Устройство для сравнения частотноимпульсных сигналов

 

россие д к а@

=тсх н ива

ОП И

ЗОБ

Союз Советских

Социалистических

Республик

520587

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.07.74 (21) 2041187/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликоваио05.07.76.Бюллетень № 25 (45) Дата опубликования описания 15.10.76 (51) M. Кл.е

G. 06 и 7/02

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК

681. Э 25.66 (088.8) (72) Авторы изобретения

К. И. диденко, И. С. Шандрин, А, К. Черепаха, К. Ф. Ляшенко и В, М. Резник

Специальное конструкторское бюро систем автоматического управления (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области автомагики и вычислительной техники и может быть использовано в автоматизированных системах контроля и управления.

Известны устройства для сравнения частотно-импульсных сигналов, содержашие блок управления, состояший из генератора опорных сигналов, выход которого соединен со входом первого счетчика, выход переполнения которого подключен ко входу второ- 1р го счетчика, выходы разрядов которого соединены со входами первого и второго дешп раторов, а выход переполнения — со вхо до. третьего счетчика, выходы разрядов которого соединены со входами третьего де- 15 шифратора, соответствуюшие выходы которого подключены ко входам управления первого и второго дешифраторов, m каналов сравнения, каждый из которых состоит из блока сравнения кодов, элементов "И, триг- 20 гера, элемента "ИЛИ" двоичного счетчика.

Однако такие устройства не позволяют решить вопросы автоматизации технологических процессов, например дозирования масс в металлургической промышленности, 25 так как при этом требуется решение задач методами сравнения частотно-импульсных сигналов по нескольким каналам с возможностью управления точкой сравнения по каждому каналу, причем управляюшие сигналы должны быть аналоговыми (частотноимпульсными) и дискретными. Сушествукошие устройства не удовлетворяют данным требованиям.

11елью изобретения является расширение класса решаемых устройством задач, а именно многоканальное управление точками сравнения аналоговым (частотно-импульсным) и дискретным сигналами.

Эта цепь достигается тем, что в предложенном устройстве в каждом из каналов входы блока сравнения кодов соединены с входными шинами дискретного сигнала управления ивыходами разрядов первого счетчика блока управления, а выход — со входом установки в нулевое состояние триггера, входы установки в единичное состояние которого подключены к выходам первого и второго элементов "И", одни из входов которых соединены с шинами дискрет520587 ного сигнала управления, другие с выходами первого и второго дешифраторов соответственно. Прямой выход триггера соединен си входом третьего элемента "И", другой вход которого подключен к выходу генератора 5 опорных сигналов, а выход через элемент

ИЛИ" — к информационному входу двоичного счетчика. Другие входы элемента "ИЛИ" соединены с выходами четвертого, пятого и шестого элементов И", причем входы 10 четвертого элемента "И" соединены с выходом первого дешифратора блока управления и с шиной аналогового сигнала управления, а входы пятого и шестого элементов "И" — к выходам третьего дешифратора блока управления и с шиной опорного сигнала и входной шиной соответственно .

Управляющие входы двоичного счетчика подключены к соответствующим выходам первого и второго дешифраторов блока управления, а выходы последнего разряда счетчика соединены со входами седьмого и вось мого элементов И", другие входы которых подключены к соответствующему выходу первого дешифра тора блока управления, а выходы — к выходным шинам "больше- равно" и меньше".

Функциональная схема устройства представлена на чертеже.

Устройство состоит из блока управления

1, содержащего счетчики 2,3,4, дешифраторы 5,6,7, генератор опорных сигналов 8, И fTL каналов сравнения 9, содержащих элемент "ИЛИ 10, двоичный счетчик 11 с установочным и инвертирующим входами, элементы И" 12-19, входные шины дискретного сигнала управления с прямым и инверсным значением знака 20, входные шины аналогового (частотнс -импульсного) сигнала управления 21, шину опорной частоты

22, шину переменной частоты 23, выходную шину сравнения "больше-равно" 24 и выходную шину сравнения "меньше" 25, блок сравнения кодов 26 и триггер с установочными входами 27.

