Способ алгебраического суммирования частот двух импульсных последовательностей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (>741280 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (S1)M. Кл. (22) Заявлено 020877 (21) 2514688/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G 06 G 7/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 150680. Бюллетень ¹22

Ю)ПЖ 681 ° 335 (088.8) Дата опубликования описания 150680 (72) Авторы изобретения

10.И. Гусевский и М. В. Мажинский (71) Заявитель (54) СПОСОБ АЛГЕБРАИЧЕСКОГО СУММИРОВАНИЯ ЧАСТОТ

ДВУХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности для алгебраического суммирования частот, в устройствах управления асинхронным тяговым электроприводом.

Известен способ суммирования частот двух импульсных последовательностей, основанный на преобразовании входных импульсных последовательностей в цифровой код суммы их периодов и кодирования периода первой входной частоты импульсами, Полученными от деления опорной частоты на код сумма периодов, с последующим делением на полученный код умноженной второй входной частоты (1) .

Недостатки способа — сложность формирования равномерного выходного сигнала, ограниченный диапазон изменения входных частот и ограниченные функциональные возможности.

Известен также способ алгебраического суммирования частот двух импульсных последовательностей, основанный на преобразовании входных импульсных последовательностей и последующем формировании выходных импульсов, причем входные импульсные последовательности соответственно преобразуют в цифровые коды периодов первой и второй входных частот и код алгебраической суммы периодов, а выходные импульсы формируют посредством умножения опорной частоты на код суммы периодов и последующего деления на коды периодов первой и второй входных частот (2) .

Недостатками этого способа являются сложность формирования выходного сигнала с равномерным следованием импульсов и пониженное быстродействие.

Цель изобретения — упрощение формирования суммарной выходной последовательности импульсов и повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в способе алгебраического суммирования частот двух импульсных последовательностей, основанном на преобразовании входных импульсных последовательностей и последующем формировании выходных импульсов, входные импульсные последовательности преобразуют в два периодических напряжения, периоды изменения которых равны периодам следования им741280 пульсов соответствующих входных импульсных последовательностей, а амплитуды равны между собой, причем в случае вычитания оба периодических напряжения задают функциями одинакового вида, а в случае сложения первое периодическое напряжение задают такой функцией времени, вид которой является зеркальным отображением вида функции времени второго периодического напряжения, полученные периодические напряжения сравнивают между собой и формируют выходные импульсы в моменты времени, соответствующие равенству мгновенных значений сравниваемых периодических напряжений,при котором в случае вычитания знаки производных по времени сравниваемых периодических напряжений совпадают между собой, а в случае сЛожения знаки этих производных противоположны друг другу.

На фиг. 1 приведена диаграмма сравниваемых периодических напряжений в течение двух периодов высокой частоты для случая получения разности частот; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие формирование алгебраической суммы частот двух импульсных последовательностей соответственно для случаев, когда форми, руемые периодические напряжения имеют вид пилообразной функции; на фиг. 3 блок-схема устройства, поясняющая возможный вариант реализации способа суммирования.

Суммируемые последовательности частот f и f преобразуют в два периодических напряжения, периоды изменения которых Т и Т соответственно равны периодам следования импульсов первой и второй импульсных последовательностей, а амплитуды этих периодических напряжений равны между собой и равны постоянной величине А.

В случае вычитания оба периодических напряжения задают на своих периодах изменения функциями одинакового вида (т.е. если — мгновенное значение первого

1 периодического напряжения; текущее значение относительного времени внутри периода

Т(изменения первого периодического напряжения (соотве ственно внутри периода первой импульсной последовательности), t,E(О,Т j;

U — мгновенное значение второго

2. периодического напряжения; — текущее значение относитель2 ного времени внутри периода

Т второго периодического напряжения и второй импульсной последовательности, („е о,т,);

u„= А (11, О --А%( то в случае tq — — t > и нормирования времен „и t по периодам Т„и Т2 должно выполняться тождество

АЧ =А% т

При суммировании частот одна из функций должна быть зеркальным отображением второй, так как аналогично указанному должно выполняться

А% т =АМ 1-—

Считаем, что от начала периода меньшей частоты до начала первого иэ изображенных периодов высокой частоты

15 прошло время пТ„+ где n — целое положительное число;

Т вЂ” период высокой частоты;

20 — начальный фазовый сдвиг.

