Дифференцирующее устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 5I6963

Со)оа Соеетакик

Социалистических

Республик,> (- (l, ,л (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.11.74 (21) 2078428 24 (51) 41, Кл - О 06J 3 00 с присоединением заявки ¹ государственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (23) Приоритет

ОН3бликова1!о 30.05.г6. Бюллетень № 20

Дата опубликования о«пса««я 06.07.76 (53) УДК 681.34 (088.8) (72) Автор изобретения

Б. П. Каледин (71) Заявитель (54) ДИФФЕРЕНЦИРУ1ОЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Предлагаемое 3 стройство относится к аналого-цифровым вычислительным устройствам, предназначенным для диффгренцирования.

Известны устройства аналогичного назначения. д

Одно из известны«устройств содержит 10нератор занос!Ниющи«импульсов, соединенный через с!Оги>!ескис элементы «И» с в«одами дву«счетчиков, элементы «ИЛИ», элемент задержки и триггер (1), Такое устройство 10 имеет, однако, ограниченный диапазон работы.

Наиболсе близким техническим рсшенпем к данному является дифферснциру(оп(ес устройство (2), содержащее циклпческ)ш время- 15 импу II>cHI>IÉ преобразоватгл!., co0+iIHOHHI>111 входом нуль-органа, генератор тактовы«импульсов, управляющий триггер и схему сравнения временных интервалов. Выходы генсратора тактовы«импульсов и управляющего 20 триггера подключены к входам элемента «И», выход элемента «ИЛИ» — к счгтному в«оду счетчика тактовых импульсов. Первый в«од управляющего триггера соедпнгн с выходом основной линии задержки; вход установки ис- 25 ходных состояний схемы сравнения временных интервалов — с входами установки исходного состояния счетчика так!Овы«импульсов и первым в«одом управляющего триггера, а первый вход схемы сравнения времен- ЗО ны«интсрвалов — с выходом переполнения

c÷åò÷èêà тактовы. импульсов. Разрядныс вы«оды этого счетчика подключены к первым в«одам элементов «И» первой и второй групп, а вторые в«оды элементов «И» первой и втоpoli Грмпп сос I«He«û с соот)3етст!3> 101цпз!и Вы«одам!1 («cìû сравнен!гя временны«интерВалов.

3ТО ус ро!1С I 130 HC 0()CCIIC I II!3(ICT Вы(.окой разрешающей спо;оопости дифференцирования и, следовательно, измерения скоростей медленно пзмсняющи«ся сигналов.

Цель изобретения — — расширение диапазона р (1 ()OTI>1 м СTp 011 Cl 13 а.

3ТО ДОСТ!!гаCTС5! 1 (. 1, IТО В СТроl!СТВО 13!3(. дены счетчик фазовы«циклов, блок OIIH«ронпзацпп и допо 1ни1 ел ьна я;111ния задержки.

Первый вход блока спн«ронизации соединен

С ВЫ«ОДО:11 Н > 7I> OPI (!Hc1, ВТОРой ВХОД вЂ” С ВЫ

«одом генератора тактовых импульсов, а вы«Од Олока син«роппзац!11! — cO счст ызl 13«Одом счетчика фазовы«циклов непосредственно, а с вторым в«одом схемы сравнения временны«интервалог> через дополнительно введенную л)п)пю задержки. В 1«oq счетчика фазовы«циклов подключен к в«оду основной лини 1 задержки и к второму в«оду управляющего триггера. В«од уста!10!3ки начального состояния счетчика фазовы«циклов соединен с первым в«одом управляющего триггера, 51!) 063

B10PO! BbIX0J»0T0P0I Св?!ЗЯН „ 1 РЕТЬ!!МИ БХ<) дами элементов «И» первой и второй групп.

Кроме того, схема равнения выполнена в виде триггера с двумя счетными Входами, »оторые соединены с первым и Вторь>м Входя;i;1

СХЕМЬI CP»BFIPHHH ВРЕМСННЫХ И!IТЕРБ2;IОБ, Я !)Ыходы триггера — с Выходами лемы ср»Биения.

На чертеже представлена схема дифферснцирующего устройства для случая дифференцирования углового перемещения валя.

