Дифференцирующе-сглаживающий частотомер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2625I3

Со!оз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл, 42птз, 3/00

Заявлено 02.И1.1968 (№ 1254920118-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.1.1970, Бюллетень ¹ 6

Дата опубл икования описания 13Л".1970

Комитет IIo делам изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР мпк G 063

УД К 681,355 (088.8 ) Ав;ор изсбретения

И. И. Холкин

Заявитель

ДИФФЕРЕНЦИРУ1ОЩЕ-СГЛАЖИВАЮЩИЙ ЧАСТОТОМЕР

Изобретение огносится и области преобразования частотно-импульсных сигналов в код.

Известные дифферечцирующе-сглаживающие частотомеры, содержаш,пе основной и дополнительный реверсивные счетчики и распределители импульсов, двоичные умножители, устройство для разнесения совпадающих импульсов, вычитающее усгройство, облада!от неудовлетворительной точносгью при измерении сигналов, которые могут временно пропадать.

Предлагаемый частотомер отличается от известных тем, что он содержит пороговый переключатель, причем входы дополнительного реверсивного счетчика через вычитающее устройство и дополнительный распределитель подключены к выходам порогового переключателя, выходы вычитающего устройства и дополнительного ухтножителя через основной распределитель подсоединены ко входам основного реверсивного счетчика, коммутируемые входы порогового переключателя соединены с выходом устройства для разнесения совпадающих импульсов, первый вход которого подключен к выходу основного двопчного умножителя, а второй вход устройства для разнесения совпадающих импульсов соединен со входом частотомера, первый управляющий вход пороговото переключателя подключен к одному из выходов дополнительного умножптеля, второй управляющий вход порогового переключателя подключен к другому выходу дополнительного умножителя.

Кроме того, для повышен!!я Iочности устройство содержит пороговый перекл!очатель с вычитающим устройством, коммутирующим триггером и импульсно-потенциальными вентилями, причем выходы первого вычитающего устройства соединены через ключ с вычитающим входом второго вычитающего устройства, сум10 мирующий вход которого соединен с одн!р! из выходов дополнительного ух!но>кителя, входы первого вычитающего устройства подключены к импульсным входам вентилей, а потенциальные входы вентилей соединены с выходом ком15 мутирующего триггера, входы которого подключены к выходам второго вычитающего устройства.

Это позволяет повысить помехоустойчивость частотомера за счет запоминания закона изме20 пения полезного сигнала и воспроизведения текущего цифрового значения псследцего во время пропадания сигнала илп действия номе большей амплитуды, На чертеже изображено предлагаемое ycr25 р ойство.

Устройство включает собственно частотомер

1, содержащий основной реверсивный счетчик

1, дополнительный реверспвный счетчик 2 с цепью обратной связи от знакового триггера,3, ЗО двоичные умножители 4 !I 5. вычитающее уст262543

30 ройство б, распределители 7 и 8 импульсов, узел 9 для разнесения совпадающих импульсов, и пороговый переключатель II, в который входят два вычитающих устройства, содержащих триггеры 10 и 11 с вентилями 12, 18, 14 и

15, коммутирующий триггер 16 с вентилями 17, 18 и ключ 19.

Частотомер работает следующим образом.

С начала измерения сигнала F„(i) до окончания переходного процесса ключ 19 разомкнут, и триггеры 11 и 16 под действием управляющего сигнала Fy p находятся В единичном состоянии, вследствие чего вентили 17 и 18 открыты, и частоты F„(t) и .Р, (t) через узел 9 поступают на входы частотомера.

Работа устройства в этом режиме аписывается системой уравнений

)(,„„,«) „ (y,«)-)-г.(-.) — г,«)) (;

К,„„, (-.) = (Р„() — Р, ()) Шх;

F4 () о ВЫХ1 ()

F4 (E): 1)ОЛ вЫхг (t) где 11, п — числа разрядов в счетчиках 1 и 2;

У,„„, (t) N,„x, (t) — текущие значения чисел в счетчиках 1 и 2, представленные в прямо«м коде с фиксированной запятой, Запись уравнений в операторной форме

Л)..„» ) =,, (F(P)+ F(P) —,(P)I выход () = о, (1 х() F4(P)); ) (2)

F () = о) вых1()1

1 о (P) = 1 о)хвыхг (P) !

