Устройство управления реверсивным счетчиком

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5 Н 03 К 21/02 ОМИТЕТОТКРЫТИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИС ЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ СТВО УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРЧЕТЧИКОМение относится к импульсной ожет использоваться в измериойствах, а также в устройствах автоматики, например в фото- датчике обратной связи цифроуправления программируемым ом. Сущность изобретения; устления реверсивным счетчиком менты 3, 4 задержки, реверсив, элементы И - НЕ 8, 7, элементы ЩЕЕ ИЛИ 5, 6. 2 ил. О(71) Всесоюзный научно-исследовательскийи проектно-конструкторский институт технологии машиностроения(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 851780, кл, Н 03 К 5/24, 1985.2. Авторское свидетельство СССРМ 1256194, кл. Н 03 К 21/02, 1986,3. Шило В.Л, Популярные цифровыемикросхемы, М,: Металлургия, 1987, с, 58,рис. 1,37.(54) УСТРОИ СИВНЫМ С (57) Изобрет технике и м тельных устр дискретной импульсном вой системы манипулятор ройство управ включает эле ный счетчик ИСКЛ ЮЧАЮ 1774492 А 15 10 20 Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в измерительных устройствах, а также в устройствах дискретной автоматики, например в фото- импульсном датчике обратной связи цифровой системы управления программируемым манипулятором,Известно устройство управления фазоимпульсным счетчиком, содержащее датчик, генератор одиночных импульсов, генератор синхроимпульсов, генератор фазоимпульсных констант и инвертор. 8 ыход датчика соединен с первым входом генератора одиночных импульсов 1., Недостатками этого устройства являются его низкое быстродействие и связанная с этим низкая точность, Это обусловлено тем, что для изменения состояния счетчика используется лишь положительный фронт сигнала датчика, Кроме того, устройство имеет низкую надежность, что объясняется как недостатками реализуемого алгоритма, так и большим аппаратурным обьемом,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для разделения входных импульсов реверсивного счетчика, включающее два элемента задержки, входы которых соединены соответственно с первой и второй входными шинами устройства, и два элемента И - НЕ,выходы которых соединены соответственно с входом прямого счета и входом обратного счета реверсивного счетчика 2.Недостаток этого устройства - низкое быстродействие, так как импульсы на входах реверсивного счетчика формируются лишь по заднему фронту входных сигналов, Кроме того, известное устройство отличается структурной сложностью и большим аппаратурным объемом,Целью изобретения является повьииение быстродействия при одновременном упрощении схемы устройства.Цель достигается тем, что предлагаемое устройство управления реверсивным счетчиком, включающее первцй и второй элементы задержки, входы которых соединены соответственно с первой и второй входными шинами устройства, реверсивный счетчик, первый и второй элементы И - НЕ, выходы которых соединены соответственно с входом прямого счета и входом Обратного счета реверсивного счетчика, в отличие от прототипа снабжено двумя элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем первый вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 25 30 35 40 50 55 ИЛИ, второй вход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с прямым входом первого элемента И-НЕ и с инверсным входом второго элемента И-НЕ, прямой вход которого соединен с выходом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с инверсным входом первого элемента И - НЕ,Отличительной особенностью устройства является то, что благодаря такому построению схемы изменение содержимого реверсивного счетчика происходит всякий раз при появлении как положительного, так и отрицательного фронтов импульса на одном из входов. В зависимости от знака разности фаз входных сигналов счет производится или на увеличение, или на уменьшение. Таким образом, при постоянстве сдвига фаз входных сис налов изменение содержимого реверсивного счетчика происходит четырежды за период входного сигнала. Благодаря этому быстродействие устройства управления реверсивным счетчиком возрастает в четыре раза при одновременном упрощении схемы,Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых элементов - двух элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а также их связями с другими элементами схемы, Таким образом, заявляемое устройство управления реверсивным счетчиком соответствует критерию изобретения "новизна".Был проведен поиск патентной и научно-технической информации, содержащей по отдельности признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа. Проведенный поиск показал, что схемы выделения фронтов импульсов с использованием элемента задержки и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ широко известны 31, Однако при их введении в укаэанной связи между собой и остальными элементами схемы в заявляемое устоойство управления реверсивным счетчиком вышеуказанные элементы проявляют новое свойство, а именно возможность одновременной, взаимосвязанной обработки двух сигналов, что приводит к повцшению быстродействия при одновременном упрощении схемы устройства, Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия",На фиг. 1 представлена структурная схема устройства управления реверсивным счетчиком; на фиг, 2временные диаграммы работы.