Частотно-импульсное вычитающее устройство

 

" 646347

Союз Советсхих

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-вуЯ (22) Заявлено 11.03.77(21) 2461454/18-24 {51) Я. Кл

g 06 q 7/14 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный ноинтет ссср по делам нзооретеннй н отнрытнй

Опубликовано 05.02.79Бюллетень № 5 (5Я) УЙК 681.335

Г088.8) Дата опубликования описания 08.02.79

Ю. Б. Соколовский и A. Г. Бусыгина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ ВЫЧИТАВЩЕЕ

УСТРОЙСТВО

1.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть .использовано в системах управления электроприводами, в частности, в регуляторах соотношения чаотот, скоростей.

Известно устройство для получения разности двух"частотйьтх последоватЕль ностей в виде аналогового сигнала, ко- торое. содержит два стандартизатора амплитуды, выходами подключенных ко входам импульсных преобразователей, выходы которых соединены со входами

paaaocaaoro ycaaaaeaa (lj.

Осйовным йедостатком устройства является его высокая ийерпнонность.

Известно также устройство для определения разноати частот, содержащее два входных интегратора, выходы которых подключенБт к соответствующим входам элементов И, триггер, восстановления выходов, триггер и элементы

И-НЕ (2J. Недостатком устройства является конструктивная сложность, определяемая необходимостью дополнительного выделения разностной частоты и преобразования ее в аналоговый сит нал.

Прототипом изобретенйя является частотно-импульсное вьтчитающее устройство, содержащее последовательно соеднненные преобразователь часто ты в напряжечпте, переключатель полярности, интегратор, ключ и фиксатор уровйя, причем выход интегратора через последовательно соединенные выпрямитель, компаратор, элемент НЕ и элемент

И, другой вход котором через формирователь импульсов подключен к одйому из выходов счетного триггера, сеединен с управляющим входом ключа,. управляющий вход разрядйого ключа, включенно го параллельно нйтегрируюшему конденсатору инФегратьра, соединен через эле29: мент задержки с выходом формирователя импульсов, вход счетного триггера подклточен к первому входу частотнонмпульсного вычитаюшего устройства, соединенному с первым входом триггеауа, второй. вход которого связан с(вто646347 рым входом частотно-импульсного вычитающего устройства (3) .

Недостатком прототнпа является наличие двух переключателей полярностн, которые управляются разлнчными триггерами, что усложняет устройство, понижает его надежность и точность, так как дополнительная коммутапия ана-логового сигнала вносит дополнительную погрешность в определение относятельной разностной частоты на выходе устройства.

Яелью изобретения является повышение точности устройства.

Поставленная пель достигается тем, что в устройство введены дополнительные элементы И и НЕ и элемент ИЛИ, причем первые входы дойолнительных элементов И соединены с выходом трнг гера, вторые входы дополнительных элементов И нодключены к Выходам счетного триггера, а их выходй чер элемент ИЛИ соединены с йерным управляющйм входом переключателя полярности, второй управляющий вход которого через дополннтельщай элемент

HB подключен к выходу элемента ИЛИ.

На фиг, 1 изображена блок-схема" устройства; на фиг. 2 временные днаграммы" его работы

Устройство содержит преобразователь частоты в напряжение 1, выход

Которого подключен к переключател@ полярности 2, триггер 3, на один из входоь которого подается частотно-импульсная последовательность f. <, а на другой вход - частотно-импульсная последовательность 5; триггер со счетя4м входом 4, первый выход кото рого н,один из выходов триггера 3 под» соедийены ко входу дополнительного элемента И 5, а вторые выходы тригге pos 3 н 4 К0 входу дополннтельного элемента И 6; выходы элементов И 5 и 6 соединены со входом элемента

ИЛИ 7, выход которого через допол нительный элемент НЕ 8 подключен к первому управляЮщему входу переклю чателя полярности 2. Выход переключателя 2 соединен со входом интегратора 9, выход которого подключен к сигнальному входу ключа 10 и через выпрямитель 11 ко входу компаратора

12. Выход компаратора 12 через элемент НЕ 13 подсоединен к первому входу элемента И 14, ко второму входу которого подключен выход формирова15

55 теля импульсов 15, вход которого соединен с одним из выходов триггера со счетным входом 4, а выход подсоединен также к элементу задержки 16, соединенному с управляющим входом разрядного ключа 17 интегратора 9.

Второй вход компаратора 1 2 подключен к источнику опорного напряжения

17. Выход элемента И 14 подключен к управляющему входу ключа 10, соединенного со входом фиксатора уровня 18.

Устройство работает следующнм образом: на входы преобразователя 1, триггеров 3 и 4 подается частотно-им пульсная последовательность| (фиг. 2а), а на второй вход траггера 3 - послеДОВательность f у (фнг. 2б). Прн этОм сигналы twxogos основного триггера

3 (фиг. 2в, 2г) поступают на входы эиементов И 5 и 6 соответственно.

