Устройство для допускового контроля частоты

 

Изобретение относится к импульсной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет многоуровневого контроля входной частоты . Поставленная цель достигается тем, что в устройтсво допускового контроля введены регистры памяти и элемент ИЛИ. Устройство также содержит формирователь, триггеры, элементы И, дешифратор, элемент ИЛИ, преобразователь длительность импульса - код, содержащий генератор импульсов , элемент И и счетчик импульсов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ж» 1781633 А1 (я)5 G 01 R 23/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Г -„-„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ",,","„,"","" м, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3»

Э»

1»

1 (21) 4862273/21 (22) 22.08.90 (46) 15.12.92. Бюл. М 46, (72) Г.А.Голубь, В.С.Зимин и М.И.Ситников (56) Авторское свидетельство СССР

М 1499465, кл. Н 03 К 5/26, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО

КОНТРОЛЯ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к импульсной технике. Целью изобретения является расИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах ав, томатизированного контроля частоты, Известно устройство для допускового контроля частоты, содержащее четыре формирователя импульсов, два ждущих мультивибратора, восемь триггеров, три элемента

ИЛИ, два элемента Запрет, элемент задержки, два элемента И. Это устройство позволяет фиксировать равенство значения входной частоты нижнему или верхнему граничному значению, а также нахождение частоты входного сигнала внутри и вне поля допуска. Однако это устройство обладает ограниченной информативностью о текущем значении контролируемой частоты в пределах каждого из полей допуска поскольку лишь фиксирует моменты перехода контролируемого сигнала границ полей допуска, Известен цифровой частотный дискриминатор, содержащий три счетчика импульсов, шесть триггеров, три элемента ИЛИ, мажоритарный элемент и элемент задержки, способный фиксировать отклонение конширение функциональных воэможностей за счет многоуровневого контроля входной частоты, Поставленная цель достигается тем, что в устройтсво допускового контроля введены регистры памяти и элемент ИЛИ. Уст-,, ройство также содержит формирователь, триггеры, элементы И, дешифратор, элемент ИЛИ, преобразователь длительность импульса — код, содержащий генератор импульсов, элемент И и счетчик импульсов. 2 ил. тролируемой частоты сигнала выше или ни-. же средней частоты диапазона, а также момент со впадения опорной и контролируемой частот сигналов.

Если в это устройство включить и счетчиков, и триггеров блокировки, и элементов

ИЛИ, мажоритарный элемент на и входов элемент задержки и и выходных трйггеров, то оно способно "выбирать" вторую по вели- чине частоту из и входных.

При замене и входного мажоритарного элемента элементов И при соответственном соединении входящих в него элементов получается устройство способное фиксировать минимальную частоту из входных частот. То есть при соответствующем построении устройства существует возможность фиксации одной из множества частот, входящих в поле допуска. Между тем, устройство обладает существенным недостатком заключающимся в том, что для выделения сигнала той или иной частоты диапазона требуется перестроение всего устройства, что вызывает определение трудности в его применении, К тому же известное устройство отличается сложностью в реализации поскольку для

1781633 увеличения числа информационных точек о текущем значении частоты контролируемого сигнала требуется пропорциональное увеличение числа его элементов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для допускового контроля частоты, содержащее формирователь импульсов, вход которого соединен с входной шиной, а выход — с первым входом первого триггера, первыми входами первого и второго элементов И и первым входом преобразователя длительность импульса — код. Преобразователь длительность импульса — код содержит последовательно соединен н ые генерато р импульсов, элемент И и счетчик импульсов, разрядные выходы которого являются кодовыми выходами преобразователя и подключены к соответствующим входам дешифратора. Второй вход элемента И является вторым входом преобразователя и подключается к прямому выходу триггера, второй вход которого подключен к выходу переполнения счетчика импульсов, являющегося также выходом переполнения преобразователя, и к первому входу элемента ИЛИ, Выход элемента

