Дифференцирующее устройство

 

Мюз Советник

Социалистических

Республин

ОП ИСАЙКЕ

ИЗОБРЕтИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 478334 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.09.73 (21) 1957917/18-24 с присоединением заявки № 1957916/18-24 (23) Приоритет

Опубликовано 25.07.75,6толлетень №27

Дата опубликования описания 05.08.75 (51) М. Кл.

Q 06 3/00

Гасударственный номнтет

Совета Министров СССР но делам изооретений и открытий (53) УДК 681.34 (088. 8) (72) Автор изобретения

Б. П. Каледин (71) Заявитель (54 ) ДИФФЕРЕНБИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к дифференцируюшим устройствам, предназначенным для измерения производных от фазовых сдвигов,, и может быть использовано при построении

; автоматических устройств, где требуется иэмерение скорости изменения сигналов, выраженных в форме фазовых сдвигов.

Известны цифровые дифференциаторй, измеряющие скорость изменения реэульта- . 1п тов кодовых преобразований, содержащие .преобразователь "аналог-код, регистрысчетчики, блок управления, логические схе -. мы.

Работа известных устройств заключается т5 в преобразовании исходной аналоговой величины в код, запоминании результатов этих преобразований на время, равное интервалу между следующими один за другим . преобразованиями и вычитании предшеству- 20 юшего результата преобразования из последующего. Однако эти устройства сложны, требуют выполнения большого количества операций и значительного времени измерения. И

Цель изобретения - уменьшение време- ни измерения и упрощение устройства.

Предложенное устройство содержит фазо вращатель, соединенный выходом с входом нуль-органа, выход которого подключен к входу линии задержки, счетчик, к выходам ! которого подключены соответственно схемы прямого и инверсного съема кода, управ- ляющий триггер и генератор тактовых импульсов, подключенные к соответствующим, входам схемы И", выход которой соединен со счетным входом счетчика, и схему управления, содержащую знаковый триггер, и две схемы "И", подключенные выходами к соответствующим входам схем прямого и инверсного съема кода. Первые входы схем "И" схемы сравнения соединены с соответствующими выходами знакового триггера, а вторые входы подключены к одному выходу линии задержки, другой вьтход которой соединен с разрядными входами записи числа в счетчик, обнуляюшим sxoдом знакового триггера и одним входом управляющего триггера, соединенного вто» рым входом с выходом нуль-органа; причем

478334

45 счетный вход знакового триггера подключен к выходу счетчика

На чертеже изображена схема устройCTBB.

Дифференцируюшее устройство содержит 5 индукционный фазовращатель 1, нуль-орган

2, линию задержки 3 с двуми выходами а и б, счетчик 4, знаковый триггер 5, управляющий триггер 6, схемы "И 7,8, образующие вместе с триггером 5 схему 10 сравнения, схему "И" 9 подключенную выходом к входу счетчика, генератор 10 тактовых импульсов, подключенный к входу схемы "И" 9, схемы "И" 11-13, подключенные к "единичным" выходам разрядных 15 триггеров счетчика 4 и образующие схе мы прямого съема кода, схемы "И, 1416, подключенные к "нулевым" выходам разрядных триггеров счетчика 4 и образующие схему инверсного съема кода. 20

Работа устройства базируется на преобразовании в код временных интервалов

«+ v Г = д1 — Qt (1) связанных с измеряемой скоростью вращения ротора фазоврашателя 1 соотношенеем + + < У » ее (рю д)

При 2Ж/р >) P и с параметрами фазовращателя 1 соотношением

30 где h f „, t; — интервалы, пропорцис нальные углу j3 поворота ротора фазовращателя 1, заключенные между .началами (К» Z ., ) периода Т напряжения

О,К J о питания ) фазоврашателя 1 и началами

t периода Т, его выходного

1)К-1 1) К напряжения; р — число пар полюсов, P—

40 измеряемая скорость вращения ротора фазовращателя 1.

Выражение (3) приводится к удобному для обработки виду которое реализуется дифференцируюшим устройством, где О = t » + T

,o=,к- о

50 моменты, запаздывающие на Т относио тельно начала периода

Т

1, К-1

1, -1

Работает устройство следующим обра- 55 зом.

