Устройство для имитации сигналов частотных датчиков

 

957430

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

), / =г (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.02. 81 (21) 3251963/18-21 сприсоединениемзаявки ¹â€” (23) Приоритет с

Опубликовано 0709.82. Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания 07.09.82 () М Кд 3.Н 03 К 13/20

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

ИЗ) УДК 621. 317 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю.M.Ãóñåâ, В.Э.Штейнберг и Э.М.Маликоь с

Уфимский авиационный институт им. Ор оникудзе

Эйли:й ф в Г ",, ".Ъ д

Я (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМИТАЦИИ СИГНАЛОВ

ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИКОВ

15

25

Изобретение относится к импульсной технике, а также к автоматике, а именно к устройствам для имитации сигналов частотных датчиков, и может найти применение в Генераторах пробных сигналов, в устройствах моделирования систем управления и в технических средствах обучения.

Известно устройство для имитации дифференциальных частотных датчиков, содержащее счетчик текущего времени и цифровые управляемые делители (1).

Устройство позволяет изменять выходную частоту в зависимости от текущего времени, однако его недостатком является большая дискретность имитации выходного сигнала дифференциального датчика и нелинейная зависимость выходной частоты от времени.

Наиболее близким к предлагаемому. по технической сущности является устройство для имитации дифференциальных частотных датчиков, которое содержит генераторы эталонной частоты, делитель с переменным коэффициентом деления, элементы совпадения, счетчик управлений, формирователи импульсов строба, импульсных и синусоидальных сигналов, счетчик формирования строба линии задержки, триггер, коммутатор, преобразователь напряжения в код, вентили (2).

Недостаток устройства состоит в нелинейности изменения выходной частоты от времени, что затрудняет исследование динамических свойств измерительных систем.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения линейности выходной характеристики.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее первый и второй. управляемые делители, к объединенным входам которых подключен выход первого генератора эталонной частоты, делитель с фиксированным коэффициентом деления, вход которого подключен к выходу второго генератора эталонной частоты, а выход через элемент задержки подключен.к входам первого и второго счетчиков номера шага, дополнительно снабжено чежрьмя управляемыми делителями, двумя вы.читателями импульсов, двумя реверсивными счетчиками и двумя регистрами хранения, вхрды которых связаны с выходами соответствующих первого и

957430 второго счетчиков номера шага, при, этом счетные входы первого и второго дополнительных управляемых делителей объединены и подключены к выходу первого генератора эталонной частоты, а их управляющие входы подключены к выходам первого регистра хранения и первого счетчика номера шага соответственно, счетные входы третьего и четвертого дополнительных управляемых делителей. объединены и подключены к выходу первого генератора эталонной частоты, а их управляющие входы связаны с выходами второго регистра хранения и второго счетчика номера шага соответственно, причем входы первого вычитателя имйульсов связа ны с выходами первого и второго допол вое состояние, счетчики 15 и 16 в состояние, соответствующее начальному значению частот на выходах имитируемого датчика, причем в счетчик 15 записывается код наибольшего значения периода, который уменьшается в процессе работы устройства, а в счетчик 16 записывается код наименьшего значения периода, который увеличивается в процессе работы устройства.

10 в регистр 7 хранения и в счетчик 5 номера шага записываются соответственно числа 1 и 2, в регистр 8 хранения и в счетчик 6 номера шага записываются соответственно числа m ! 5 и (m-1) °

В процессе .работы устройства необкодимо обеспечить линейное изменение частоты на шинах 19 и 20. В то же время известно, что период связан

20 с частотой нелинейной обратной зависимостью, т.е. на управляющие входы

-делителей 17 и 18 необходимо подавать коды, нелинейно изменяющиеся во времени. Для пояснения процесса нелинейного изменения кода периода, например, в счетчике 15 рассмотрим следующее положение.

Обратная зависимость, связывающая период и частоту, аппроксимируется ломаной с шагом М (фиг.2), причем наибольшее и наименьшее значения выходных частот выбираются по велйчине совпадающими с первым и последним элементами аппроксимации. В счетчик 5 записывается число 2, в регистр

35 7 число 1, в счетчик 15 код частоты Р„,с . При подаче команды ПУСК за время первого переполнения делителя

3 на входы управляемых делителей 9 и 10 поступает число импульсов, рав40 ное, например, 1000, а на вход вычитателя 13 — число импульсов, равное (1000-1000/2) = 500. Если код Fr„a„ принять равным 1000 Гц, то код периода Тщ,,записанный в счетчик 15, ра45. вен 1000 мкс, а в течение нового участка аппроксимации он уменьшится до 5000 мкс.