ИЛИ подключен ко второму входу второго триггера, первый вход которого соединен с выходом первого и первым входом третьего элементов И, причем выход последнего является шиной индикации превышения частоты входного сигнала. номинальной частоты, Второй вход третьего элемента И соединен с прямым выходом второго триггера и с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И; а второй вход соединен с выходом дешифратора и обьединенным инверсным входом первого и вторым входом второго элементов И, причем выход последнего является шиной индикации о равенстве входной и номинальной частот. Эта шина подключена к инверсионному входу пятого элемента И, выход которого является шиной индикации о том, что частота входного сигнала ниже номинальной, и подключен ко второму входу элемента И. Инверсионные выходы первого и второго триггеров подключены к первому и второму входам шестого элемента И, выход является шиной индикации отсутствия входного сигнала.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства.

При .подаче питания на устройство на вторые входы триггеров 2 и 11 и вход сброса счетчика 8 подается импульс обнуления устанавливающий триггеры 2 и 11 в нулевое состояние на прямйх входах, и счетчик 8 в нулевое состояние на разрядных выходах.

Поскольку цепи прохождения этого импульса не показаны, то авторы тоже сочли нецелесообразным отражать эти цепи на приведенной схеме, Единичные уровни с инверсионных выходов триггеров 2 и 11, совпадая на первом и втором входах шестого элемента И15, формируют на его выходе сигнала fax = О. На выходах всех остальных элементов устройства нулевые уровни. Генератор 6 работает, но его импульсы (частота которых значительно выше f») через элемент И7 на счетный вход счетчика 10 не проходят, так как элемент И7 закрыт нулевым уровнем с прямого выхода триггера 2.

При подаче на входную шину устройства последовательности импульсов частоты

fax. по каждому импульсу этой последовательности формирователь 1 формирует короткий положительный импульс, Первый импульс, поступая на вход сброса счетчика

8, подтверждает сброс его разрядных выходов в нулевые состояния. Этот же импульс, 15

20 поступая через элемент ИЗ (так как на втором входе этого элемента нет запрещающего сигнала с выхода дешифратора 9) на первый вход триггера 11, переводит его в нулевое состояние на инверсионном выходе, в результате чего сигнал f x = 0 на выходе

25 элемента" И15 исчезает. При этом, этим же импульсом в единичное состояние на пря30 мом выходе переводится триггер 2, разрешая тем самым прохождение через элемент

И7 импульсов с вьгхода генератора 6 на счетнь и вход счетчика 8, Далее возмо>кны три варианта режима работы устройства, которые и будут рассмотреныы ниже.

Если fox < 4, то при формировании счет-, чиком 8 кода, соответствующего f> (а формирование его возможно потому, что Тн < Т», где Тн и Т» — периоды номинальной и входной частот), на выходе дешифратора 9 формируется импульс. Этот импульс, проходя через элемент И13, ввиду присутствия на

40 лее через элемент И14 (на его икверсионном входе нет запрещающего сигнала) на шину индикации о том, что частота входного сигнала меньше номинальной частоты. Этот сигнал поступает. через элемент ИЛИ 10 на второй вход триггерэ 11 и переводит его в нулевое состояние на прямом выходе, завершая тем самым цикл сравнения частот для случая 4» < fH. С приходом очередного импульса 1» цикл сравнения повторяется.

Если f-„x < fH, сигнал на выходе дешифратора

9 не формируется из-за того, что Т» < Т> и код на выходе счетчика 8 не достигает значения, соответствующего Т . Первый им50

45 его первом входе разрешающего сигнала с прямого выхода триггера 11, поступает да1781633 пульс с выхода формирователя 1, проходя через элемент И 3, переключает триггер 11 в единичное состояние на прямом выходе, открывая тем самым элемент И12, для прохождения через него второго и последующих на этом участке импульсов формирователя 1 на шину индикации о том, что частота входного сигнала выше номинальной.

