Устройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов

 

32904

Союз Советских

Соцналистнческнк

Республик

ОПИС и ЗОБРетеЙИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б! ) Дополнительное к авт. свид-ву (5 I ) М. Кл.

G 06 G 7/18 (22) Заявлено 10. 11.77(21) 2543374/18-24 с присоединением заявки,%(23) Приоритет

О.публиковано 05.05.80. Бюллетень,% 17

Дата опубликования описания 05 .05.80

Государственный комитет (53) УД 68Л 335 (088. 8) во делам нзооретенмй и открытий

Н, П. Сергеев, В, Ф, Тарасов и М. A. Шербаков (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель

Пензенский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ

ЧАСТОТНС -ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в цифро-частотных системах измерения и управления.

Известно устройство для дифференци5 рования частотно-импульсных сигналов, содержашее блок вычитания интервалов времени, блок возведения частоты в куб, элемент И и счетчик результата tlj, Недостатком устройства является пониженная точность формирования производной частотно-импульсного сигнала.

Известно также устройсво для дифференцирования частотно-импульсных сиг-: налов, содержашее функциональный генератор, блок управления, генератор импульсов, регистр памяти и дешифратор, счетчики, делители частоты, элементы И и .реверсивный счетчик результата (21

Недостатком устройства является сложность конструктивной реализации.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов, содержашее частотчо-импульсный функциональный преобразователь, подключенный входом к входной шине устройства и соединенный первым выходом с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока .вычитания ин тервалов времени, а выход элемента И соединен с входом счетчика результата, причем вход блока вычитания интервалов времени подключен к входной шине устройства (31 .

Недостатком устройства является пониженная точность формирования цифрового кода производной, обусловленная как наличием методической ошибки измере.— ния, так и недостаточно высокой величиной .частоты следования импульсов заполнения счетчика результата с выхода функционального преобразователя.

11ель изобретения — повышение точности формирования цифрового кода про изв одной.

=с

1к 4 Т„,+тк 4

3 732

Цель достигается тем, что в устройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов, содержащее частотно-импульсный функциональный преобразователь, подключенный входом к входной шине устройства и соединенный первым выходом с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока вычитания интервалов времени, а выход элемента И соединен с входом 10 счетчика результата, дополнительно введены сдвигающий регистр и триггер, подключенный выходом к входу блока вычитания интервалов времени, причем первый вход триггера соединен с входной шиной устройства и информационным входом сдвигающего регистра, управляющий вход которого подключен к второму выходу частотно-импульсного функционального преобразователя, а выход сдвигаюшего регистра соединен с вторым входом триггера.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 вычитания интервалов времени, элемент 2 И, сдвигающий регистр 3, триггер 4, частотноимпульсный функциональный преобразователь 5 и счетчик 6 результата.

Входная шина устройства соединена с первым входом триггера 4 входом функар ционального преобразователя 5 и информационным входом регистра 3, подклю-.

1 ченного выходом к второму входу триг гера 4. Первый выход функционального преобразователя 5 соединен с первым входом элемента 2 И, второй вход которого подключен к выходу, блока 1 вычитания, соединенного входом с выходом триггера 4. Выход элемента 2 И подключен к входу счетчика 6 результата, а управляющий вход регистра 3 соединен со вторым выходом функционального преобразователя 5.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал с частотой Fg (О поступает на вход частотно-импульсного функционального преобразователя 5, на первом и втором выходах которого образуются две последовательности импульсов 50 с частотами соответственно равными

Р1и и Г и

=G Т 2К где С и С вЂ” константы, т.е. частота с первого выхода преоб904 4 разователя 5 обратно пропорциональна сумме двух соседних периодов (Т, +Т1 1) входного сигнала F (И)-, а частота со второго выхода преобразователя 5 пропорциональна текущему периоду Т, q входного сигнала.