Генератор опорных сигналов 8 совместно

45 со счетчиками 2-4 и дешифраторами 5-7 представляют собой программирующую схему, которая циклически формирует последовательность управляющих импульсов и сигналы эталонной длительности, которые являются командами, общими для trl каналов сравнения 9 (число команд- восемь).

Сигналы с выхода генератора 8 поступают на последовательно соединенные счетчики 2-4 и непрерывно пересчитываются ими.

Емкость счетчика 4 равна 4. При коде 00 в счетчике 4 сигнал "1" с выхода I дешифратора 7 поступает на импульсный вход считывания информации дешифратора 5. При изменении кода в с еъ =яке 4 на 01 съем информации с дешифратора 5 прекращается, а на выходе дешифратора 7 появляется 1".

При коде 10 в счетчике 4 сигнал "1" с выхода )Ц дешифратор 7 разрешает прохождение информации через дешифратор 6. При коде 11 в счетчике 4 съем информации с дешифратора 6 прекращается, а на выходе деши@ратора 7 будет "1". По сигналам "1 с выходов дешифратора 7 открываются элементы "И" 16,17 для измерения опорной частоты „, поступающей по шине 22, и переменной частоты „, поступающей по шине 23. Время действия 4 сигналов дешифратора 7 определяется требуемой точностью измерения частотно-импульсных сигналов.

Если диапазон изменения частот Я„и Р равен 4-8 кгц, а погрешность измерения

0,1%, то кодовое представление частоты должно изменяться в пределах 1000-2000.

Гогда из условия И= < (1), roe

Я -кодовое представление частоты;

-значе ые частот „или „;

-время действия сигналов дешифратора 7 (Ф вЂ” 0,25 с,), Таким образом, сигналы с выхода дешифратора 7 являются временными. Информация на дешифраторы 5 и 6 поступает с выхода счетчика 3. Емкость счетчика 3 равна пяти, что связано с необходимостью сформировать временную команду на выходе дешифратора 5. По этой команде открывается элемент "И" 15 цля измерения частоты-$ аналогового сигнала управления, пос тупающего по шине 2 1. Диапазон изменения Зкдр -8 кгц.

Диапазон вносимой этой частотой коррекции в сигнал „, " .10% от диапазона изменения частоты gã... =4 кгц. Суммарноезначе Oiili ние частотной коррекции 20%, а кодовое представление этой коррекции 200-400.

Из формулы (1 ) . ж :1.о определить время действия сигналов дешифраторов 5 и 6 (0,05 сек) .

Счетчик 2 должен содержать не менее

П разрядов (гдет — число разрядов дискретного сигнала управления, поступающего по шинам 20). Коэффициент пересчета этого счетчика должен согласовывать частоту опорного генератора 8 с входной частотой счетчика 3.

Каналы сравнения работают следующим образом.

При подаче первой команды в счетчике

11 устанавливается число (ч =3795. Запись этой информации подготавливает счетчик 11 для измерения частоты j. о следующим образом: при „-4000 Гц (-10% от

Ь 0оп ) в счетчик 1 1 поступает 200 импульсов, при fKO - 6000 Гц (0% от 5f п300 импульсов, при кор-8000Гц (+10%

520587 от акоп — 400 импульсов. При емкости

М-4096 счетчика 11 числа в нем принимают соответственно значения 3995, 4095, 0099. Подсчет импульсов аналогового сиг нала управления осуществляется при подаче третьей команды.

При подаче второй (управляющей команды и положительном значении дискретного сигнала управления через элемент И" 12 триггер 27 устанавливается в состояние

"1". Единичный сигнал с выхода триггера

27 открывает элемент «И«14 и частота опорного генератора j с выхода элемента

"И" 14 через элемент «ИЛИ«10 поступает на информационный вход счетчика 11 и на счетчик 2. При достижении в счетчике 2 числа, равного дискретному сигналу управления, единичный сигнал с выхода блока сравнения кодов 26 устанавливает триггер

27 в состояние 0", и элемент «И«14 закрывается. Дискретный сигнал управления задается двоичным кодом со значением сигнала коррекции ото „на шинах 20:

1-й разряд — 0,1%

2-й разряд — О, 2%

П-й разряд — 2 . 0,1%.

