Генератор тактовых сигналов с управляемым фазовым смещением

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик р>936271 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20. 10 ° 80 (21) 2994625/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 1506.82, Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 15.06.82 1 М К з

Н 02 М 1/08

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

133)УДК 621. 316..727 (088. 8) (72) Авторы изобретения

О.П. Апымов и Э.Н. Гречко

Институт электродинамики АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ТАКТОВЫХ СИГНАЛОВ С УПРАВЛЯЕМЫМ

ФАЗОВЫМ СМЕЩЕНИЕМ

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к устройствам регулирования фазы управляющих импульсов различных типов преобразователей, и может быть использовано для управления технологическими процессами, при измерениях и передаче сигналов, переработке информации в системах автоматической обработки данных и управляющих системах, Известны дискретные фазосдвигающие устройства (.1), содержащие генератор тактовых импульсов, блоки разрешения записи и считывания, ревер« сивный счетчик.

Недостатком известных устройств является низкая надежность из-эа отсутствия контроля, позволяющего обнаруживать и устранять случайные сбои в процессе работы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является генератор тактовых сигналов с управляеьаям фазовым смещением (2), содержащий задающий генератор, к выходу которого подключен первый вход, схему И, второй вход которой подключен к клемме управления, первый счетчик-делитель, второй счетчик-делитель, управляющий R-вход которого подключен к клемме начальной установки, и блок управления.

Недостатками устройства являются ни з кое быстродействие, так . как з апись информации о фазовом смещении во второй счетчик-делитель производится только в моменты заполнения первого счетчика-делителя при наличии выходного сигнала от дешифратора нулевого состояния первого счетчикаделителя при наличии выходного сигнала от дешифратора нулевого состояния первого счетчика-делителя, и недостаточная надежность из-sa отсутствия контроля фазового смещения выходных сигналов с автоматическим устранением последствий случайных сбоев непосредственно в процессе работы.

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что генератор тактовых сигналов с управляемым фазовым смещением снабжен вспомогательным генератором, четырьмя схемами ЗАПРЕТА, блоком сравнения, двумя схемами ИЛИ н блоком контроля фазового смещения, выполненного в виде последовательно сое>0 .диненных преобразователя кодов и сум936271,Генератор тактовых сигналов с управляемым фазовым смещением работает следующим образом.

В исходном состоянии на клемму начальной установки 18 подается сигнал начальной установки (НУ), который поступает на инверсный вход второй схемы ЗАПРЕТА б и установочный

В-вход второго счетчика-делителя 13.

При этом схема ЗАПРЕТА 6 закрыта, а счетчик-делитель 13 установлен в нулевое состояние. В БУ .3 записывается

65 матора, причем инверсный вход первой схемы ЗАПРЕТА подключен к выходу схемы И, а прямой вход — к выходу вспомогательного генератора, инверсный вход второй: схемы ЗАПРЕТА подключен к клемме начальной установ- 5 ки, а прямой - к первому выходу блока сравнения;первый инверсный вход третьей схемы ЗАПРЕТА подключен к выходу второй схемы ЗАПРЕТА, второй ее инверсный вход — ко второму выходу блока сравнения, а прямой входк выходу первой схемы ЗАПРЕТА, пер вый инверсный вход четвертой схемы

ЗАПРЕТА подключен ко второму выходу блока сравнения, второй ее инверсный вход — к третьему выходу блока сравкения, а прямой вход — к выходу первой схема ЗАПРЕТА; первый вход первой схемы ИЛИ подключен к выходу схемы И>второй ее вход — к выходу третьей схемы ЗАПРЕТА, а выход — к кмпульсному входу первого счетчикаделителя, выход которого подключен ко входу сумматора, выход которого подключен к первой группе входов бло- 5 ка сравнения, к другой группе входов которого подключен выход блока управления; первый вход второй схемы ИЛИ подключен к выходу схемы И, второй ее вход — к выходу четвертой схемы

ЗАПРЕТА, а выход — к импульсному входу второго счетчика-делителя, выход которого подключен ко входу преобразователя кодов.

На чертеже приведена схема генератора тактовых сигналов.

Генератор тактовых сигналов с управляемым фаэовым смещением содержит задающий генератор 1, дополнительный генератор 2, блок управления (Бу) 3, который, как правило строит- 40 ся на основе реверсивного счетчика, схему И 4, первую схему ЗАПРЕТА 5, вторую схему ЗАПРЕТА 6, третью схему ЗАПРЕТА 7р четвертую схему ЗАПРЕТА 8, блок сравнения 9, первую схе- 45 му ИЛИ 10, вторую схему ИЛИ 11, первый счетчик-делитель 12, второй счет.чик-делитель 13, блок контроля фазового смещения (БК ФС) 14, состоящий из сумматора 15 и преобразователя 50

> прямого кода в дополнительный 16, клемму управления 17, клемму начальной установки 18. т число А > которое определяет фазовый сдвиг между выходными частотами первого и второго счетчиков-делителей

12 и 13. Условимся, что, как в исходном состоянии, так и в процессе работы, в первом счетчике-делителе 12 формируется число N, а во втором счетчике-делителе 13 — число N>I. Разность чисел N1 и N>1, равная числу N

Q > определяет величину фазового сдвига между выходными частотами первого и второго счетчиков-делителей 12 и 13.

