Частотный дискриминатор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

264779

Сове Советских

Социвлистичвоких

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05.VI11,1967 (№ 1178193/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 03.111.1970. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 17Л11970

Кл. 42m: „7,"02

МПК G 06f

УД К 681.3.056 (088.8) Килитет ло делам изобретений и открытий ври Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. В. Топорков и H. В. Черней . ":3

Специальное конструкторское бюро систем автоматическогр управл4йию -""

, 1к „л Я 0 Т g P

Заявитель

ЧАСТОТНЫЙ ДИСКРИМИНАТОР

» — пз откуда Af= изб

Предлагаемое изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в цифровых системах регулирования для определения величины и знака рассогласования двух сравниваемых частот в дискретные моменты времени.

В известных частотных дискриминаторах, использующих способ подсчета импульсов сравниваемых частот за фиксированный промежуток,времени с помощью двоичных счетчиков с последующим досчетом их до переполнения, требуется выделение значительного времени на процесс досчета (дополнение) счетчиков в случае, когда записываемые числа невелики по сравнению с модулем счетчиков и схема критична к частоте.

В предлагаемом частотном дисириминаторе время определения величины и знака рассогласования измеряемых частот сокращено благодаря применению логических ячеек типа

«И», позволяющих путем добавления к счетчикам дискриминатора постоянного числа значительно уменьшить время, необходимое для досчета счетчиков.

Схема частотного дискриминатора изображена на черте>ке.

Он содержит двоичные счетчики 1 и 2, триггеры управления 8 и 4, триггер знака 5, дешифратор несоответствия б, генератор 7 дополняющих импульсов, схемы-ячейки совпадения 8 — 15, логическую схему-ячейку «ИЛИ—

НЕ» !б, входные клеммы (входы) 17 — 19, на которые поступают циклические команды управления от блока команд, элемент (линню) з а дер >к к и 20.

5 Принцип работы частотного дискриминатора состоит в следующем.

В течение времени измерения t„„, импульсы одной из сравниваемых частот /1 поступают в счетчик 1, другой f> — в счетчик 2, За вре>мя из10 мерения в счетчиках образуется два числа:

nl и 2е, пропорциональные входным частотам

/1 п !2, причем n j> t„„,; n — j t„зи.

Рассогласование частот f=fi — f (при условии, что !1)Я пропорционально разности

15 чисел ni и»2.

»1 — »л — — Ь. !..„— 4 !.зз, = (f — )е) !.„, = Ж !.„„

20 (время измерения /„„, — величина постоянная).

Для определения разности чисел»i н» производят одновременное дополнсннс (досчст) счетчиков дискриминатора импульсами досчс25 та до переполнения от генератора 7. При этом фиксируют количество импульсов, необходимых для досчета, одного из счетчиков, когда другой уже переполнен, или время между нмпульсамн переполнения одного и другого счег30 чиков (первым переполнится тот нз счетчиков, в котором записано большее число).

264779

О знаке рассогласования судят по тому, какой из счетчиков переполнится раньше.

С целью ускорения получения разности чисел до переполнения одного из счетчиков перед каждым импульсом досчета производят опрос состоян ий триггеров соответствующих разрядов счетчиков и добавление одного и того же числа в эти разряды в случае их равенства нулю.

Поразрядньш опрос соответствующих разрядов счетчиков производится с помощью логических ячеек 8, количество которых равно количеству разрядов, счетчиков. В исходном состоянии счетчики 1 и 2 и триггеры управления 8 и 4 находятся в нулевом состоянии. При этом на нулевых плечах триггеров 8 и 4 присутствует высокий отрицательный потенциал, являющийся разрешающим для ячеек 10 и 12.

На потенциальном входе ячейки 14 также имеется разрешающий сигнал с выхода ячейки 1б при í„8 и 4.

Разрешающий потенциал с дешифратора несоответствия б поступает на ячейку 15 в случае, если триггеры управления 8 и 4 находятся в состоянии несоответствия (один в нуле.вом, другой — в единичном). Состояние триггера знака произвольное.

Каждая из логических ячеек 8 имеет три входа и один выход. Одни из входов объединены и на них через ячейки 18 и 14 поступают импульсы от генератора досчета 7, Два дру?их входа каждой из ячеек 8 соединены с одноименными (единичными) плечами триггеров соответствующих разрядов счетчиков 1 и 2.

Выходы каж дой из ячеек 8 соединены с единичными входами этих же триггеров. Импульсы досчета от генератора 7 одновременно поступают на объединенные, входы ячеек 8 и через линию задержки 20 на счетчики 1 и 2. Таким образом, импульсы,досчета прежде, чем поступить в счетчики, подаются на ячейки 8 в качестве стробирующих импульсов.

Командой К> по входу 17 триггеры управления 8 и 4 устанавливаются в нулевое состояние (счетчики 1 и 2 автоматически устанавливаются в нулевое состояние при переполнении). Импульсы сравниваемых частот f< и 1 подводятся к ячейкам 9.

В течение времени действия команды К на входе 18, равного времени измерения t„„„, на ячейках 9 имеется разрешающий сигнал. Одна из сравниваемых частот /1, поступает в счетчик 1, другая f — в счетчик 2.

По окончании дейспвия команды К ячейки

9 закрываются, и доступ измеряемых частот в счетчики прекращается. Пр и этом в счетчиках образуются два числа — n> и п, пропорциональные входным частотам.

