым входом разрешения счета блока анализа приращений, а выходом— с первым входом первого элемента ИЛИ,. подключенного вторым входом к первому входу импульсов дополнения блока анализа приращений, а выходом — к счетному входу первого счетчика, соединенного выходом с первым входом узла сравнения кодов, подключенного вторым входом к выходу второго счетчика, выходом Равно" — к входу формирователя импульсов, а выходами

"Больше" и "Меньше" — к информационным входам первого и второго триггеров соответственно, входы разрешения записи которых соединены с входом разрешения сравнения блока анализа приращений, входы обнуления с выходом >ормирователя импульсов, выходом "Равно" блока анализа приращений и входами обнуления счетчиков, а выходы — с выходами "Больше" и

"Меньше" блока анализа приращений соответственно, причем счетный вход второго счетчика подключен к выходу второго элемента ИЛИ, соединенного первым входом с вторым входом импульсов дополнения блока анализа приращения, а вторым входом — с выходом второго элемента И, входы которого подключены к второму счетному входу и второму входу разрешения счета блока анализа приращений.

Составитель С.Казинов

Редактор M.Ïåòðoâà Техред >.Коданич

Корректор N. Демчик

Подписное

Заказ 5775/47 Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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