Следовательно при нормальной работе устройства число N> всегда должно равняться числу А и определяться им.

Формирование разности чисел N è

N возложено на БК ФС 14.

Число И 1, формируемое счетчикомделителем 13 и представленное прямым кодом, поступает на вход преобразователя кода 16. С его выхода число N>1, представленное уже в дополнительное коде, поступает на вторую группу входов сумматора 15 БК ФС 14. На первую группу входов сумматора 15 подается число N«представленное прямым кодом и сформированное счетчиком-делителем 12. На информационных выходах сумматора 15 формируется число N3 которое поступает на вторую группу входов УС. На первую группу входов блока сравнения от БУ 3 поступает число A. В случае равенства чисел, сформированного сумматором 15 и хранящегося с БУ 3, на соответствующем выходе блока сравнения 9 появляется сигнал N3 = A, который, поступая на второй инверсный вход третьей схема

ЗАПРЕТА 7 и первый инверсный вход четвертой схемы ЗАПРЕТА 8, закрывает их. Следовательно, если второй счетчик-делитель 13 находится в ну>левом состоянии, то в первом счетчике-делителе 12 записано число, равное числу Д, которое хранится в Бу 3, и схема готова к включению.

Так как при подаче питания на устройство вероятность установки первого счетчика-делителя 12 в заданное состояние, определяемое БУ 3, черезвычайно мала, то существует необходимость жесткой э аписи в первый счетчик-делитель 12 числа А, хранящегося в БУ 3, перед включением устройства. В исходном состоянии сигналом НУ от клеммы 18 вторая схема ЗАПРЕТА 6 закрыта, т.е. сигнал от блока сравнения 9 N> ) А устройством не воспринимается, и в случае отсутствия сигнала от блока сравнения 9

N3 = A третья схема ЗАПРЕТА 7 открыта. Таким образом, через первую схему ИЛИ 10 на импульсный вход счетчика-делителя 12 начинают поступать импульсы от дополнительного генератора 2 через открытую первую схему ЗАПРЕТА 5.

936271

Пусть в результате сбоя в первый счетчик-делитель 12 записано число

N< = 4(о)= 0100д), а во второй счетчик-делитель 13 число N g = YtO)=-0111(1).

Тогда на выходных шинах преобразова55 теля кода 16 сформировано число (Nq)д— — 1001(). В результате на выходе сумматора 15 получают число

)) ъ ())1)РР.к, ())я)до х. 1101И) T+K щ как полученное число N> > А=0101(), то блок сравнения 9 вырабатывает сигнал N> > А, при этом выходной сигнал блока 9 N3 =- А снят. Сигнал И3>А, поступая на второй вход второй схемы

ЗАПРЕТА 6,. формирует на ее выходе 65

Частота дополнительного генератора 2 выбирается из условия: и одоп. ген. " Зг где

Выбор частоты дополнительного ге - 10 нератора 2 по условию (1) обеспечивает запись в счетчик-делитель 12 за один период частоты задающего генератора 1 любого числа из всего множества чисел, которое можно записать в него.

В момент равенства чисел А, которое хранится в БУ 3, и N3, формируемого БК ФС 14, на соответствующем выходе блока сравнения 9 появляется сигнал Из = А, который, поступая на второй инверсный вход третьей схемы

ЗАПРЕТА 7 и первый инверсный вход четвертой схемы ЗАПРЕТА 8, закрывает их.

Так как второй счетчик-делитель 13 под действием управляющего сигнала НУ, поступающего с клеммы 18 на его управляющий Р-вход, находится в нулевом состоянии, то в первом счетчикеделителе 12 фиксируется число А, записанное в БУ 3, и устройство готово к включению.

При подаче сигнала на клемму управления 17 сигнал НУ с клеммы 18 снимается, схема H 3 открыта и от З5 задающего генератора 1 через схему

И 4, первую схему ИЛИ 10 и вторую схему ИЛИ 11 на импульсные входы счетчиков-делителей 12 и 13 начинают поступать импульсы. 40

Выбрав в качестве примера четырехразрядные счетчики-делители 12 и 13 и задав A=5 в десятичном коде или А = 0101 в двоичном коде, описывают состояния этих счетчиков-дели- 45 телей, а следовательно и чисел N„и

N а также — выходные сигналы сум- . 1 к матора 15, а следовательно, и числа

N в различные интервалы дискретного времени. Ю 1 — сигнал, так как сигнал НУ отсутствует. Выходной 1 -сигнал .второй схемы ЗАПРЕТА 6 закрывает третью схему ЗАПРЕТА 7, при этом четвертая схема ЗАПРЕТА 8 открыта, так как выходные сигналы Ny = A и N < A блока 9 отсутствует. В момент отсутствия импульса на выходе схемы И 4 первая схема ЗАПРЕТА 5 открыта и через нее, четвертую схему ЗАПРЕТА 8 и вторую схему ИЛИ 11 от дополнительного генератора 2 на импульсный вход второго счетчика-делителя 13 начинают поступать импульсы с частотой, определяемой условием (1).