При подаче четвертой команды открывается элемент «И«16, и по шине 22 импульсы частоты, через элемент "ИЛИ" 10 пооп ступают на информационный вход счетчика

11.

По пятой команде выполняется инверсия кода счетчика 11.

При подаче шестой команды и отрицательном значении знака дискретного сигнала управления аналогично сказанному осуществляется подсчет импульсов, поступающих с генератора 8 до момента равенства кодов на выходах счетчика 2 и на выходах

20 устройства.

При подаче седьмой команды открывается элемент "И 17 и по шине 23 импульсы частоты f через элемент "ИЛИ«10 поступают на информационный вход счетчика 11.

В зависимости от состояния старшего разряда счетчика 11 восьмая команда проходит через элемент И" 18 или через элемент "И" 19 как сигнал больше-равно или

"меньше". Эги сигналы и управляют исполнитет1ьными органами автоматики.

Для приведенных в описании конкретных значений частот и погрешности измерений с помощью такого устройства сравнения частотно-импульсных сигналов решается неравенство.

$„a f „+02®др--6000)+ К Ll,„ где к — 4 Гц — масштаоный коэффициент

П

Ц = 5. 2 -дискретный сигнал управ«Р ления точкой сравнения й1 -"0«или «1«

5 на 1-й шине дискретного сигнала управления.

Использование новых элементов и связей выгодно отличает предлагаемое устройство для сравнения частотно-импульсных сигна10 лов от прототипа, так как обеспечивает многоканальность и управление точками сравнения частот аналоговым и дискретным сигналами. В результате обеспечена во можность создавать автоматизированные системы управления технологическими процессами с высокими техническими характеристикаля и широкими функциональными возможностя и.

Формула изобретения

Устройство для сравнения частотно-импульсных сигналов, содержащее блок управления, состоящий из генератора опорных сигналов, выход которого соединен со входом первого счетчика, выход переполнения которого подключен ко входу второго счетчика, выходы разрядов которого соединены со входами первого и второго дешифраторов, З0 а выход переполнения — co входом третьего счетчика, выходы разрядов каторого соединены со входами третьего дешифрагора, соответствующие выходы которого подключены ко входам управления первого и второго дешифраторов, п1 каналов сравнения, каждый из которых состоит из блока сравнения кодов, элементов «И", триггера, элемента «ИЛИ«и двоичного счетчика, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью расши40 рения класса решаемых задач, в нем в каждом из каналов входы блока сравнения кодов соединены со входными шинами дискретного сигнала управления и выходами разрядов первого счетчика блока управления, а вы45 ход — с входом установки в нулевое состояние триггера, входы установки в единичное состояние которого подключены к выходам первого и второго элементов "И", одни из входов которых соединены с шинами диск50 ретного сигнала управления, другие входы подключены к выходам первого и второго дешифрагоров соответственно;прямой выход триггера соединен с входом третьего элемента "И", другой вход которого подключен к выходу генератора опорных сигналов, а выход через элемент «ИЛИ«к информационному входу двоичного счетчика; другие входы элемента "ИЛИ«соединены с выходами четвертого, пятого и шес60 гого элементов И"; причем входы четвер520587 гого элемента "И" соединены с выходом первого дешифратора блока управления и с шиной аналогового сигнала управления, а входы пятого и шестого элементов "И" подключены к выходам третьего дешифратора 5 блока управления и к шине опорного сигнала и входной шине соответственно; управляющие входы двоичного счетчика подключены к соответствующим выходам первого и второго дешифраторов блока управления, а выходы последнего разряда счетчика соединены со входами седьмого и восьмого элементов "И", другие входы которых подключены к соответствующему выходу первого дешифратора блока управления, а выходы — к выходным шинам "больше-равно и меньше".

Составитель В Белкин

Ре у Телред Hà МЯРе Ук (орректор 4 а УРка

Заказ 4238/203 Тираж 863 Поднисное

ЦНИИПК Государственногэ комитета Совета Министров СССР по делам изобретении и отзщййтий

113035, Москва, Ж-35„Раушснаи наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектиаи, 4