Дополнение счетчиков импульсами дасчета производится по команде К по входу 19, в течение времени действия которой на ячейках

9 и 18 имеется разрешающий потенциал. Через ячейки 18, 14 (на втором входе ячейки

14 присутствует разрешающий сигнал от ячейки 1б, так как триггеры 8 и 4 находятся в ну60

Второй имлульс досчета добавит единицы в третьи разряды счетчиков:

1 — 1111111;

2 — 0011111.

Этот же импульс после линии задержки приводит к следующему состоянию счетчиков:

1 — 0000000;

2 — 1011111, левых, состояниях) импульсы от генератора 7 поступают на ячейки 8 в качестве стробирующих импульсов, а также через линию задержки 20 и открытые ячейки 10 — на счетные входы счетчиков.

При поступлении стробирующего импульса на ячейки 8 те триггеры разрядов, счетчиков, которые соответственно находятся,в нулевом состоянии, перебрасываются в единичное сос1р тояние импульсом, который появится на выходе ячейки 8. Это соответствует добавлению к числам в счетчиках одного и того же числа.

Опрос поразрядных состояний счетчиков про|изводится перед каждым им пульсом до15 счета до переполнения о диого из счетчиков, так как после подсчета каждого входного импульса меняется состояние счетчиков.

Из приведенного ниже, примера видно, насколько уменьшается время, необходимое для

2р досчета (переполнения) одного из счетчиков.

Предположим, что в счетчиках после заполнения от частот f и f записаны такие числа (младшие разряды слева): в 1-ом — 0001001;

25 во 2-ом — 1010001.

Чтобы переполнить счетчик 1, в котором записано большее число, при обычной схеме необходимо послать следующее количество дополняющих импульсов:

1110110+1 = 1.2О+ 1.21+ 1 2 - + 0 2з+

+1 2 +1 2 +0.2 +1=56,им пульсов.

Тогда время досчета t,,o„áóäåò равно:

1досч = 56 7 досч где Т„,„ — период следования импульсов досчета.

В предлагаемой схеме для досчета (переполнения) первого счетчика необходимо послать всего два импульса. Действительно, первый импульс от генератора досчета 7 доба|вит единицы в те разряды обоих счетчиков, у коTopbIx нулевые состояния совпадали, и в счет45 чи ках будут записаны такие числа: в 1-ом — 0101111; во 2-ом — 1110111.

Этот же импульс после линии задержки по50 ступает на счетные входы счетчиков и добавляет к содержащимся в них числам по единице:

1 — 1101111;

2 — 0001111.

264779

1О

15 го г5 зо

Таким образом, в данном примере время, необходимое для досчета (переполнения) одного из счетчиков, уменьшилось в 28 раз.

После переполнения счетчика 1 через соответствующую ячейку 11 импульс переполнения (переноса) перебросит триггер управления 8 в единичное состояние, а через ячейку 12 перебросит триггер знака 5 или подтвердит его состояние. При переходе триггера 8 в единичное сос1ояние снимается разрешающий потенциал с ячеек 14 (через ячейку 1б), 10 и 12 и тем самым прекращается доступ импульсов досчета в счетчик 1 и стробирующих импульсов на ячейки 8, а также блокируется второй единичный:вход триггера знака 5, в результате чего исключается повторный переброс в нем,при переполнении счетчика 2.

С момента переброса одного из триггеров управления в единичное состояние производится фиксирование величины рассогласования сравниваемых частот. Так как триггеры управления 8 и 4 находятся в состоянии несоответствия, с выхода дешифратора несоответствия б поступает разрешающий потенциал на ячейку 15. На,выходе ячейки 15 появляются импульсы, пропорциональные Af с частотой f,.

IIIplH переполнении второго счетчика через открытую ячейку 11 происходит переброс в единичное состояние триггера управления 4, сННмающего разрешающий потенциал с ячеек И и 12. Доступ импульсов досчета (дополнения) в счетчик 2 прекращается.

Теперь оба триггера управления 8 и 4 находятся в единичном состоянии, на выходе дешифратзра несоответствия б нет разрешающего потенциала для ячейки 15, следовательно,,на выход этой ячейки импульсы от генератора 7 не пройдут. Количество импульсов, зафиксированное с;выхода ячейки 15, равно числу импульсов, необходимых для переполнения второго счетчика после того, как один из ни.; уже переполнился. Это число импульсов характеризует .величину рассогласования сравниваемых частот. Положение триггера знака 5 указывает на знак рассогласования.

Применение в частотном дискриминаторе достаточно простых логических ячеек 8 позволяет значительно уменьшить время, необходимое для определения величины и знака рассогласования сра вниваемых частот.

Предмет изобретения

Частотный дискриминатор, состоящий из двух двоичных счетчиков, двух триггеров управления, триггера знака, генератора до полня|ощих импульсов и логических ячеек, отличтои ийоя тем, что, с целью сокращения времени определения величины и знака рассогласования измеряемых частот, одноименные нулевые выходы триггеров соответспвующих разрядов обоих счетчиков попарно подключены к двум входам соответствующей им ячейки типа «И», третий вход которой через логические ячейки соединен с генератором дополняющих импульсов, а выход каж дой ячейки типа «И» соединен с единичными входами соответствующей,пары триггеров.

264779

Составитель В. Е. Вал|ожеиич

Редактор Б, С. Нанкина Текред 3. Н. Тараненко Корректор В, Трутнев

Заказ 1561/18 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобрстепий и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская паб., д. 4 5

Типография, пр, Сапунова, 2