Если fax = fH, то первый импульс этого участка, проходя через элемент ИЗ, подтверждает единичное состояние на прямом выходе триггера 11. Второй и последующие импульсы этого участка с формирователя 1

10 совпадают с импульсами с выхода дешиф15 ратора 9, сформированными по достижении кода на выходе счетчика 8 значения, соответствующего Тн. Импульс с выхода дешифратора 9 закрывает элемент ИЗ, мирователя 1 на шину индикации превышения частоты входного сигнала номинальной, и разрешает прохождение этих импульсов через элемент И 4 на шину

25 индикации равенства частоты входного сигнала номинальной частоте, Сигнал с этой шины подается на инверсионный вход элемента И 14, запрещая тем самым прохождение импульсов с выхода дешифратора 9, 30 поступающих через элемент И 13 на первый вход элемента И 14.

Если импульсов fax нет, то сброс счетчика 8 в нулевое состояние на разрядных выходах не происходит и счетчик 8

35 продолжает заполняться до появления сигнала переполнения, который, поступая на второй вход триггера 2 и через элемент 10 на второй вход триггера 11 переводят их в единичное состояние на инверсных выхо40 дах, тем самым формируя сигнал отсутствия входного сигнала на выходе элемента И

15, Таким образом, известное устройство позволяет однозначно классифицировать

4х только по четырем признакам: fax = 0;

f„< tH, fax > fH fH < fax с формированием сигналов, соответствующих указанным соотношениям частот на трех выходах устройства и с формироватием сигнала fax = 0 при пропадании входного сигнала или уходе его 50 частоты за пределы границ допуска (fwaxc, мин).

Устройство не имеет возможности индикации величины отклонения частоты

55 входного сигнала от номинальной внутри интервала допускового контроля.

Между тем, в ряде случаев для устройств, меняющих режим своей работы в процессе функционирования, возникает необходимость дополнительного контроля чапрепятствуя прохождению импульсов фор- 20 стоты, То есть, при переходе к другому режиму работы контролируемого устройства требуется изменение степени контроля частоты входного сигнала за счет оперативного изменения границ допуска в пределах максимального допускового интервала частот (смаке — мин), Такая задача может быть решена при создании многоуровнего контроля за счет увеличения числа точек контроля частоты входного сигнала в пределах допусковых границ устройства допускового контроля чаСТОТЫ.

Многоуровневой контроль позволяет оценивать динамику вхождения контролируемого устройства в соответствующий режим работы, а также осуществлять по результатам такого контроля процесс оперативного изменения параметров или управления.

Так, например, подключение к электромагнитному генератору переменного тока мощной нагрузки влечет за собой снижение частоты его сигнала вплоть до выхода за границу допуска. Известное устройство допускового контроля в этом случае формирует сигнал соответствующий отсутствию входного сигнала fax = О, что íà самом деле может оказаться не достоверным. Между тем, наличие более "грубого" допускового контроля помимо имеющегося точного позволяет оценить текущее состояние генератора и принять соответствующее решение в зависимости от того вернется ли частота генератора в границу более точного допуска или в дальнейшем будет превышена граница и более "грубого" допускового контроля, При этом оказывается, что реализация такого рода многоуровневого контроля в известном устройстве затруднительна, поскольку потребует использования нескольких подобных устройств, каждое из которых должно быть предназначено для контроля частоты входного сигнала в своем диапазоне допуска, что мало по себе слишком усложняет устройство контроля;

Помимо изложенного известное устройство обладает еще одним существенным недостатком.

При использовании этого устройства в качестве частотного дискриминатора, не смотря на то, что на его шинах индикации сигналы имеют ту же частоту и форму, что и входной сигнал, тем не менее, наличие таких сигналов на соответствующих шинах индикации по существу является лийь информацией о равенстве частоты входного сигнала номинальному значению, или фиксирует только знак отклонения частоты входного сигнала от номинала без определения величины этого отклонения. Таким

