Устройство для сравнения частот двух последовательностей импульсов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i i ) 767 754

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву-. (22) Заявлено 25.10.78 (21) 2676260/18-24 (51)M. КЛ.

G 06 Р 7/04 с присоединением заявки ¹

Гооудоротовнный комитет (23) Приоритет— по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325..5(088.8) Опубликовано 30.09.80. Бюллетень ¹36

ll,ата опубликования описайия 02.10.80 (72) Авторы изобретения

В. Л. Бенин и А. Н. Борисенко./

Харьковский ордена Ленина политехнический инстит им. B. И. Ленина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧАСТОТ

ДВУХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматического управления для сравнения частот двух последовательностей импуль5 сов.

Известное устройство сравнения частот двух сигналов, состоящее из двух формирователей импульсов, четырех триггеров, четырех логических схем И, трех логических схем ИЛИ, четырех ключей, элемента задержки, цепи заряда-разряда конденсатора с эмиттерным повторителем на выходе, запоминающего конденсатора и резистора, формирует выходной импульс, полярность и амплитуда которого соответствует знаку и абсолютной величитте разности сравниваемых частот входных сигналов(1 .

Недостаток этого устройства заключается в его сложности.

Наиболее близким к предложенному техническим решением является устройство цля сравнения частот последовательКостей импульсов, соцержащер два Ьо мирователя, входы которых соединены с вхоцными шинаМи устройства и с входами первого элемента И, прямой выход перво

ro формирователя и инверсный выход второго подключеньг к BKQQBM второго элемента И, а инверсный выход первого формирователя и прямой выход второго формирователя - к входам третьего элемента

И, триггер, элементы И, И-ИЛИ, элементы задержки, в котором выход первого элемента И соединен с одними из входов четвертого и пятого элементов И, выходы которых связаны соответственно с входами установки в ециничное и нулевое состояние триггера, прямой выход которого через первый элемент задержки соединен с первым входом элемента И-ИЛИ и с другим входом пятого элемента И, а инверсный выход триггера через второ11 эле-. мент задержки подключен к второму Вхо» цу элемента И-ИЛИ и к другому входу четвертого элемента И, третий и четвертый вхоцы элемента И-ИЛИ соединены с

3 76 выходами второго и третьего элементов

И j2).

Это устройство позволяет фиксировать совпадение и несовпадение частот двух последовательностей импульсов независимо от их фазы, но оно сложно, Цель изобретения - упрощение устройства, Указанная цель достигается тем, что в устройстве для сравнения частот двух последовательностей импульсов; содержащем два формирователя, два элемента

И/И-НЕ, две дифференцирующие цепи, триггер, два элемента И, причем входы первого и второго формирователей соединены с первой и второй входными шинами устройства соответственно, а пряJ мые выходы первого и второго формирователей подключены к первым входам первого и второго элементов И/И-НЕ соответственно, инверсные выходы первого и второго формирователей соединены со вторыми входами второго и первого элементов И/И-.НЕ соответственно, прямые выходы первого и второго эле- ментов И/ -HE соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, инверсный выход первого элемента И/ -HE подключен через первую дифференцирующую цепь ко входу установки в единичное состояние триггера, прямой выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, ий» версный выход второго элемента И/И НЕ через вторую дифференцирующую цепь подключен ко входу установки в нулевое состояние триггера; инверсный выход которого соединен со вторым входом второго элемента И.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит формирователи

1 и 2, элементы И/И-НЕ 3,4, дифференпирующие цепи 5,6, триггер 7, элементы И 8, 9, входные шины 10, 11 устройства, выходные шины 1 2, 1 3 устройства.

Работает устройство следующим об. разом.

Рассмотрим вначале случай, когда частота импульсов первой последователь=. ности равна частоте импульсов второй последовательности и импульсы поступают на входные шины устройства поочере дно.

Пусть первым поступил импульс на входную шину 11. На прямом выходе формирователя 2 появляется единичный импульс, который подается на первый

7754 4

35

0 ливается в единичное состояние и на его

55 вход элемента И/И-HE 4.,На второй вход этого элемента подается единичный сигнал с инверсиого выхода формирователя 1.

В результате этого на прямом выходе элемента И/И-НЕ появляется единичный импульс, поступающий на первый вход элемента И 9. Сигнал с инверсного выхода элемента И/И-HE 4 поступает на вход дифференцирующей цепи 6, на выходе которой появляется единичный импульс при изменении входного сигнала от нулевого до единичного уровня. Этим импульсом триггер устанавливается в нулевое состояние, и на er î инверсном выходе появляется единичный потенциал.

Однако появление этого потенциала происходит одновременно с исчезновением единичного сигнала на первом выходе элемента И/И-НЕ 4, вследствие чего на выходе элемента И 9 сигйал будет нулевой.