После поступления восьми импульсов от дополнительного генератора 2 в счетчике-делителе 13 записано число N 9 = 151е = 1111(q). Так как дополнительный код этого числа равен ) *еп к- число N 3

+ ()) 1)д„к.= 0100(1)+ 0001(q)= 0101(g)=

= 5(„о)= А, и последствия сбоя устранены. Выходной сигнал блока 9 N > A снимается и появляется сигнал N 3 = A который закрывает четвертую схему

ЗАПРЕТА 8. С приходом очередного импульса от задающего генератора 1 счетчики-делители 12 и 13 продолжают нормально функционировать.

Если в результате сбоя в первый счетчик-делитель 12 записано число

N = 13()о)= 1101(1), а во второй счетчик-делитель 13 число Н 1 = 10()о)= — 1010(1), тогда на выходных шинах преобразователя кода 16 сформировано число (И ))*бп.к,=, 0110щ. В результате на выходе сумматора 15 получают чисао N 3 = (Н 4а.к.+ (М*оп.к. 0011(I)

Так как полученное число N (A=0101(gy то блок 9 вырабатывает сигнал N (А, при этом выходной сигнал блока 9

N З = A снят. Сигнал N>

На выходе сумматора 15 сформировано nemo Np =(Ni)np к + (N2)Aa0K=IIIlfy))+

+ 01 I0(q ) = 0101(д) = 5(0)= А,указывающее на устранение последствий сбоя. Выходной сигнал блока 9 N5(A снимается и появляется сигнал N > = A, который закрывает третью схему ЗАПРЕТА 7, С приходом очередного импульса от

9 36271

:задающего генератора 1 счетчики-делители 12 и 13 продолжают нормально функционировать.

Таким образом, эа счет того,что запись информации о фазовом смещении выходных частот счетчиков- делителей может производиться в любой интервал ,дискретного времени, а не только в нулевой, улучшается быстродействие схемы, а эа счет применения блока контроля фазового смещения, позволя- 10 .ющего автоматически обнаруживать факт неправильной работы устройства и устранять последствия случайных сбоев непосредственно в процессе работы, повышается ее надежность.

Формула изобретения

Генератор тактовых сигналов с управляемым фазовым смещением, содержащий задающий генератор, к выходу которого подключен первый вход схемы И, второй вход которой подключен к клемме управления, первый счетчик- 25 делитель, второй счетчик-делитель, управляющий R-вход которого подключен к клемме начальной установки, и блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, он снабжен вспомогательным генератором, четырьмя схемами ЗАПРЕТА, блоком сравнения, двумя схемами ИЛИ и блоком контроля фазового смещения, выполненного в виде последовательно соединенных преобразователя кодов и сумматора, причем инверсный вход первой схемы

ЗАПРЕТА. подключен к выходу схемы И, а прямой вход — к выходу вспомогательного генератора, инверсный вход второй схемы ЗАПРЕТА подключен к клемме начальной установки, а прямой — к первому выходу блока сравнения, первый инверсный вход третьей схемы ЗАПРЕТА подключен к выходу второй схемы ЗАПРЕТА, второй ее инверсный вход — ко второму выходу блока сравнения, а прямой вход — к выходу первой схемы ЗАПРЕТА, первый инверсный вход четвертой скеле ЗАПРЕТА подключен ко второму выходу блока сравнения, второй ее инверсный вход — к третьему выходу блока сравнения, а прямой вход — к выходу пер.вой схемы . ЗАПРЕТА, первый вход первой схемы ИЛИ подключен к выходу схемы И, второй ее вход — к выходу третьей схемы ЗАПРЕТА, а выход — к импульсному входу первого счетчикаделителя, выход которого подключен ко входу сумматора, выход которого подключен к первой группе входов блока сравнения, к другой группе входов которого подключен выход бло ка управления, первый вход второй схемы ИЛИ подключен к выходу схемы И, второй ее вход — к выходу четвертой схемы ЗАПРЕТА, а выход — к импульсному входу второго счетчикаделителя, выход которого подключен к входу преобразователя кодов.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР °

9 584425, кл. Н 02 P 13/16, 1976.

2. Патент Франции 9 2363233 кл. Н 03 К 5/13, 1976.