1781633 образом, отсутствие информации об истинном значении отклонения частоты входного сигнала от номинальной в пределах дискриминаторной характеристики — в данном случае в границах допускового контроля — не дают основания говорить о формировании в устройстве допускового контроля частоты даже кусочно — линейной дискриминаторной характеристики. В данном случае в этом устройстве реализована характеристика релейного типа. Хотя такая характеристика и позволяет в отдельных случаях использовать известное устройство в качестве частотного дискриминатора, тем не менее, знаковый метод индикации отклонения частоты OT номинальной существенно сужает область применения известного устройства. Следует отметить и еще одно немаловажное замечание, Частотный дискриминатор на базе известного устройства допускового контроля частоты черезвычайно узкополосен поскольку его использование для подстройки частоты иного номинального значения ведет к исключению симметричности его релейной характеристики. Восстановление симметричности требует существенных изменений в самом устройстве связанных каждый раз поворотом параметров счетчика 8, дешифратора 9, а возможно и частоты тактового генератора импульсов 6.

Таким образом, недостатком известного устройства является его низкие функциональные возможности, связанные с трудностями реализации многоуровневого допускового контроля частоты входного сигнала из — за отсутствия промежуточных точек контроля частоты входного сигнала в пределах границ допускового контроля.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства допускового контроля частоты за счет обеспечения многоуровневого контроля частоты входного сигнала, Поставленная цельдостигается за счеттого,что и устройство, содер>кащее формирователь импульсов, вход которого соединен с входной шиной, а выход — с первым входом первого триггера, первыми входами первого и второго элементов И и с первым входом преобразователя длительность импульсакод, который содержит последовательно соединенные генератор импульсов, элемент И и счетчик импульсов, кодовые выходы которого являются кодовыми выходами преобразователя и подключены к соответствующим входам дешифратора, вход сброса счетчика импульсов является первым входом преобразователя, и который подключается к прямому выходу первого триггера, второй вход которого обьединен с первым входом первого элемента ИЛИ и подключен к выходу переполнения счетчика импульсов, являющегося выходом переполнения преобразователя длительность импульса-код, инверсный вход первого и второй вход второго элементов И объединены, инверсный выход второго триггера является шиной индикации отсутствия входного сигнала, отличающееся тем, что с целью

10 расширения функциональных возможностей устройства за счет обееспечения многоуровневого контроля частоты входного сигнала дополнительно выведены первый и второй регистры памяти и второй элемент ИЛИ выход которого подключен к входу обнуления первого регистра памяти, каждый из разрядных выходов которого является шиной индикации коэффициента кратности частоты входного сигнала и частоты формирователя 1, а его вход разреше20 ния параллельной загрузки обьединен со вторым входом первого элемента ИЛИ и подключен к выходу второго элемента И, второй вход которого объединен с инверсионным входом первого элемента И и подключен к выходу генератора импульсов преобразователя длительность импульса— код, выходы дешифратора подключены к соответствующим параллельным входам

30 первого и второго регистров памяти, причем каждый из разрядных выходов последнего является шиной индикации частотного диапазона, вход разрешения параллельной загрузки подключен к выходу второго элемента И и к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым входом второго триггера и с обьединенными вторым входом первого, триггера, выходом переполнен..:я преобразователя и первым входом первого элемента ИЛИ, вы40 ход которого соединен с входом обнуления ментов И, с первым входом преобразователя, первым входом первого триггера и выходом формирователя импульсов.

На фиг. 2 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства допускового контроля частоты, Устройство соде;>жит фбрмирователь 1, импульсов, вход которого соединен с входной шиной устройства, первый триггер 2, первый 3 и второй 4 элементы И, преобразователь 5 длительность импульса-код который содержит последовательно соединенные генератор 6 импульсов, .элемент И 7 и счетчик 8 импульсов, кодовые выходы которого являются кодовыми выхо50

55 второго регистра памяти, второй вход второго триггера соединен с обьединенными

45 первыми входами первого и второго эле10

1781633 нуления счетчика 8 импульсов, и вторым 20

25 ния параллельной записи второго регистра 30

40 зом.