И соответственно до начала второго периода — (n+l)Т + t Из указанного. условия одинаковости вида 9 следует, что равенство величин U u U возможно при равенстве аргументов, откуда следует, что

t«n T1+t + т1 та

Т где „„— время от момента t „до „„;

35 — время от момента to до

Т вЂ” период низкой частоты.

Из (1) и (2) легко получить периоды результирующей частоты, т.е. время между моментами Т1 + „„ и „,Х

4Р (при начале отсчета от t ).

45. Таким образом Результирующая частота равна разности входных частот. Аналогично для случая суммирования частот

7= или %=7 Е .

t„Tq т+1

Полученное решение будет существовать вне зависиМбсти от вида функций

Ч, однако может быть не единствен55 нйм. В общем случае, если производная функции меняет знак эа период К раэ, то в течение периода большей частоты равенство напряжений может быть от 1 до (к+1) раз, причем один иэ этих моментов удовлетворяет нашим требованиям. На практике имеет смысл испольэовать функции, производная которых эа период меняет знак не более одного раза, такие как, например, пилообразные (фиг,2), тре741280

И 12 угольные и синусоидальные. В этом случае условием для выделения необходимого момента в случае вычитания является совпадение знаков производных по времени периодических напряжений IlpH Ц(U а для получения 5 суммы — противойоложность знаков этих производных.

Суммируемые последовательности f< и f подаются на входы преобразователей 1 и 2, выходы которых соединены с входами блока 3 сравнения и входами блока 4 формирования импульсов. Третий вход блока 4 подключен к выходу блока 3. Преобразователи

1 и 2 преобразуют входные импульсные последовательности f< и f< (фиг.2а, в) в соответствующие периодические напряжения U u Uz которые в случае вычитания могут иметь вид (фиг.2в), а в случае сложения — фиг. 2д. Блок

3 сравнения в моменты совпадения 20 мгновенных значений формирует управля-, ющий сигнал на вход блока .4, который в зависимости от заданного соотношения знаков производных ло времени от U и Uq формирует выходные им- 25 пульсы в случае сложения (фиг.2г) и вычитания (фиг.2е) частот входных сигналов.

Рассмотренный способ позволяет упростить формирование равномерного 30 выходнorо сигнала и повысить быстродействие, Формула изобретения

Способ алгебраического суммирования частот двух импульсных последовательностей, основанный на преобраэовании входных импульсных последовательностей и последующем формировании выходных импульсов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения формирования суммарной выходной последовательности импульсов и повышения быстродействия, входные импульсные последовательности преобразуют в два периодических напряжения, периоды изменения которых равны периодам следования импульсов соответствующих входных импульсных последовательностей, а амплитуды равны между собой, причем в случае вычитания оба периодических напряжения задают функциями одинакового вида, а в случае сложения первое периодическое напряжение задают такой функцией времени, вид которой является зеркальным отображением вида

Функции времени второго периодического напряжения, полученные периодические напряжения сравнивают между собой и формируют выходные импульсы в моменты времени, соответствующие равенству мгновенных значений сравниваемых периодических напряжений, при котором в случае вычитания знаки производных по времени сравниваемых периодических напряжений "овпадают между собой, а в случае сложения знаки этих производных противоположны друг другу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство "CCP

В 518768, кл. G 06 F 7/50, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

У 575650, кл. G 06 F 7/50, 1975 (прототип).

741280

Фиг 2

Составитель Сапунова

Техред О.Андрейко Корректор И.Муска

Редактор С. Патрушева

Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 332б/7

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул . Проектная,4