Цифровой частотный дискриминатор

 

Союз Советских.

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ

<1>849419 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.10.79 (21) 2827331/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51)М. Кл.

Н 03 0 13/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 2 30781 Бюллетень Н9 2 7 (53) УДК621.373. 3 (088. 8) Дата опубликования описания 230781 (72) Авторы изобретения

Е:В. Стриженов и С.В. Серегин (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТНЫЙ ДИСКРИМИНАТОР.2

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть применено в цифровых измерительных устройствах,. а также может работать на вычислитель при обработке информации.

Известен частотный дискриминатр, содержащий два триггера, шесть элементов И, дифференцирующую цепь,, дис- io криминатор полярности (1(.

Недостатком известного дискриминатора является значительная погрешность при воспроизведении периода входного сигнала.

Таким образом, известный дискриминатор обладает значительной погрешностью и недостаточной линейностью.

Цель изобретения — уменьшение погрешности и повышение линейности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является импульсный частотный дискриминатор, содержащий два- IК-триггера, первый вход каждого из которых соединен с 20 соответствующей входной шиной и первым входом соответствующего элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу данного 1К-триггера и одному входу соответствующего вы- 25 ходного элемента И, вторые входы выходных элементов И соединены с пер- вой шиной тактовых сигналов, вторые вхсцы 1К-триггеров соединены между. собой. 30

Для правильной работы дискриминатора необходимо, чтобы дискриминируеьые сигналы, подаваемые на входные шины были разнесены во времени с сигналами синхронизирующей частоты, подаваемой на третью шину. Для этого необходимо несинхронизированные входные сигналы предварительно синхронизировать i2) .

Однако за счет схем синхронизации может появиться погрешность при воспроизведении периода входного сигнала. При этом, на входы импульсного частотного дискриминатора поступают частоты с неравномерным мгновенным периодом. При поступлении таких сигналов на дискриминатор, последний вырабатывает разностную частоту с дополнительной погрешностью мгновенного периода, при этом усредненное зиачение периода разностной частоты стремится к идеальному периоду.

849419

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой частотный дискриминатор, содержащий два К-триггера, .первый вход каждого из которых соединен с соответствующей входной шиной и первым входом соответствующего входного элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу данного I К-триггера и одному входу соответствующего выходного элемента

И, вторые входы выходных элементов И соединены с первой шиной тактовых сигналов, а вторые входы I К-триггеров соединены между собой, введены четерехвходовый и двухвходовый элементы И, RS-триггер, входы которого соединены с выходами упомянутых введенных элементов И, а выход соединен со вторыми входами I К-триггеров, и два синхроблока, первый вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего входного элемента И и одним из входов четырехвходового элемента И, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первыми выходами I К-триггеров, входы двухвходового элемента И подключены ко вторым- выходам К-триггеров, третий вход каждого из которых соединен с первым выходом соответствующего синхроблока, второй выход которого подключен к третьему входу соответствукшего выходного элемента И, а вторые и третьи входы синхроблоков соединены соответственно со второй и третьей шинами такто-. вых сигналов.

В данном дискриминаторе за счет того, что по входным шинам информа— ция поступает в любые моменты времени и обрабатывается асинхронно, а потом уже синхронизируется, значительно снижается погрешность .

На фиг. 1 приведена функциональ.ная схема дискриминатора; на фиг. 2временные диаграммы его работы, на фиг. 3 — функциональная схема синхроблока,используемого в данном дискриминаторе.

Импульсный частотный дискриминатор содержит два IК-триггера 1 и 2, шесть элементов И 3 — 8, два синхроблока 9 и 10, RS-триггер 11, шины

12-14 тактовых импульсов, входные шины 15 и 16, выходные шины 17 и 18, причем, каждый из синхроблоков 9 (10) состоит из двух IК-триггеров 19 и 20, элемента И-НЕ 21, входных шин 22-24 и выходных шин 25 и 26.

Дискриминатор работает следующим образом.

В исходном состоянии IК-триггеры

1, 2 и RS-триггер 11 установлены в нулевое состояние. Входные сигналы с .периодами Т„ и p< поступают по входным шинам 15.и 16 соответственно (фиг. 2а,б).

Рассмотрим случай когда P (fg, С приходом отрицательного перепада по входной шине 15 I K-триггер 1 устанавливается в единичное состояние.