50 дами преобразователя 5 и подключены к соответствующим входам дешифратора 9, первый элемент ИЛИ 10, второй триггер 11, инверсионный выход которого является шиной индикации отсутствие входного сигнала, первый 12 и второй 13 регистры памяти, соответствующие параллельные входьг которых объединены и подключены к соответствующим выходам дешифратора 9, и второй элемент ИЛИ 14, выход которого подключен к входу общения первого регистра.12 памяти, каждый из выходов которого является шиной индикации коэффициента кратности частоты входного сигнала и фор: мирователя 1. Выход формирователя 1 им. пульсов подключен к первому входу первого триггера 2, к первым входам первого 3 и второго 4 элементов И, первому входу преобразователя 5, которым является вход обвходом второго триггера 11, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 10, вторым входом первого триггера 2, выходом переполнения счетчика 8 импульсов, являющегося выходом переполнения преобразователя 5,. и вторым входом второго элемента ИЛИ 14, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И 3 и с входом разрешепамяти 13, каждый из выходов которого является шиной индикации частотного диапа. зона. Выход первого триггера 2 подключен ко второму входу элемента И 7 преобразователя 5, являющегося его вторым входом

Выход генератора 6 импульсов подключен к инверсному входу первого элемента И 3 и второму входу второго элемента И 14, выход которого к входу разрешения в параллельной записи. Первого регистра 12 памяти и второму входу первого элемента ИЛИ 10, выход которого подключен к входу обнуления второго регистра 13 памяти.

Устройство работает следующим обраПри подаче питания на вторые входы триггеров 2 и 11 и вход сброса счетчика 8 импульсов подается импульс, устанавливающий триггеры 2 и 11 в единичное состояние на инверсных выходах, а счетчик 8 — в нулевые состояния на разрядных выходах (цепи прохождения этого импульса как и в прототипе не показаны). На инверсионном выходе второго триггера 11 уровень логической единицы свидетельствует об отсутствии входного сигнала fQ)(О. На выходах всех остальных элементов устройства нулевые уровни.

Генератор 6 работает, íî его импульсы. (частота которых значительно выше f>< че5

10 рез элемент И 7 на счетный вход счетчика 8 не проходят, так как элемент И 7 закрыт нулевым уровнем с прямого выхода первого триггера 2, Такое состояние устройства сохраняется до момента подачи частотного сигнала 4х на входную шину устройства.

Пусть нэ входную шину устройства поступает последовательность импульсов переменной частоты fg)(. По каждому импульсу этой последовательности формирователь 1 формирует короткий положительный импульс. Первый импульс переключает триггер 2 в единичное состояние на прямом выходе и, поступая на вход сброса счетчика

8 импульсов, "подтверждает" сброс его разрядных выходов в нулевое состоянйе; Этот импульс, поступая также- на первый вход второго триггера 11, переводит его в нулевое состояние на инверсионном выходе.

Сигнал 4 = 0 исчезает. Элемент И 7 открывается (единичным уровнем с прямого выхода триггера 2) и на счетный вход счетчика 8 начинают поступать импульсы с генератора

6.

По мере счета импульсов счетчиком 8 на его разрадных выходах формируется последовательность кодовых комбинаций, представляющих собой последовательность двоичных позиционных кодов, которые поступают на соответствующие входы дешифратора 9 и преобразуются в нем в последовательность двоичных распределительных кодов. Последовательность двоичных распределительных кодов с выходов дешифратора 9 поступает на соответствующие параллельные входы регистров памяти

12 и 13.

Далее рассмотрим различные варианты работы устройства. В случае кратности частаты входного сигнала (4х) и частоты сигнала генератора 6 (fr) г = n,fBx Где и коэффициент кратности, на входах второго элемента И 4 происходит совпадение по времени очередного импульса с выхода формирователя 1 и одного из импульсов с выхода генератора 6.

Импульс на выходе первого элемента И

3 в этом случае не формируется, Результатом совпадения импульсов формирователя 1 и генератора 6.является появление импульса на выходе второго элемента И 4 который, поступая на вход разрешения параллельной загрузки первого регистра памяти 12, осуществляет запись в этот регистр 12 информации поступающей на его параллельные входы с выходов дешифратора 9. Импульс на выходе первого элемента И 3 в этом случае не формируется. .Одновременно импульс с выхода элемента

1781633

И 4 через первый элемент ИЛИ 10 поступает прохождение импульсов генератора 6 через на вход обнуления второго регистра памяти элемент И 7 на счетный вход счетчика 8.

