Устройство для дифференцирования частотноимпульсных сигналов

аявки Ъв Государственный комите Совета Министров ССС по делам изобретений Опубликовано 15,12,75 Дата опубликования о. В, Калинников Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВА 1 т И ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВИзобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть применено в информационно-измерительных и управляющих системах с частотно-импульсными входными сигналами.Известны дифференцирующие устройства, содержащие блок управления, соединенный входом с входом устройства, неуправляемый делитель частоты, выход которого подключен к входу основного счетчика, генератор опорной частоты и три управляемых делителя частоты, счетный вход первого из которых соединен с входом неуправляемого делителя частоты. К недостаткам таких устроиств относятся низкое быстродействие, обусловленное необходимостью предварительного преобразования входного сигнала в цифровую форму, и низкая точность вычисления производной при больших диапазонах изменения дифференцируемых частот,Для повышения быстродействия и точности вычислений в предложенное устройство дополнительно введены три группы вентилей, блок вычитания импульсов и распределитель импульсов, включенный на входе блока вычитания импульсов, сигнальные входы распределителя импульсов соединены с выходамп первого и второго управляемых делителей частоты, счетные входы которых подключены к выходу генератора опорной частоты. Счегный вход третьего управляемого делителя частоты соединен с выходом блока вычитания импульсов, управляющие входы каждого уп равляемого делителя частоты подключены квыходам соответствующей руппы дополнительных вснтплей, сигнальные входы которых соединены с выходами основного счетчика, и входы обнуления управляемых делителей час тоты, управляющие входы дополнительныхгрупп вентилей и распределителя импульсов подключены к соответствощим входам блока управления.Каждый управляемый делитель частоты со держит счетчик, регистр памяти и группу вентилей переноса, соединенную выходами с разрядными входами счетчика, сигнальными входами с выходами регистра памяти, а управляющими входами с выходом счетчика и выхо дом управляемого делителя частоты, причемвходы регистра памяти подключены к управляющим входам управляемого делителя частоты, а вход обнуления регистра памяти и счетный вход счетчика соединены соответ ственно с входом обнуления и счетным входом управляемого делителя частоты.Работа устройства основана на способедифференцирования частотно-импульсного сигнала, заключающемся в выборе величины 30 задержки в каждом такте дпфференцирова 3 49567515 20 25 30 35 40 45 50 55 б 0 Эти частоты поступают на распределитель 10 импульсов, который управляется от блока 12 таким образом, что всегда на одном пз его выходов будет частота Р(1), а на другом ния, равным соответствующему периоду входного сигнала, ц в получении вычитаемых сигналов путем обратно-пропорционального преобразования временных интервалов, равных соответствующему ц предыдущему периодам, с одновременным увеличением в 6 раз преобразуемых величин.На чертеже цзобра:кена блок-схема устройства.Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, неуправляемый делитель частоты 2, три управляемых делителя частоты 3, 4, и 5, каждый из которых состоит из вычитающего счетчттка 6, регистра памяти 7 и группы вентилей переноса 8, основной суммирующий счетчит( 9, распределитель 10 импульсов, блок 1 вычитания импульсов, блок 12 управления и группы вентилей 13, 14 и 15.В блоке 12 из последовательности импульсов входного сигнала (Ц формируются управляющие сигналы, определяющие последовательность работы узлов устройства. С выхода генератора 1 опорная частота 1 о подается на счетные входы управляемых делителей 3 и 4, где она делится на коэффициенты, записашпяе в виде параллельного кода в регистры памяти соответствующего делителя. Опорная частота, делясь в делителе 2 на коэффициент К поступает на счетный вход счетчика 9, где суммируется в промежутках времени., равных текущим периодам входного сигнала, и формируется путем подачи на сбросовый вход счетчика импульсов входного сигнала через блок 12.На кодовых выходах счетчика 9 в момент опроса образуется код, пропорциональный текущему периоду входного сигнала. Этот код через вентили 15 и вентили 13 либо 14 в зависимости от сигналов управления с блока 12 записывается в предварительно очищенные от старой информации сигналами сброса регистры памяти управляемых делителей частоты, Вентили 15 открываются по каждому импульсу окончания текущего периода и в регистр управляемого делителя 5 записывается код 1-го периода. Вентили 13 и 14 открываются поочередно, в результате чего в регистр памяти одного будет записан код т-го периода, а в другом останется код т - 1-го периода, записанный ранее. На выходе делителей 3 и 4 в зависимости от содержимого регистров памяти образовываются частотыг(г) =Уо 1Т.т -Р,(т - Т,)1, независимо от того, на какие входы эти частоты поступили. С помощью блока 11 формируется разность этих частот, которая затем поступает на вход управляемого делителя 5 частоты, осуществляющего лелсттце разцостной частоты ца величину, пропорцио цальцую текущему периоду входного сигнала.Частота ца выходе делителя 5 равнаг р) - г ( тт и аИТ, Лт. е. выходная частота пропорциональна производной входного сигнала по времени.Формула изобретения1. Устройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов, содержащее блок управления, соединенный входом с входом устройства, неуправляемый делитель частоты, вьпод которого подключен к вхолу основного счетчика, генератор опорной частоты и трц управляемых делителя частоты, счетный вход первого из которых соединен с входом неуправляемого делителя частоты, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности вычислений, в него дополнительно введены три группы вент.тлей, блок вычитания импульсов и распределитель импульсов, вксно тенный па входе блока вычитания импульсов, сигнальные входы таспрелелтттеля импульсов соединены с выходами первого и второго управляемых делителей частоты, счетные входы которых подключены к выходу генератора опорной частоты, счетный вход третьего управляемого делителя частоты соединен с выходом блока вычитания импульсов, управляющие входы каждого управляемого делителя частоты почключены к выходам соответствующец группы дополнительных вентилей, сигнальные входы которых соедтшены с выходами основного счетчика, а входы обнуления управляемьп делителей частоты, управляющие входы дополнительных гругщ вентилей и распределителя импульсов подключены к соответствующим выходам блока управления,2, Устройство цо и, 1, отлцчающееесятем, что каждьш управляемый делитель частоты содержит счетчик, регистр памяти ц группу вентилей переноса, соединенную выходами с разрядными входами счетчика, сигнальными вхолами с выходами регцстра памяти, а управляющими входами с выходом счетчика и выходом управляемот о делителя частоты, причем входы регистра памяти подключены к управляющим входам управляющего делителя частоты, а вход обнуления ре.гистра памяти и счетный вход счетчика соеди пены соответственно с входом онуления и счетным входом управляемого делителя частоты,495675 Составитель С. Казинов 1 схред М. Семенов Рсдактоп Н. Коган Корректор Л, Котова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 18493 Изд. М 2120 Тираж 679 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5