После этого поступает импульс на входную шину 10. На прямом выходе формирователя 1 появляется единичный импульс с такими же параметрами, как и у формирователя 2. Этот импульс. подается HB первый вход элемента И/И-НЕ 3, на второй вход которого поступает единичный сигнал с инверсного выхода формирователя 2. В результате этого на прямом выходе элемента И/И НЕ 3 появляется единичный импульс, поступающий на первый вход элемента И 8. Сигнал с инверсного выхода элемента И/И-НЕ 3 проходит на вход дифференцирующей цепи

5, на выходе которой появляется единичный импульс при изменении входного сигнала от нулевого До единичного уровня. Этим импульсом триггер 7 устанаввыходе появляется единичный потенциал.

Однако появление этого потенциала происходит одновременно с исчезновением единичного сигнала на прямом выходе элемента И/И-НЕ 8, вследствие чего на выходе элемента И,8 сигнал будет нулевой. Аналогичным образом работает устройство, когда первым поступает импульс на входную шину 10.

Таким образом, если частоты сравни-, ваемых последовательностей импульсов равны и импульсы поступают на входные шины 10 и 11 поочередно, на выходных шийах 12 и 13 устройства имеют место нулевые сигналы.

Рассмотрим случай, когда частоты сравниваемых последовательностей импульсов равны, а сами последовательности

767754 6

1О

3S

zo

S0

45

5 сдвинуты по времени так, что импульсь частично перекрывают друг друга.

Пусть .первым. поступил импульс на вкодную шину 10, а импульс на входнуто шину ll поступил несколько позже. При этом на выходах формирователей 1 и 2 возникают сдвинутые по фазе единичные импульсы с идентичными параметрами, поступающие на соответствующие входы элементов И/И-НЕ 3, 4, В течение времени, когда на прямом выходе формирователя 1 присутствует единичный сигнал, а на прямом выходе формирователя 2нулевой, на прямом выходе элемента

И/И-HE 3 существует единичный сигнал.

Как только появляется ециничный потенциал на прямом выходе формирователя 2, выходной сигнал на указанном элементе пацает до нулевого уровня. При этом на. прямом выходе элемента И/И-НЕ 4 сигнал также нулевой, так как выходной . импульс формирователя 1 еще не окон.чился и.на его инверсном выходе присутствует нулевой сигнал. Таким обра- . зом, когда BbIKoljHbIB импульсы формирователей перекрывают друг друга, на прямых выходах элементов И/И-НЕ 3, 4 имеют место нулевые сигналы. Сформированный ециничный сигнал первой из указанных схем поступает на первый вход элемента И 8. Сигнал с инверсного выхода элемента И/И-НЕ 3 через дифференцирующую цепь 5 устанавливает триг- гер 7 в единичное состояние, на его пря- мом выкоце появляется единичный сигнал.

Но единичный сигнал с прямого выхода элемента И/И-HE 3 к этому времени оканчивается; вслецствие чего на выходе элемента И 8 сигнал нулевой..

Когда единичный сигнал с прямого выхода формирователя 1 окончился, а ециничный сигнал с прямого выхода формирователя 2 еще действует, на прямом выходе элемента И/И-НЕ 3 появляется ,.нулевой потенциал, а на прямом выходе . элемента И/И-НЕ 4 - единичный, который поступает на второй вкод элемента И 9.

Сигнал с ийверсного выхода элемента

И/И-НЕ 4 через дифференцирующую цепь

6 устанавливает триггер 7 в нулевое состояние, на его инверсном выходе появляется ециничный сигнал. Однако к этому времени оканчивается ециничный им.пульс с прямого выхода элемента

И/ -HE 4, в результате чего на выходе элемента И 9 действует нулевой сигнал.

Таким образом, в случае равенства частот сравниваемых послецовательностей импульсов и частичного перекрытия послецних на выходных шинах устройства действуют нулевые сигналы.

Если частоты последовательностей импульсов равны и импульсы полностью перекрывают цруг друга, на выходных шинах устройства будут нулевые потенциалы, так как на прямых выходах элементов И/И-НЕ 3, 4 единичные сигналы появляться не будут.

Рассмотрим случай, когда частоты сравниваемых последовательностей им1 пульсов различны, но импульсы друг друга не перекрывают.

Пусть частота последовательности по входной шине 11 выше частоты последовательности по входной шине 1 0 и пер-. вым прикодит импульс на входную шину

10. При этом на прямом выкоце формирователя 1 появляется единичный импульс. На инверсном выходе формирователя 2 при этом присутствует ециничный сигнал, вслецствие чего элемент

И/ -HE 3 оказывается открытым и с его прямого выхода импульс поступает на первый вход элемента И 8. Сигнал с инверсного выхода элемента И/И-HE 3 через цифференцирующую цепь 5 переводит триггер 7 в единичное состояние.

Однако на выходе элемента И 8 сигнал остается нулевым, так как на его входах единичные сигналы разнесены во времени.