13 и обнуляет его. Таким образом, этим им- Счетчик 8 заполняется и на его.выходах форпульсом на разрядных выходах регистра па- мируется последовательность двоичных помяти 12, каждый из которых является шиной 5 зиционных кодов. Как и в рассмотренном индикации кратности частоты входного сиг- ранее случае коды счетчика 8 преобразуютнала сигналу генератора 6, фиксируется сявдешифраторе9вдвоичныераспредели- двоичный распределительный код, а нали- тельные коды. Счет импульсов счетчика 8 . чие уровня логической единицы на одной из продолжается до момента появления очеэтих шин является информацией о коэффи- 10 редного импульса с выхода формирователя циенте кратности частоты входного сигнала 1, который, проходя через элемент И 3 (пои частоты генератора 6. скольку на его инверсном входе присутству- .

Передкаждымизмерениемимпульсовс ет разрешающий уровень с выхода выхода формирователя 1 счетчик импульсов генератора 6), подается на вход разрешения

8 обнуляется, подготавливаясь к .новому 15 параллельной загрузки второго регистра пациклу измерений., мяти 13, Изменение коэффициента кратности Двоичный распределительный код депри изменении частоты входного сигнала . шифратора 9, сформированный на его выховедет K тому, что к моменту совпадения им- дах к этому моменту времени, заносится пульсов формирователя 1 и генератора 6 в 20 этим импульсом в регистр 13. Этот же им-., счетчике8будетзаписаночислоимпульсов, пульс через элемент ИЛИ 14 подается на соответствующее новому значению козффи- вход обнуления регистра памяти 12 и обнуциента кратности. Преобразованная в 2" - ляет его. разрядный унитарный код на дешифраторе Информация на входе регистра памяти

9, информация о новом значении коэффици- 25 13, а именно уровень логической единицы ента кратности в виде уровня логической на одном из его выходов, представляет соединицы формируется на соответствующей бай информацию о ближайшем по отноше- шине регистра памяти 12. На всех осталь нию к частоте входного сигнала и частоте ных шинах регистров 12 и 13 в это время генератора 6 коэффициента кратности этих установлен уровень логического нуля. 30 частот. Однако, поскольку этот коэффициТаким образом, устройство позволяет ент кратности получен не в результате соводнозначно измерять(контролировать)зна- падения импульсов формирователя 1 и чение входного сигнала в пределах границ генератора 6, то для такого случая можно допускового контроля на текущий момент. сделать однозначный вывод, что на момент времени при условии кратности частоты 35 измерения частота входного сигнала лежит входного сигнала и частоты следования им- в диапазоне частот fr/è > fax > fr/ë+1, о чем пульсов генератора 6, Измеренное значе- свидетельствует уровень логической едининие частоты входного сигнала равно f» = цы на соответствующей шине индикации ча,1Г/и, где и — полученное значение козффи- стотного диапазона регистра памяти:13. циента кратности частот входного сигнала и 40 Последующие отсчеты измеренного значегенератора 6..:. ния частоты входного сигнала формируются . Число точек контроля частоты l опреде- аналогичным образом, Поскольку счетчик 8 ляется йспользуемой разрядностью К счет- к новому моменту измерения обнуляется, то чика 8 и может быть достаточно важно формирование нового отсчета начинается поскольку определяется как I. 2 .. 45 заполнением счетчика 8 импульсами генеК