Если на входной шине 16 не появится отрицательный перепад до прихода положительного перепада по входной шине 15, то по появлению положительного перепада по входной шине. 15 на выходе элемента 3 появится отрица- ° тельный перепад, в результате чего

I К-триггер 19 (фиг. 3) установится в единичное состояние. С приходом первого тактового импульса по шине, 12 (фиг. 2в) IK-триггер 20 перейдет в единичное состояние. После этого по шине 13 приходит второй тактовый импульс (фиг, 2 г) и через элемент 7 проходит на выходную шину 17, так как К-триггер 1 находится в единичном состоянии. После этого по шине

14 приходит третий тактовый импульс (фиг. 2д) и устанавливает IK-триг20 геры 1 и 19 в нулевое состояние, а очередной тактовый импульс, приходя. щий по шине 12 установит !К-триггер

20 в нулевое состояние и дискриминатор вернется в исходное состояние.

Пусть теперь по входной шине 15 пришел отрицательный перепад входного сигнала с периодом Рг и установил

IК-триггер 1 в единичное состояние, после этого по входной шине 16 (до прихода положительного перепада по входной шине 15) пришел отрицательный перепад входного сигнала с периодом !, он установит IК-триггер 2, в единичное состояние. Тогда на всех входах элемента 4 установятся единичные потенциалы, а на выходе появится нулевой потенциал, который установит на нулевом выходе RS-триггера 11 нуль. Этот сигнал сбросит !

K-триггеры 1 и 2,т.е. на нулевых

40 выходах К-триггеров 1 и 2 установится единичный потенциал, который установит на выходе элемента 5 нулевой потенциал, а он в свою очередь установит RS-триггер 11 в нуль,т.е. дискриминатор перейдет в исходное состояние без выдачи сигналов на выходную шину.

В том случае когда gyp дискри-:— минатор работает аналогично, но разностые импульсы вырабатываются на шине 18 (фиг. 2ж) .

Рассмотрим случай, когда Т = Т и входные сигналы находятся в противофазе. При этом возможна ситуация, когда по приходу положительного перепада на входную шину 15 на выходе элемента 3 вырабатывается отрицательный перепад, что приводит к срабатыванию синхроблока 9, но, в тоже время, по приходу. отрицательного пеф) репада по входной шине 16 вырабаты- . вается и сигнал на выходе элемента 4, что приводит к появлению отрицательного перепада на нулевом выходе RSтриггера 11, который устанавливает

IК-триггеры 1 и 2 в нулевое состоя849419 ние. При этом на выходной шине 26 синхроблока 9 вырабатывается ложный импульс, который поступает на один из входов элемента 7, но так как на другом входе элемента 7 будет нулевой потенциал с единичного выхода

I K-триггера 1, то этот ложный сигнал на выход дискриминатора не пройдет (фиг. 2е), т. е. в любом случае при равенстве входных частот дискриминатор не будет выдавать разностных импульсов.

Формул а из обр ет ения

Цифровой частотный дискриминатор, содержащий два (К-триггера, первый вход каждого из которых соединен с соответствукщей входной шиной и первым входом соответствующего входного элемент И, второй вход которого подключен к первому выходу данного I К-триггера и одному входу соответствующего выходного элемента И, вторые входы выходных элементов И соединены с первой. шиной тактовых сигналов, а вторые входы IK-триггеров соединены между собой, о т л ич а ющи и с я тем, что, с целью уменьшения погрешности и повыаения линейности, в него введены четыреХвходовый и двухвходовый элементы И, RS-триггер, входы которого соединены.с выходами упомянутых введенных элементов И, а выход соединен со вторыми входами К-триггеров, и два синхроблока, первый вход каждого иэ которых соединен с выходом соответствующего входного элемента И, и од10 ним из входов четырехвхсдового элемента И, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первыми выходами 1 К-триггеров, входы двухвходового элемента И подключены ко вторым выходам IK-триггеров, третий вход каждого из которых соединен с первым выходом соответствующего синхроблока,, второй выход которого подключен к третьему входу соответствующего выходного элемента И, 20 а вторые и третьи входы синхроблоков соединены соответственно со второй и третьей шинами тактовых сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 568146, кл. Н 03 0 13/00, 25.11.74.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 621066, кл. Н 03 О 13/00 13.05. 75;

849419

Составитель Г. Королев

Техред Н. Бабурка Корр ект ор Н. Швыдка я

Редактор А. Шандор. Заказ 6114/74

Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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