Выходное синусоидальное напряжение

Ц фазовращателя 1 поступает на вход нуль-органа 2, который в моменты одн значных переходов через нуль синусоиды @ напряжения 0 формирует узкие импульсы (К= 1,2, ...). Йля предшествующего момента измерения Ь

3 импульс с выхода нуль-органа 2 поступает на вход линии задержки 3, задерживается в ней на время Г, и с ее выхода ц поступает на входы установки начального числа Я счетчика 4, на обнуляющий вход знакового триггера 5 и на первый вход триггера управления 6. В счетчике 4 записывается начальное число М0, выходные потенциалы знакового триггера 5 устанав ливают схему "И" 7 в состояние разрешения, а схему "И" 8 — в состояние запрета.

Управляющий триггер 6 устанавливает схему "И 9 в состояние разрешения, и импульсы тактовой частоты f< с генератора

10 начинают заполнение счетчика 4. Счетчик 4 заполняется в течение времени, равного 2 -N /2 „, где % — чиа1п ло его разрядов, и™формирует на своем выходе импульс переполнения = + . >0 i, к-

+7„+ g - N0 (f (Pe 7 + R -"оl 4ч = о последнее равенство обеспечивается подбором значений g,, rn g N 0 °

Сгде, у определяется из (2) при шах

Вщах; No=sf.u ь1

Импульс, о поступает на счетный вход .

I знакового триггера 5 и опрокидывают его.

Выходные потенциалы триггера, 5 устанавливают схему «И«7 в состояние запрета, а схему «И«8 в состояние разрешения.

При P ) О, T >7 и счетчик 4 после

,Х о момента переполнения 4. начинает вто э рой цикл своего заполнения. В момент

Ф на выходе нуль-органа 2 формируется

Ф фазовый импульс, который поступает на вход линии задержки 3 и на второй вход управляющего триггера 6. Триггер 6 переводится в состояние, при котором схема

«И« 9 устанавливается в состояние запрета. На вход счетчика 4 прекращается поступление импульсов f < и на его выходах фиксируется число р 7 к пропорциональное измеряемой скорости р .

Импульс t < К поступает на вход линии ! задержки 3, задерживается в ней на время, с ее первого выхода а поступает на входы схем «И" 7 и «И" 8, проходит че» рез схему "И" 8 на входы схем И ll-13 и производит съем кода Vg, во внецние устройства, знаком + которого являК ется импульс на выходе схемы "И«8.

Время .. линии задержки 3. равно времени переходного процесса триггера 6 и

5 схемы,:И» 9, которое обеспечивает иск чение неоднозначности при съеме кода с счетчика 4.

При P < О, Т, . (Т и фазовый о импульс t формируется на выходе .. нуль-органа 2 раньше момента переполнения счетчика 4. В момент

1 и, на нулевых выводах разрядных триггеров счетчика 4 зафиксирован код (-ч z„(- f,„v „ который в этом случае описывается во внешние устройства через схемы инверсного съема "И 14 — 16 импульсом.

,К прошедшим через линию задержки 3 и схему "И" 7. Знак "-" выходного кода формируется импульсом на выходе схемы "И"

7. Устройство работает, непрерывно производя измерения в каждом фазовом цикле.

Разрешаюшая способность дифференцируюшего устройства для положительного и отрицательного направлений врашения рав" + о= о/Р "i I= îйг"- )»»о/pz i где и = ЯЯ / р — круговая частота врашения магнитного поля фазоврашателя у9а(fò Х О ) . Предельr "змеряе" мых скоростеи + у g p ° — P пах= о/ Р I та

Для обеспечения устойчивой работы при низ: ких значениях измеряемых скоростей не

-1 должно нарушаться условие f N = ) (7 . тч о

478334 6

Предмет изобретения дифференцируюшее устройство, содержашее фазоврашатель, соединенный выходом с входом нульоргана, выход которого подключен к входу линии задержки, счетчик, к выходам которого подключены соответ10 ственно схемы прямого и инверсного съема кода, управляюший триггер и генератор тактовых импульсов, подключенные к соот ветствуюшим входам схемы "И, выход

15 которой соединен с счетным входом счетчика, отличаюшеес ятем, что с пелью повышения быстродействия и упрошения устройства, в него введена схема. сравнения, содержашая знаковый триггер и две схемы "И, подключенные выходами к соответствуюшим входам схем прямого и инверсного съема кода, первые входы схем "И" схемы сравнения соединены с соответствуюшими выходами знакового триггера, а вторые входы подключены к одному выходу линии задержки, другой выход которой соединен с разрядными входа-, ми записи числа в счетчик, обнуляюшим входом знакового триггера и одним входом

Э> управляюшего триггера, соединенного вто- . рым входом с выходом нуль-органа, причем счетный вход знакового триггера подключен к выходу счетчика.

478334

ЦНИИПИ Дф За аз Изд. М ф Тираж 679

Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24