Теперь рассмотрим случай, когдачасто- . ратора 6 до момента прихода очередного .ты входного сигнала и генератора 6 не крат- импульса формирователя 1. При изменении ны друг другу. частоты входного сигнала общий режим раДопустим, что частота входного сигнала боты устройства практически не меняется о

f» имеет такое значение, что частота следо- 50 чем свидетельствует соседний участок гравания импульсов генератора 6 лежит в ин- фиков, за исключением того, что уровень тервале частот n.f» и (и+1) f», где (n) и (п+1) логической единицы будет сформирован на ближайшие коэффициенты кратности час-, иной шине индикации частотного диапазотот входного сигнала и генератора 6, то есть на регистра 13,что и отражено,где подразуи fax < fr < (n+1) fax. 55 мевается, что сигнал сформирован на иной

В этом случае устройство работает.сле- шине индикации частотного диапазона. дующим образом. Первый импульс с выхода формирователя1обнуляетсчетчик8и пере- Рассмотрим случай, когда в процессе водит триггер 2 в единичное состояние, ко- работы устройства пропадает входной сигторый, таким образом, разрешает нал, 1781633

20

45 KOTQpblA соответствует именно этому значению кратности Тах и Т«н, В случае некратно/ сти частот 4х и ген (Твх КТген) на соответствующем выходе регистра 13 будет получен сигнал, который определяет диапа50 зон частоты между двумя частотами кратноВ этом случае из — за отсутствия очередного импульса с выхода формирователя 1, счетчик 8 заполняется до переполнения.

Импульс переполнения с выхода переполнения преобразователя 5 длительность им- 5 пульса-код через элементы ИЛИ 14 и 10 подается, соответственно, на входы обнуления первого 12 и второго 13 регистров памяти формируя на всех шинах устройства уровень логических нулей. Одновременно с этим импульс переполнения переводит триггеры 2 и 11 в нулевые состояния на их прямых выходах. Этим уровнем триггер 2 запрещает прохождение импульсов генератора 6 на счетный вход счетчика 8 импульсов. 1

Единичный уровень на инверсном выходе второго триггера 11 свидетельствует о пропадании входного сигнала fax.

Дли-.ельность импульсов генератора 6 должна быть выбрана, соответственно равной 10 или 3 нс, При использовании микросхем иной серии длительность импульсов генератора 6 может быть подобрана для конкретной реализации устройства.

Длительность импуьсов формирователя

1 выбирается равной (1,8„,1;9) времени пе-" реключения логических элементов И 3, И 4, то есть г,р = (1,8...1,9) г,р .

Сигнал кратности на выходе элемента И

4 будет формироваться только в случае, когда импульс с выхода генератора 6 длительности tnp будет совпадать по времени с импульсом с выхода формирователя 1 и лежать целиком в пределах его длительности тор = t>p (1,8,;,1,9).При этом, благодаря выбранным соотношениям длительностей импульсов генератора и формирователя, сигнал некратности на выходе элемента И 3 формироваться не сможет, поскольку длительности входных сигналов для описывае- 4 мых случаев на входах элемента И 3 оказывается меньше времени его переключения, Формирование сигнала некратности частоты на выходе элемента И 3 будет происходить в случае несовпадения временного положения импульсов генератора 6 и формирователя 1. а также при выходе заднего, или переднего фронта импульсов генератора 6 за пределы импульса формирователя

1. При этом, сигнал кратности на выходе элемента И 4 формироваться не будет, поскольку, как и в ранее описанном случае, длительность совпавших частей импульсов генератора и формирователя, поступающих 5 на входы элемента И 4, менее времени срабатывания этого элемента. Регистры 12 и 13 дают оценку частоты входного сигнала до момента переполнения счетчика B. При этом регистр 12 дает количественную оценку астотам, период которых кратен периоду следования импульсов генератора 6, выражающуюся в формировании соответствующего логического уровня на строго on ределенном выходе этого регистра. При отсутствии кратности регистр 12 обнуляется, а регистр 13 дает качественную оценку частоте входного сигнала, заключающуюся в том, что соответствующим логическим уровнем на одном из своих выходов указывает частотный диапазон между. соседними частотами кратности в котором лежит частота контролируемого входного сигнала, Если импульсов fax нет (пропали в процессе работы устройства), то сброс счетчика