Значения 1Ч,„„, (Р), У,„„г (Р), являющиеся корнями уравнения (2), имеют вид у р х() 1+ г выход() — р 1+ру +рву у ()

Ф Р=РТ )., 4

F, 1+.,,T, () 251 где Т,=

Го

2 2

Т,= о

Наличие оператора P в уравнении (4) указывает на возможность использования значения N,„„, (t) для оценки производной сигнала

F» (t), а равенство первых двух коэффициентов в уравнении (3) указывает на отсутствие в частотомере ошибки по скорости при измерении сигнала FÄ (t).

Таким образом, при измерении линейно-изменяющихся сигналов по окончании времени переходного процесса динамическая ошибка в преобразователе отсутствует, и частота F4 (t) автоматически вырабатывается равной частоте

F„ (t), что соответствуе(нулевому сигналу на выходе вычитающего устронстза б.

Очевидно, что при этом значения V,,) ()

N,„,2 (t) не изменяются, если через вентили

17 и 18 отключить сигналы F (1), F4 (t). На этом и основан эффект запоминания в частотомере, который состоит в том, что по окончании переходного процесса ключ 19 замыкается вручную или по сигналу от соответствующего разряда делителя частоты двоичного умножителя.

Если после этого сигнал F„(i) пропадаег или имеет заведомо ложное значение, причем выполняется неравенство F„(t) — F, (t) f)) Fy„p, (5) то триггер 16 в указанные моменты времени устанавливается в нулевое состояние, и ложный сигнал не проходит через вентили 17 и 18 на вход частотомера.

В это время текущее численное значение частоты изменяется по линейному закону, определяемому величиной производной, вычисленной до момента переключения триггера 16.

После появления сигнала Р (t) при условии невыполнения неравенства (5} измерение производится обычным образом в соответствии с выражениями (3) и (4) .

Допустимое время пропадания сигналы

F» ((.), определяется уровнем помех, искажающих точное значение производной частоты

F„ (i), и временем, в течение которого закон изменения остается линейным.

Предмет изобре1ения

1. Дифференцирующе-сглаживающий частотомер, содержаший основной и дополнительный реверсивные счетчики и распределители импульсов, двоичные умножители, устройство для разнесения совпадающих импульсов, вычи1ающее устройство, от ычати(ийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, он содержит пороговый переключатель, причем входы дополнительного реверсивного счетчика через вычитающее устройство и дополнительный распределитель подключены к выходам порогового переключателя, выходы вычитающего устройства и дополнительного умножителя через основной распределитель подсоединены ко входам основного реверсивного счетчика, коммутируемые входы порогово(о переключателя соединены с выходом устройства для разнесения совпадающих импульсоз, первый вход которого подключен к выходу ссновного двоичного умножителя, а второй вход устройства для разнесения совпадающих импульсов соединен со входом частотомера, первый управляющий вход порогового переключателя,подключен к одному из выходов дополнительного умножителя, второй управляющий вход порогового переключателя подкл)очен к другому выходу дополнительного умно«жителя.

2. Устройство по п. 1, отлиыюи(ееся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит пороговый переключатель " вычитающим

262513

Составитель 3. Г. Дунаева

Техред Л. В. Куклина Корректор I. И. Тарасова

Редактор Т. Иванова

Заказ 1236/9 Тираж 500 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва 7К-35, Раушская наб., д. 4)5

Типография, пр. Сапунова, 2 устройством, коммутирующим триггером и импульсно-потенциальными вентилями, причем выходы первого вычитаюшего устройства соединены через ключ с вычига1ощим входом второго вычитающего устройства, суммирующий вход которого соединен " одним из,выходов дополнительного умножителя, входы первого вычитающего устройства подключены к импульсным входам вентилей, а потенциальные входы вентилей соединены с выходом коммутирующего триггера, входы которого подключены к выходам второго вычитающего устройства.