Оно содержит слсду(ощие элементы: фазовращатсль 1, испо (ьзуемый Б дяппо"1 ссхс >10 в качестве цикличс. «ого время импу.>!ьсного преобразозателя, нуль-орган 2, блок 3 синхронизации, генсрагор 4 T»KTOBI импуль ОБ, счетчик 5 фазовых циклов, îcH )BHó!0 llnlnf0

6 задержки, x0)l 7 ср» lnенпя,; пра> )лякнций триггер 8, дополнительную линию 9 задержки, элемент «И» 10, счетчик 11 та(,тов:;x импульсов, элементы «И» 12, 13, 14 первой группы, элементы «И» 15 — 19 второй группы.

Устройство работает следу(ощим образо.>!.

Ротор р-парполюсного фазовращатсля 1 м ханически соединяют с осью объекта, скорость вращения которого подле)ки Измерению. При повороте ротора фязоврящателя lla угол )) его выходное папря)кеш(0 Ui! c;113;tt»01ся Относительно няпря)ксния HIIT»HII)1 U> на электрический угол, пропорциональный (). Напряжение U, поступает на вход нуль-органа

2. Нуль-орган в моменты однозначны.; переходов через нуль синусоиды напряжения U! формируют последовательность узких фазовых импульсов 11, ic (k= 1, 2, ...), сдвинутых относительно начальных моментов (й=1, 2, ...) синусоиды напряжения Up на интервалы Ati, (k=1, 2, ...). С выхода нульоргана фазовые импульсы подаются на псрный вход блока 3 синхронизации и сипхронизируются с тактовыми импульсами частоТЫ tT>>, Нос Г> Па(ОШ?(мИ ?!2 БТОрОй ВХОД О, !О»сl синхронизации 3 с Выхода генератор» 4. Синхронизированные фязовыс импульсы выхода блока синхронизации поступают на счетный вход счетчика 5 фазовых циклов и через основную линию 6 задержки на второй вход схемы 7 сравнения. Разрядность т счетчика 5 выбирается из услозия обе печения максимальной разрешающей способности дифференцирования, задаваемой соответствующим числом r. дополнительный код которого записывается в качестве числа начального состояния счетчика. Счетчик 5 осу!цествляет выборку фазовых импульсов, которые формируются на выходе счетчика в моменты сгO переполнения. Таким образом, счетчик формирует суммарные периоды выходного напряжения U! фазовращателя 1. Выходные импульсы счетчика 5 поступают на первый вход управляющего триггера 8 и через дополнительную линию 9 задержки на второй его вход. Выходной потенциал одного плеча управляющего триггера 8 проходит на управляющий вход элемента «И» 10 и осущесгвляет > 11 Р Я Б . е н и 0 3 сl ! 0 л н е н и 0 ) 1 c c! 2 1 I l l IT c> 1 1: I ) I H 3 л ь 2)!!! »KT0E3OItI !2СТОТЫ /T», IIOCT3 11»IO!ÖIIМИ Н2

010 счегный вход с генератора - "; через второй

Вход элемента «И» 10. Время заполнения

0 чс чика l равно периоду Т(> инга!Оп(сг(> напряжения Ь,. Цикли !сски перепо !Няясь, счет-! ик (! формирует и» своем выходе последо1)с!тел!>нОсть 11)lп» льсОВ перепО Iненпя. Ня ncpnblll Bx0J cxa3tbl 7 с)»Биения с Выхода счетчи10 ка 11 В мом пты его псргпо.шсния поступают

3aä0p)êaííûå фазовые импульсы l i,+!. .То (1=-1, 2, ..., г), я ня второй вход схемы

paBH;H!t» — фяЗОВЫС ИмПульсЫ iI, Ic+;+

+т;(! =1, 2,, r) с выхода основной липни 6

15 задержки, где т — время задержки лин>ги

6 (Tg(Tp). Схема сРавнениЯ выполнена и виде (к(с гаси!льного триггера с двумя napa,tлельно подключенными к печу счетными Входами («двухсчстпый» триггер), который опро20 к и д ы Б 2 с т с я В и р 0 т и В 0 и О. I o)K H bl 0 co c T o 51 ? I kt EI при по туплении каждого очсредног0 импуль:а — Hезависимо от номе)а счетного входа, па который от поступает.