Э

Затем приходит первый импульс последовательности по входной шине 1 1, на . прямом выходе формирователя 2 появляется единичный импульс, поступающий на первый вход элемента И/И-HE 4, на другой вкод которого подается единичный сигнал с инверсного выхода формирователя 1. При этом на прямом выходе элемента И/ -HE 4 появляется единичный импульс, поступающий на второй вход элемента И 9. Сигнал с инверсного выхода элемента И/И- IE 4 через дифференцирующую цепь 6 переводит триггер 7 в нулевое состояние. Оцнако элемент И 9 не отпирается, так как на его вкодах единичные сигналы сцвинуты во времени.

Далее на входную шину 11 поступает слецующий импульс. Единичный сигнал через открытый элемент И/И-НЕ 4 прокодит на второй вход элемента И 9. Сигнал с инверсного выкода элемента

И/И-НЕ 4 через дифференцирующую цепь

6 подтверждает нулевое состояние триггера 7, поэтому HG его инверсном выходе остается единичный сигнал. Вследствие этого элемент И 9 оказывается от7

7677 54 крытым и на его выход проходит единичный импульс со второго входа. Этот импульс несет информацию о несовпадении частот последовательностей и о том, что

:частота послецней выше;, Так как схема симметрична по отношению к выхоцным сигналам, то в случае более высокой час тоты послецовательности на входной шине 10 единичный сигнал возник бы на выходе элемента И 8, t0

Рассмотрим случай, когда частоты не

Совпадают и импульсы частично или полностью перекрывают друг друга.

Пусть частота последовательности по входной шине 11 выше и первым посту- t5 пил импульс на входную шину 10. На выходе формирователя появляется единичный импульс, проходящий через открытый элемент И/И-HE 3 на первый вход элемента И 8. Сигнал с инверсного выхода эле- 2{} мента И/И-НЕ 3 через дифференцирующую цепь 5 переводит триггер 7 в единичное состояние. Но на выходе элемента И 8 единичный сигнал не появляется, так как на его входах единичные сигналы не сов- 25 падают во времени.

Далее поступает импульс на входную шину 11, С прямого выхода формирователя 2 этот импульс через открытый элемент И/И-HE 4 поступает на второй вход 30 элемента И 9. Сигналом с инверсного выхода элемента И/И-HE 4 через дифференцирующую цепь 6 триггер 7 перево« дится в нулевое состояние. На его инверсном выходе возникает единичный сиг- З5 нал. Но элемент И 9 остается закрытым из-за сдвига во времени входных импульсов.

Затем приходит импульс на входную шину 1 0 и несколько позже - на вход- > ную шину 11. Работа схемы аналогична рассмотренному случаю, с той лишь разницей, что на выходах элементов И/И-НЕ

3, 4 действуют импульсы меньшей дли тельности из-за частичного перекрытия входных импульсов. Триггер 7 остается . * после окончания импульса на входной шине 11 в нулевом состоянии. . Следующие два импульса входных последовательностей полностью перекрывают друг друга. Б результате этого на прямых выходах элементов И/И-HE 3, 4 действуют нулевые сигналы и состояние последующих элементов схемы не меняется. Затем приходит импульс на входную

;1 я5 шину 11, на выходе формирователя 2 по является единичный сигнал, поступающий через открытый в это время элемент

И/И-НЕ 4 на второй вход элемента И 9, Сигнал с инверсного выхода элемента

И/И-HE 4 через цифференцирующую цепь

6 подтвержцает нулевое состояние триггера 7, на первом входе элемента И 9 присутствует единичный сигнал. При этом на выходе элемента И 9 появляется еди» яичный импульс, несущий информацию о том, что частоты последовательностей различны и частоты послецней последовательности выше.

Использование изобретения позволяет упростить устройство по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Устройство для сравнения частот двух последовательностей импульсов, содержащее два формирователя, gaa элемента

И/И-НЕ, две дифференцирующие цепи, триггер, цва элемента И, причем входы первого и второго формирователей соединены с первой и второй входными шинами устройства соответственно, а прямые выходы первого и второго формирователей подключены к первым входам первого и второго элементов И/И-НЕ соответственно, инверсные выходы первого и второго формирователей соединены со вторыми . входами второго и первого элементов И/И-HE соответственно, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в нем прямые выходы первого и второго элементов

И/И-НЕ соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответ ственн о, инверсный выход перво го элемента И/И-HE подключен через первую. дифференцирующую цепь ко входу установки в ециничное состояние триггера, прямой выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, инверсный выход второго элемента И/И-HE через вторую дифференцирующую цепь годключен ко входу установки в нулевое состояние триггера, инверсный выкод которого соединен со вторым входом второго элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 486466, кл. 5 06 F 7/00, 03. 07. 1 975.

2. Авторское свидетельство СССР

М 570893, кл. G 06 Г 7/00, 1 2, 03. 1 977 (прототип) .

767754

Составитель В. Белкин

Редактор И. Грузова, Техред H.Граб Корректор С. Шекмар

Заказ 7196/45 Тираж 751 Подписное

ВНИИПИ 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