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Устройство управления реверсивным счетчиком содержит первую 1 и вторую 2 входные шины, два элемента 3 и 4 задержки, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 и б, два элемента И - НЕ 7 и 8, реверсивный счетчик 9, Шина 1 соединена с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ б и через элемент 3 задержки с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, выход которого соединен с прямым входом элемента И - НЕ 7 и с инверсным входом элемента И - НЕ 8. Шива 2 соединена с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 и через элемент задержки 4 с первым входом элемента ИСКЛЮАЮЩЕЕ ИЛИ 6, выход которого соединен с прямым входом элемента И - НЕ 8 и с инверсным входом элемента И-НЕ 7. Выходы элементов И - НЕ 7 и 8 соединены соответственно с входом прямого счета и с входом обратного счета реверсивного счетчика 9.Устройство работает следующим образом,На входные шины 1 и 2 поступают две последовательности импульсов равной частоты и скважностью 2, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90, причем этот сдвиг положителен, если исполнительный механизм, с датчика обратной связи которого снимаются эти сигналы, перемещается вперед, и отрицателен, если механизм перемещается назад. В момент отсутствия перепадов по обоим входам 1 и 2 на обоих входах реверсивного счетчика 9 - высокий уровень напряжения, Приняв высокий уровень входного сигнала эа единицу, а низкий - за ноль, суммарное количество единиц в этом случае на входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, б четно. При возникновении перепада напряжения на одном из входов 1 и 2 некоторое время, обусловленное задержкой тз одного из элементов 3, 4 задержки, суммарное количество единиц на входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, б нечетно, Если при этом нечетно количество единиц на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, то на выходе элемента И - НЕ 7 формируется короткий отрицательный импульс длительностью гз, в противном случае аналогичный импульс формируется на выходе элемента И-НЕ 8. В первом случае рассогласование фаз входных сигналов положительное, во втором - отрицательное.Таким образом, при перемещении механизма вперед на входе прямого счета реверсивного счегика 9 формируется последовательность отрицательных импульсов с частотой повторения Г=41 вх, где Ьх - частота повторения сигналов, поступающих нэ ходные шины 1 и 2. По заднемуфронту каждого из этих импульсов содержимое реверсивного счетчика 9 увеличиваетсяна единицу, и, следовательно, счет производится на увеличение. Аналогично при перемещении механизма назадпоследовательность отрицательных импульсов формируется на входе обратногосчета реверсивного счетчика 9, и счет производится на уменьшение.Вышесказанное иллюстрируется временными диаграммами работы устройства (фиг. 2), где обозначения входных сигналов соответствуют приведенным выше, а такжевведены промежуточные сигнэлй; 10 - выход элемента И - НЕ 7, 11 - выход элементаИ - НЕ 8.Время задержки тз элементов 3, 4 задержки целесообразно выбирать одинаковым, причем для сохранениябыстродействия должно выполняться условие тз Тмин, где Тли - период входныхсигналов при максимальной скорости перемещения механизма,В сравнении с прототипом заявляемоеустройство управления реверсивным счетчиком имеет более высокое быстродействие, а также более простое схемное"решение, а следовательно, и большую надежность при меньшей стоимости, Таким образом использование заявляемого устройства позволит снизить расходы на и роизводство и эксплуатацию,Формула изобретенияУстройство управления реверсивным счетчиком, .одержащее две входные шины, два элемента задержки, реверсивный счетчик, два элемента И - НЕ, входы первого ивторого элемента задержки соединены соответственно с первой и второй входной шиной, а выходы первого и второго элемента И - Н Е соединены соответственно с входами прямого и обратного счета реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно дополнительно содержит два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем первый вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соеднен с прямым входом первого элемента И - НЕ и с инверсным входом вто1774492 Составитель В. ДавыдовТехред М.Моргентал Корректор И. Шмакова Редактор Заказ 3935 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент"; г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 рого элемента И-НЕ, прямой вход которого ЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с инверсным входомсоединен с выходом второго элемента ИСК- первого элемента И - НЕ.