8 в нулевые состояния на разрядных выходах не происходит, счетчик 8 продолжает заполняться и при его заполнении на выходе переполнения появляется сигнал переполнения, Этот импульс осуществляет формирование на инверсном выходе триггера 11 уровень логической единицы, что соответствует принятию устройством решения о том, что частота входного сигнала равна нулю, Если частота входного сигнала больше частоты генератора (Тех < Тген), информация об этом в виде уровня логической единицы появится на первом выходе регистра 13, что соответствует принятию устройством решеНИЯ, ЧтО 0 < Твх < Тген (fax > 1ген), ПРИ ЭТОМ, хотя не определяется величина на сколько период Тах меньше периода Тген., из получаемой информации ясно, что частота входного сигнала находится выше верхней границы контролируемого частотного диапазона устройства.

Если 1вх < ген (то есть Tax > Тген), то устройство для допускового контроля частоты произведет анализ величины отклонения значения fax от 1ген. При этом, в случае кратности частот 1вх и ген (Tax = Тген) на регистре 12 формируется сигнал на том выходе„ сти в пределах которого лежит частота входного сигнала, В момент поступления входного сигнала работа устройства восстанавливается.

Таким образом, устройство позволяет однозначно классифицировать fax по 2 прик знакам кратности частот входного сигнала и генератора б (где К вЂ” разрядность счетчика

8 импульсов), а также по 2 признакам попадания частоты входного сигнала в on15

178 1633

16! ределенный частотный диапазон в пределах границ допускового контроля частоты, а также фиксировать момент пропадания входного сигнала. При необходимости в качестве номинальной может быть выбрана любая из частот диапазона допускового контроля,для которой частота генератора 6 является кратной.

При использовании предлагаемого устройства в качестве частотного дискриминатора реализуется кусочно-линейная дискриминаторная характеристика, где сигналы на выходах регистров памяти являются информацией о положении частоты входного сигнала относительно опорной,в качестве которой используется частота сигналов генератора 6, умножена в устройстве (счетчика 8) на соответствующий коэффициент кратности, Технико-экономический эффект предполагаемого технического . решения по сравнению с противопоставляемым в качестве которого выбран прототип заключается в там, что устройство обеспечивает многоуровневый контроль частоты входного сигнала, что расширяет его функциональные возможности, При этом устройство не отличается сложностью поскольку построено практически на той же элементарной базе что и прототип, Формула изобретения

Устройство для допускового контроля частоты, содержащее формирователь импульсов, вход которого соединен с входной шиной, а выход — с первым входом первого триггера, первыми входами первого и ВТо рого элементов И и с первым входом преобразователя длительность импульса — код, который содержит последовательно соеди.ненные генератор импульсов. элемент И и счетчик импульсов, кодовые выходы которого подключены к соответствующим входам дешифратора, вход сброса счетчика импуль5 сов является первым входом преобразователя длительность импульса — код, второй вход первого триггера соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и с выходом переполнения счетчика импульсов преобра10 зователя длительность импульса — код, инверсный вход первого и второй вход второго элементов И обьединены, второй триггер, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воз15 можностей устройства за счет обеспечения многоуровневого контроля частоты входного сигнала, дополнительно выведены первый и второй регистры памяти и второй элемент ИЛИ, выход которого подключен к

20 входу обнуления первого регистра памяти, вход разрешения параллельной загрузки которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и с выходом второго элемента

И, второй вход которого соединен с выходом

25 генератора импульсов преобразователя длительность импульса — код, выходы дешифратора подключены к соответствующим

I параллельным входам первого и второго регистров памяти, вход разрешения параллель30 ной загрузки второго регоистра памяти подключен к выходу второго элемента И и к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с гервым входом второго триггера, и с вторым входом

35 первого триггера, выход первого элемента

ИЛИ соединен с входом обнуления второго регистра памяти, вторОй вход второго триггера соединен с первым входом первого элемента И, 1781633

° ч

4! Ф +

Составитель Г.Голубь

Редактор В.Трубченко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э.Лончакова

Заказ 4272 Тираж Подnиcноe

ВНИИПИ Государственного комитета Il0 изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101