При опорной частоте генератора 1, равной 1 мГц, начальное значение

50 частоты на шине 19 устройства равно

F q = 1-10 T = 0-. = 10 Гц, о а в конце первого участка аппроксимации нительных управляемых делителей, а входы второго вычитателя импульсов связаны с выходами третьего и четвертого дополнительных управляемых делителей, входы первого и второго реверсивного счетчиков связаны с выходами первого и второго вычитателей импульсов соответственно, а выходы подключены к управляющим входам первого и второго основных управляемых делителей.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2— диаграмма, поясняющая работу устройства.

Устройство содержиь- первый и второй генераторы 1 и 2 эталонной частоты, делитель 3 с фиксированным коэффициентом деления, элемент 4 задержки, первый и второй счетчики 5 и 6 номера шага, первый и второй регистры 7 и 8 хранения, первый, второй, третий и четвертый дополнительные управляемые делители 9-12, первый и второй вычитатели 13 и 14 импульсов, первый и второй реверсивные счетчики 15 и 16, первый и второй основные управляемые делители 17 и 18 и выходные шины 19 и 20.

Диаграмма, поясняющая работу устройства, приведена на фиг.2, где

F u F.„ „ - начальные значения частот вФ т о на выходах имитируемого датчика;

Т „„и Т„щ, — начальные значения периодов; (n-1) и n — номера узлов аппроксимации; m — наибольшее число узлов аппроксимации.

Устройство работает следующим образом.

При подаче команды ПУСК на вход генератора 2 эталонной частоты с вы.хода последнего на вход делителя 3 с фиксиррванным коэффициентом деления начинает поступать низкая эталонная частота, имитирующая текущее время, в течение которого линейно возрастает значение параметра. Одновременно с подачей команды ПУСК узлы устройства приводятся в исходное состояние: делители 3,9,10,11,12,17 и 18 в нулеВ момент первого переполнения де60 лителя 3 сигналом с его выхода в регистре 7 и 8 переписываются коды из счетчиков 5 и 6 соответственно, а затем этот же сигнал, задержанный в элементе 4 задержки, увеличивает чи65 сло в счетчике 5 на единицу и умень- 5

957430 шает число в счетчике 6 тоже на еди- ницу. В конце второго участка аппроксимации частота на шине 19 равна

Г = 106

500-166

3000 кГц г 5 формула изобретения

Устройство для имитации сигналов частотных датчиков, содержащее первый и второй управляемые делители, к объединенным входам которых под-. ключен выход первого генератора эталонной частоты, делитель с фиксированным коэффициентом деления, вход которого подключен к выходу второго генератора эталонной частоты, а выход через элемент задержки подключен к входам первого и второго счет35

40 поскольку код периода в счетчике 15 уменьшается на величину 1000/3/3-1/=

166, т.е. частота на шине 19 устройства за каждый шаг аппроксимации длительностью 1000 мкс увеличивается на 1 кГц, или линейно во вре мени.

Во втором канале устройства частота на шине 20 должна также линейно уменьшаться, следовательно код пери-. 15 ода в счетчике 16 будет нелинейно во времени увеличиваться вследствие того, что счетчик 16 включен на суммирование, а счетчик 6 — на вычитание . 20

Работа устройства заканчивается по снятию команды ПУСК со входа генератора 2 эталонной частоты.

Предлагаемое устройство обеспечивает линейное изменение выходной ча- 25 стоты имитируемого датчика, что расширяет область его использования и упрощает построение имитационных стендов. чика номера шага, о т л и ч а ю.щ е— е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено четырьмя дополнительными управляемыми делителями, двумя вычитателями импульсов, двумя реверсивными счетчиками и первым и вторым регистрами хранения, входы которых связаны с выходами соответствующих первого и второго счетчиков номера шага, при этом счетные входы первого и второго дополнительных управляегых делителей объединены и подключены к выходу первого генератора эталонной частоты, а их управляющие входы подключены к выходам первого регистра хранения и первого счетчика номера шага соответственно, счетные входы третьего и четвертого дополнительных управляемых делителей объединены и подключены к выходу первого генератора эталонной частоты, а их управляющие входы связаны с выходами второго регистра хранения и второго счетчика номера шага соответственно, причем входы первого вычитателя импульсов связаны с выходами " первого и второго дополнительных управляемых делителей, а входы второго вычитателя импульсов подключены к выходам третьего и четвертого дополнительных управляемых делителей, входы . первого и второго реверсивного счетчиков связаны с выходами первого и второго вычитателей импульсов соответственно, а выходы подключены к управляющим входам первого и второго основных управляемых делителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз»

1. Авторское свидетельство СССР ,Р 314311, кл. Н 03 К 13/26, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

479248, кл. Н 03 K 13/20, 1975.