Частотно-импульсное вычиттающее устройство

 

Ф

ВСЕОС 1 7

5А, т Д Дф

« ««лтэ«& gfgg (И Н

ОП CA HE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 604002

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0505.75 (21) 2131429/24 с прйсоединением заявки Ю (23) Приоритет (51) М. Кл.

G 06 6- 7/14

Гоеудвретввв«ы1 «оа«твт

Совета М«в«етров Иор во даава «то«рата««Я

« от«рыт«Х (43) Опубликовано 250478. Бюллетень 3Ч« 15 (53) УДК

681.335(088 ° 8) (45) Дата опубликования описания1804.78

Ю.Б. Соколовский и А.Г. Бусыгина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ ВЫЧИТАЮЩЕЕ УСТРОИСТВО

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах уп. равления электроприводами, в частности в регуляторах соотношения частот, 5 скоростей.

Известно устройство для получения разности двух частотных последовательностей в виде аналогового сигнала, которое содержит два стандартизатора 10 амплитуды, выходами подключенных к входам импульсных преобразователей, выходы последних соединены с входами разностного усилителя (1) .

Основным недостатком устройства яв- 15 ляется его высокая инерционность.

Известно также устройство для определения разности частот, содержащее два входных триггера, выходы которых подключены к соответствующим входам элементов И, триггер восстановления, выходной триггер и элементы И-HE. Однако это устройство отличается конструктивной сложностью, определяемой необходимостью дополнительного выделения разностной частоты и преобразовани.; ее в аналоговый. сигнал P).

Прототипом изобретения является частотно-импульсное вычитающее устройство, содержащее интегратор,компаратор под ключенный первым входом к выходу источника опорного напряжения, переключатель полярности, управляющие входы которого соединены с выходами триггера, первый вход последнего подключен к первому входу устройства, и выходной усредняющий фильтр (3) .

Это устройство характеризуется узкими функциональными возможностями, так как устройство формирует выходной сигнал от разности сигналов, заданных частотой импульсов и напряжением постоянного тока и требует для .представления второго входного сигнала в частотно-импульсной форме введения дополнительного преобразователя формы сигнала, устройство также не позволяет -формировать выходной сигнал, пропорциональный. относительной разности входных частот. Кроме этого, устройство обладает пониженной точностью, так как на его выходе установлен фильтр которыЯ может обеспечить малый коэффи= циент пульсации выходного напряжения устройства только при определенном соотношении параметров фильтра и выходной импульсной последовательности.

Белью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности работы устройства.

604002

Достигается это тем, что в устройство, содержащее интегратор, компаратор, подключенный первым входом к выходу источника опорного напряжения, и йереклвчатель полярности, управляющие 5

Входы которого соединены с Выходами триггера, первый вход которого подключен к первому входу устройства, введены дополнительно переключатель полярности, триггер, формирователь; элемент 10 .задержки, выпрямитель, элементы И и

НЕ ключ, фиксатор уровня и преобразователь частоты в напряжени!., вход которого соединен с вторым входом устройствау BTOpblM ВХОДОМ ОСНОВНОГО ТрН1 гера н счетным входом дополнительного триггера, а выход преобразователя частоты в напряжение соединен с сигнальньва входом основного переключателя полярности, подключенного выходом к сигнальному входу дополнительного переключателя полярности, соединенного выходом с входом интегратора, выход которого подключен к сигнально.лу входу ключа и через выпрямитель — к втораму входу компаратора, подключенного выходом через элементы НЕ к первому входу элемента И, соединенного вторым входом с выходом формирователя и через элемент задержки — с входом сброса интегратора,а выход элемента И подключен к управляющему входу ключа, соединенного выходом с входом фиксатора уровня, причем выходы дополнительного триггера соединены соответственно с управляющими входами дополнительного 35 переключателя полярности и с входом формирователя.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы. 40

Устройство содержит преобразователь

1 частоты н напряжение, выход которого подключен к сигнальному нходу переключателя полярности 2, управляющие входы которого подсоединены к выходам триг- 45 гера 3, причем Один вход триггера подключен к входу f устройства и к нхо1 дам преобразователя 1 и триггера 4, а второй вход триггера — к входу устройства.

Выход переключателя 2 полярности через переключатель полярности 5 соединен с входом интегратора 6, выход которого подключен к сигнальному входу ключа 7 и через выпрямитель 8 — к нхо55 ду компаратора 9. Выход компаратора через элемент НЕ 10 подсоединен к первому входу элемента И 11, соединенного вторым входом с выходом формирователя 12 и чзрез элемент задержки 11с входом сброса интегратора 6. Второй вход компаратора 9 подключен к источ" нику опорного напряжения 14. Выход элемента И 11 подкЛюЧЕн К УПРанляющему входу ключа 7, соединенного ныхо. дом с входом фиксатора уровня 15»

Выходы триггера 4 соединены соотнетственно с управляющими входами переключателя полярности 5 и с входом формирователя 12.

В устройстве Реализуется известное соотношение

Ь 1 = 2 3t j hj ° dt, о где аМ вЂ” фазовый сдвиг между входными частотами;

hf(f -f ) — разностная частота входных частотно-импульсных сигналов.