Рассмотрим случай, когда вращение ротора

25 фязовращятсля 1 овпадает с направлением p2tv0k!!!v его .!агнитного поля, при этом п следозатегн ность задержанных фазовых имп ль ов ня сч !HO)(моде Л сxeмы 7 сравпс111!1! Опсрсж 2 0 Иезядсржа ни) !О и. >(П3 .1ьсн>> 10

00 Но "лсдов»тсльпость, поступающую на второй

- четный ВхОд cx0»tû ср2ьнсния. Это О!1ереженис В . -м фазовом цикле составляет разностпый интервал, характеризующий измер?((ощу(о скорость Pt Вращения ротора фазоврящатсля

35 1. В конце r-го фазового цикла с(етчик 11 находится в состоянии, когда на его прямых разрядных Bblxo @ax зафиксирован код который -ч(ггывается Во внешние устройства через

:-:lI0ìcHTû «И» 12, 13, 14 прямого съема им40 пуль ом, формируемым ня Быхоче 6" схемы 7

-ряв;ICHII?I. Знак кода формирус(ся па Выходе эл: )!at!! «И» 18. 1 »ким 0()p»зом, опп»HHoc устройство осу!

IIССТ!3, !?!СТ Н ПРЕ))ЫВНО-ЦИК. !ИЧС „ КОС IIЗМCРС45 1!ие скорости Вращения объекта, датчиком углового поло?кения которого является фазовращатель. Величину скорости вращения объект» хяр»кгсризует выходной код устройства, а се н»пр!!Блсние — зn lк этого кода.

50 В 13 ч»с Дифференцирования сигналя, Bl>1ражснН Б (ругой форме (наприм >р, B BHдс г!Осто?!1!!(ого или переменного напряжения, B виде кода и т. Д.) П2 входе устройства должсa быть Вклк)чен соответ тву(о(ций цикли55 ЧССКИй ВР Мс1-ИМПУ. 1Ь "EIЫI! ПРСООР2?ОВ»ТСЛЬ.

Р!()OTc!Cт у "l,р ойство при этом аналогично.

Формула изобретения

1. Дифференцирующее устрой. тво, содерж;>щее циклический Время-импульсный преобразоьатсль, соединенный с входом нуль-органа, генератор тактовых импульсоз и управляю63 (ций триггер, причем Выходы генератора так516063 товых импульсов и управляющего триггера соединены с входами элемента «И», выход которого подключен к счетному входу счетчика тактовых импульсов, первый вход управляющего триггера соединен с выходом основной линии задержки, схему сравнения врсменHbIv интервалов, вход установки исходных состояний которой соединен с входами установки исходного состояния счетчика тактовых импульсов и первым входом управляющего триггера, а первый вход схемы сравнения временных интервалов подключен к выходу переполнения счетчика тактовых импульсов, разрядные выходы которого соединены с первыми входами элементов «И» первой и второй групп, а вторые входы элементов «И» пе11вой и второй групп соединены с соответствующими выходами схемы сравнения временных интервалов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона работы устройства, в него введены счетчик фазовых циклов, блок синхронизации и дополнительная линия задержки, причем первый вход блока синхронизации соединен с выходом нуль-органа, второй вход — с выходом генератора тактовых

2О

25 импульсов, выход блока синхронизации соедIIHI H с с 1етным Входом счетчика фс1зовых циклов непосредственно, а с вторым входом схемы сравнения временных 11нтервалов через дополнительно введенную лингпо задержки, выход счетчика фазовых циклов подкlloHOH к входу основной лннии задержки и к второму входу управляющего триггера; вход установки начального состояния счетчика фазовых циклов соединен с первым входом управляюl1I 10 TpHI I ppB, второй Bblx03, которого соединен с третьими входами элементов «И» первой и второй групп.

2. Устройство по п. 1, QTлпчающееся тем, что схема сравнения временных интервалов выполнена в виде трпгг"ра с двумя счетными входами, которые соединены с первым и вторым BxojàìH схемы сравнения временных интервалов, а выходы триггера соединены с выходамн схемы сравнения временных интервалов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авт. св. 217490, кл. G Обд 7/18, 1967.

2. Авт. св. 478334, кл. G 06j 3/00, 1973.

616063

Составитель Г. Терехова

Техред 3. Тараненко

Корректор Л. Орлова

Редактор И. Грузова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1416, 13 Изд. М 1395 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государствешгого комитета Совета Министров СССР ио делам Ilçoáðåòåí ш и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Ра)шская иаб., д. 4/5