Этот функциональный преобразователь

5 может быть реализован при помощи блока управления, двух элементов И, двух счетчиков, двоичного умножителя и двоичного делителя, причем разрядные входы двоичных делителя и умножителя должны быть соединены соответственно с выходом первого и второго счетчиков, на входы которых через соответствующие элементы И подаются последовательности импульсов от генераторов опорных частот. С помощью первого элемента И преобразователя 5, который открывается блоком управления на время равное сумме двух соседних периодов Т Т, .1 следова; ния входной частоты F (4), в первом ! счетчике формируется код, пропорциональ ныйй сумме этих периодов входного сигнала. Второй элемент И преобразователя 5 ! открывается блоком управления на время

I, раВное текущему периоду входной последовательности F>(Я) > в результате этого во втором счетчике формируется код пропорциональный текущему периоду Тк

Блок управления по каждому импульсу входной частоты Г х () производит . опрос, а затем сброс второго счетчика, причем код, пропорциональный текущему периоду, переписывается в регистр двоич- ного умножителя, а в счетчике начинает формироваться код, пропорциональный следующему периоду входной частоты.

Аналогично, по каждому четному импульсу входной. частоты производится считывание кода, пропорционального сумме двух соседних периодов, в регистр двоичного делителя„сброс содержимого счетчика и формирование в нем кода суммы следующих двух периодов. Поскольку двоичный делитель и умножитель осуществляют деление и умножение частот от генератора опорной частоты на соответствующие величины кодов, то на выходе делителя образуются частота F1и, обратно пропорциональная сумме двух соседних периодов частоты Гх t); а на выходе умножителя — частота F npo2,к порциональная текущему периоду частоты F (t).

Очередной к-ый импульс входной частоты устанавливает в единичное состояние триггер 4 и поступает на информа732904 ционный вход сдвигаюшего регистра 3 °

Сдвигающий регистр 3 вьпопняет онерацию задержки входных импульсов на величину, зависящую от тактирующей частоты F <, поступающей на его управляющий вход с второго выхода преобразователя 5. Поскольку величина определяется величиной периода, предшествующего к-му импульсу входной частоты F (t), то величина задержки

10 этого к-го импульса будет равна

11 Д л

2К где 11- число разрядов регистра 3.

Импульс с выхода региетра 3 сбра15 сывает триггер 4, в результате на выходе триггера 4 формируется положительный импульс, длительностью Г . Аналогично, ()(+1.)-й импульс образует на

20 выходе триггера 4 интервал времени дли- тельностью Г, „. Блок 1 вычитания интервалов времени формирует импульсы длительностью. пульсного сигнала за счет исключения методической ошибки дифференцирования и повышения частоты следования импульсов заполнения счетчика результате.

Этот импульс открывает элемент И 2 и на вход счетчика результата 6 проходит последовательность импульсов час- 30 тоты Г1К с первого выхода преобразователя 5. В результате этого в счетчике

6 формируется выходной код И,равВЬ1Л ный

Источники информации, 3S принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР, No 399860, кл. 5 06 Р 7/38, 1971.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке % 2492557/18-24 кл. G 0.6 G 7/18, 02. 06, 1977.

3, Авторское свидетельство СССР по заявке No. 2395060/18-24, кл. 9 06 I 3/00, 1976 (прототип). т. е. код, пропорциональный с коэффициентом абсолютному значению п °

2 С.1 производной входного сигнала F х (т,1

Таким образом предлагаемое устройство позволяет повысить точность формирователя кода производной частотно -имИ 4 . 11

b.ь =Ч, - С йС (T

2 к1 к

BbW С т т (-т т>

К К 1 к1 и

Формуле изобретения

Устройство дпя дифференцирования частотно-импульсных сигналов, содержащее частотно-импульсный функциональный преобразователь, подключенный входом к входной шине устройства и соединенный первым выходом с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока вычитания интервалов времени, а выход элемента И соединен с входом счетчика результата, отличающееся тем,что,с целью повышения точности формирования цифрового кода производной, в устройство дополнительно введены сдвигающий регистр и триггер, подключенный выходом к входу блока вычитания интервалов времени, причем первый вход триггера соединен с входной шиной устройства и информационным входом сдвигаюшего регистра, управляющий вход которого подключен к второму выходу частотно-импульсного функционального преобразователя, а выход сдвигаюшего регистра соединен с вторым входом триггера.

732904

Составитель С. Казинов

Редактор Л Веселовская Техред Ж. Кастелевич Корректор Е. Папп

Заказ 1888/11 Тираж 781 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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