Причем интегрируется hf> — приращение сдвига по фазе между входными частотами за каждый интервал измерения

Ти "- 2Т1, ьТд 2Л

1 где Ь|э — эквивалентное приращение сдвига но времени. где

На ныходе устройства н момент поихода каждого нечетного импульса из последовательности f формируется конечное значение интеграла от сигнала U„ c преобразователя 1 за время аТ>, которое фиксируется на 2Т! н фиксаторе 15:

ЦЬ„,!- J Ц! ». fg 11 Тз f =у о 2

Таким образом формируется выходной аналоговой сигнал, пропорциональный разностной относительной частоте входных импульсных последовательностей с коэффициентом пульсации, близким к нулю.

Причем получаемая информация имеет запаздывание, не принышающее 2Т1, Устройство работает следующим Образом. На входы преобразователя 1, триггеров 3 и 4 подается частотно-импульсная последовательность f1,а на второй вход триггера 3-последовательно 4

2 (см. Фиг. 2б) . При этом сигналы с выходов о ц Я основного триггера 3 (см. Фиг. 2в, r) поступают на управляющие входы переключателя полярности 2.

Выходное напряжение преобразователя

1 Равно Ц =К f1

На выходе переключателя 2 формируется напряжение 02(см. Фиг. 2д), причем Ц2 /1) /, Одновременно на выходах а и б триггера 4 формируются последона ельности прямоугольных импульсов(см. Фиг, 2е ж) н поступают на управляющие входы переклк)чателя полярности 5, выходное напряжение U которого (см. Фиг. 2з) подается на вход интегратора 6..

Прямоугольные импульсы с выхода триггера 4 поступают через форьа!Рона604002 тель 12, укорачиваюший их до малой длительности С1, к второму входу элемента И 11 и через элемент задержки

13 (на время 722,фнг. 2и) к входу сброса интегратора 6, обеспечивая периодический форсированный разряд интегратора до нуля каждые два периода Т1, т.е. от нечетных импульсов из последовательности . На выходе интегратора 6 фор41 мируется напряжение U6 (см. фиг. 2к) .

В тех случаях, когда напряжение Uz в момент прихода нечетного импульса не превышает Е, на выходе элеменА Оп,, е е та И 11 формируется единичный импульс длительностью t<, обеспечивающий кратковременное замыкание ключа 7. р

П и этом производится замер конечного значения U интеграла (см.фиг. 2л) и его

6 я 15 (см. запоминание в фиксаторе уровня 15 ( фиг ° 2м) ° жОднако в зоне фазового сдвига между входными частотно-импульсными сиги алами

ЬЖ=2Й к, при К"-1,2...a) возможен кратковременный всплеск производной. Тогда напряжение U с выхода выпрямителя 8

/М ол и компаратор 9 срабатывает, на его выходе появляется единичный сигнал, а на выходе элемента HE 10- нулевой сигнал, которнй поступает на первый вход элемента И 11. B этом случае на выходе элемента И 11 не фор-35 мируется единичный импульс, ключ

7 не замыкается и на фиксаторе 15 остается ранее зафиксированный сигнал (см. пунктирную линию на фиг. 2м).

Таким образом устройство преобра- 40 зует разностную частоту от входных частотно-импульсных сигналов в пропорциональный относительный разностный сигнал с коэффициентом пульсаций, близким к нулю, и запаздыванием инфор-45 мации в 2.Т формула изобретения частотно-импульсное вычитающее устройство, содержащее интегратор, компаратор, подключенный первым входом к выходу источника опорного напряжения, и переключатель полярности, управляющие входы которого соединены с выходамн триггера, первый вход которого подключен к первому входу устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности работы устройства, в него дополнительно .введены переключатель полярности„ триггер, формирователь, элемент задержки, выпрямитель, злемеиты И и НЕ, ключ, фиксатор уровня и преобразователь частоты в напряжение, вход которого соединен с вторым входом устройства, вторым входом основного триггера и счетным входом дополнительного триггера, а выход преобразователя частоты в напряжение соединен с сигнальным входом основного переключателя полярности, подключенного выходом к сигнальному входу дополнительного переключателя полярности, соединенного выходом с входом интегратора, выход которого подключен к сигнальному входу ключа и через выпрямитель — к второму входу компаратора, подключенного выходом через элемент НЕ к первому входу элемента

И, соединенного вторым входом с выходом формирователя и через элемент задержки — с входом сброса интегратора, а выход элемента И подключен к управляющему входу ключа, соединенного выходом с входом фиксатора уровня, причем выходы дополнительного триггера соединены соответственно с управляющими входами дополнительного переключателя полярности и с входом формирователя °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Карпов P.Ã., Техника частотноимпульсного моделирования, Машиностроение, И., 1969, с. 58.

2. Авторское свидетельство СССР

377799@ М кл 2 06 & 7/14к 1971 °

3» Авторское свидетельство СССР

Р 427467, М. кл C 06 G. 7/14, 1972.