Одйовремейно на входах триггера со счетным входом 4 формируются последовательностй прямоугольных импульсов (фиг. 2 к, 2 з) и поступают на вторые Моды элементов И 5 и 6. Выходные сигналы с элементов И 5 и 6 преобразуются на выходе элемента ИЛИ

7 в сигналы (фиг. 2д), а пройдя через элемент НЕ 8 в инвертированные сигналы (фиг. 2е). Эти сигналы поступают на управляющие входы переключателя полярности 2. На выходе переключателя

2 при этом формируется сигнал (фиг. 2и),,который подается на вход интегратора 9.

Прямоугольные импульсы с выхода трнггера 4 поступают через формирователь 15, укорачивающий их до малой длительности Ь,, ко входу элемента

Й 14 и через элемент задержкн 16 (на время 4, фиг. 2к) ко входу разрядного ключа 17 интегратора 9, обес печивая перноднческий форсированный разряд йнтегратора до нуля через каждые два периода 74 . т. е. от нечетных импульсов нз последовательности1 <.

На выходе интегратора 9 формируется напряженнему(фиг. 2л).

В тех случаях, когда напряженнеЗ в момент прихода нечетного импульса .

1 не превышает Е, на выходе эле.мента И 14 формируется "единичный» импульс длительностью C <, обеспечиваю- . щий кратковременное замыкание ключа

10. При этом производится замер конечного значения интеграла Ц g

5 6 (фиг. 2м) и его запоминание в фиксаторе уровня 18 (фиг. 2н).

Однако s зоне фазового сдвига меж« ду входными частотно-импульсными последовательностями сигналов Ь(P = Ы К .(при К 1, 2„..) возможен кратковременный всплеск производной. Тогда напряжение 0 с выхода выпоямителя 11 н I gl „ оп и компаратор 12 срабатывает. На его выходе появляется единичный сигнал, а на выходе элемента НЕ 13 "нулевой сигнал, который поступает на первый вход элемента И 14. В этом случае на выходе элемента И 14 не формируеч ся единичный" сигнал, ключ 10 не замыкается и на фиксаторе 18 остаечся ранее зафиксированный сигнал (см. пунктирную линию на фиг. 2н).

Таким образом, устройство преобразует раэностную частоту от входных частотно-импульсных сигналов в пропорпиональный раэностный аналоговый сигнал с коэффипиентом пульсапии близким к нулю и запаздыванием информапии в

2Т .

Такое устройство позволяет получить сигнал раэностной частоты с большей точностью, чем устройство-прототип за счет замены одного из переключателей полярности элементами И, ИЛИ, НЕ, что в свою очередь приводит к повышению надежности работы устройства, Формула изобретени я

Частотно-импульсное -вычитающее устройство, содержащее последовательно соединенные преобразователь частоты в напряжение, переключатель полярности, интегратор, ключ и фиксатор уровня, причем выход интегратора через последовательно соединенные выпрямитель, компаратор, элемент HE и элемент И, другой вход которого через

5 формирователь импульсов подключен к одному из входов счетного триггера, соединен с управляющим входохл ключа, управляющчй вход разрядного ключа, включенного параллельно интегрирую1О лдему конденсатору интегратора, соединен через элемент задержки с выходом формирователя импульсов, вход счетного триггера подключен к первому входу частотно-имнульсного вычитающего устройства, соединенному с первым входом триггера, второй вход которого связан со вторым входом частотно-им,пульсного вычитающего,устройства, о т л и ч.а ю щ е е с я тем, что, с .2ц пелью повышения точности устройства, в него введены дополнительные элементы

И и НЕ, элемент ИЛИ, причем первые входы дополнительных элементов И соединены с выходом триггера, вторые входы дополнительных элементов И под« ключены к выходам счетного триггера, а их выходы через элемент ИЛИ соединены с первым управляющим входом переключателя полярйости, второй управляк щий вход которого через дополнительный элемент HE подключен к выходу элемента ИЛИ.

Источники информапии, принятые во

33 внимание при экспертизе

1. Карпов P. Г. Техника частотноимпульсного моделирования, M., Машиностроение», 1969, с. 58.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 377799, кл. Ej 06 С 7/14, 1971.

3. Заявка No. 2131429/24, кл. g 06 (j 7/14, 1975, по которой принято положительное решение о выда че авторского свидетельства.

646347

AI3. 2

Составитель С. Белан

Редактор С. Равва Техред C. Мигай Корректор Е. Папп

Заказ 3. 14/4О . Тйраж 779 Подписное

6НИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113038, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/8

Ф»

Филаал ППЛ «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4