Частотный дискриминатор

О П И С А Н И Е 264779ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соос Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства М 2Заявлено 05.т 7111,1967 ( 1178193/18-24)с присоединением заявки М 2 пт 27,02 МПК 6 061 ритет Килитет по деламизобретений и открытипри Совете МинистровСССР 1.3.056 (088.8) Опубликовано 03,111.1970. Бюллетень г 2Дата опубликования описания 17 Л 1.1970 Авторыизобрете В. Черней В, В. Топорко 111авлению -" пециальное конструкторское бюро систем автоматическогоу явител ЧАСТОТНЫЙ ДИСКРИМИНАТОР изм -ткуда Л ПОСТО 51 чнн П 2 ПРО- досчст)досчсри этом обходнкогда ду нмо счет- счетчичисло),1Предлагаемое изобретение относится к области автоматики и может быть использованов цифровых системах регулирования для определения величины и знака рассогласованиядвух сравниваемых частот в дискретные моменты времени.В известных частотных дискриминаторах,использующих способ подсчета импульсовсравниваемых частот за фиксированный промежуток,времени с помощью двоичных счетчиков с последующим досчетом их до переполнения, требуется выделение значительноговремени на процесс досчета (дополнение) счетчиков в случае, когда записываемые числаневелики по сравнению с модулем счетчиков 15и схема критична к частоте.В предлагаемом частотном дисириминаторевремя определения величины и знака рассогласования измеряемых частот сокращено благодаря применению логических ячеек типа 20И, позволяющих путем добавления к счетчикам дискриминатора постоянного числа значительно уменьшить время, необходимое длядосчета счетчиков,Схема частотного дискриминатора изображена на чертеже.Он содержит двоичные счетчики 1 и 2, триггеры управления 8 и 4, триггер знака 5, дешифратор несоответствия б, генератор 7 дополняющих импульсов, схемы-ячейки совпадения 8 - 15, логическую схеху-ячейку ИЛИ -НБ б, входные клеммы (входы) 17 - 19, на которые поступают циклические команды управления от блока коматд, элемент (лино) задержки 20.Принцип работы частотного дискриминатора состоит в следующем.В течение времени измерения гзимпульсы одной из сравниваемых частот , поступают в счетчик 1, другой 2 - в счетчик 2, За врегмя измерения в счетчиках образуется два числа: и, и гг 2, пропорциональные входным частотам / И 2, Прн 1 ЕМ П 1=11 1 изз 1 П 2= 1 2 изиРассогласование частот Л=г - 2 (при условии, что ,)Я пропорционально разности чисел и и гг 2:гг ге=11 деизм Ь= У 12)(ВРСМЯ НЗМЕРЕННЯ гз - ВЕЛН и ная).Для определения разности чисел п н изводят одновременное дополнсннс ( счетчиков дискриминатора импульсами та до переполнения от генератора 7. П фиксируют количество импульсов, не мых для досчета. одного из счетчиков другой уже переполнен, или время ме 51 пульсами переполнения одного и другог чиков (первым переполнится тот нз ков, в котором записано большееО знаке рассогласования судят по тому, какой из счетчиков переполнится раньше.С целью ускорения получения разности чисел до переполнения одного из счетчиков перед каждым импульсом досчета производят опрос состояний триггеров соответствующих разрядов счетчиков и добавление одного и того же числа в эти разряды в случае их равенства нулю.Поразряднып опрос соответствующих разрядов счетчиков производится с помощью логических ячеек 8, количество которых равно количеству разрядов, счетчиков, В исходном состоянии счетчики 1 и 2 и триггеры управления 3 и 4 находятся в нулевом состоянии. При этом на нулевых плечах триггеров 3 и 4 присутствует высокий отрицательный потенциал, являющийся разрешающим для ячеек 10 и 12. На потенциальном входе ячейки 14 также имеется разрешающий сигнал с выхода ячейки 1 б при нулевом состоянии триггеров 3 и 4.Разрешающий потенциал с дешифратора несоответствия б поступает на ячейку И в случае, если триггеры управления 3 и 4 находятся в состоянии несоответствия (один в нуле.вом, другой - в единичном). Состояние триггера знака произвольное.Каждая из логических ячеек 8 имеет три входа и один выход. Одни из входов объединены и на них через ячейки 13 и 14 поступают импульсы от генератора досчета 7, Два друих входа каждой из ячеек 8 соединены с одноименными (единичными) плечами триггеров соответствующих разрядов счетчиков 1 и 2. Выходы каждой из ячеек 8 соединены с единичными входами этих же триггеров, Импульсы досчета от генератора 7 одновременно поступают на объединенные, входы ячеек 8 и через линию задержки 20 на счетчики 1 и 2, Таким образом, импульсы,досчета прежде, чем поступить в счетчики, подаются на ячейки 8 в качестве стробирующих импульсов.Командой К по входу 17 триггеры управления 3 и 4 устанавливаются в нулевое состояние (счетчики 1 и 2 автоматически устанавливаются в нулевое состояние при переполнении). Импульсы сравниваемых частоти 1 подводятся к ячейкам 9.В течение времени действия команды К на входе 18, равного времени измерения на ячейках 9 имеется разрешающий сигнал. Одна из сравниваемых частот , поступает в счетчик 1, другая- в счетчик 2.По окончании дейспвия команды К ячейки 9 закрываются, и доступ измеряемых частот в счетчики прекращается. При этом в счетчиках образуются два числа - и, и аь пропорциональные входным частотам.Дополнение счетчиков импульсами досчета производится по команде К, по входу 19, в течение времени действия которой на ячейках 9 и 13 имеется разрешающий потенциал. Через ячейки 13, 14 (на втором входе ячейки 14 присутствует разрешающий сигнал от ячейки 1 б, так как триггеры 3 и 4 находятся в ну 60 65 Второй имлульс досчета добавит единицы в третьи разряды счетчиков:1 - 1111111;2 - 0011111. Этот же импульс после линии задержки приводит к следующему состоянию счетчиков;1 - 0000000;2 - 1011111,левых, состояниях) импульсы от генератора 7 поступают на ячейки 8 в качестве стробирующих импульсов, а также через линию задержки 20 и открытые ячейки 10 - на счетные вхо ды счетчиков.При поступлении стробирующего импульсана ячейки 8 те триггеры разрядов, счетчиков, которые соответственно находятся,в нулевом состоянии, перебрасываются в единичное сос тояние импульсом, который появится на выходе ячейки 8. Это соответствует добавлению к числам в счетчиках одного и того же числа.Опрос поразрядных состояний счетчиковпроизводится перед каждым им пульсом до счета до переполнения одиого из счетчиков,так как после подсчета каждого входного импульса меняется состояние счетчиков.Из приведенного ниже, примера видно, насколько уменьшается время, необходимое для 20 досчета (переполнения) одного из счетчиков.Предположим, что в счетчиках после заполнения от частотизаписаны такие числа (младшие разряды слева):в 1-ом - 0001001;25 во 2-ом - 1010001.Чтобы переполнить счетчик 1, в которомзаписано большее число, при обычной схеменеобходимо послать следующее количествоЗ 0 дополняющих импульсов;1110110+ 1 = 1.2 О + 1.2 + 1 . 2 + О, 2 з ++1 24+1 2 д+О 2+1=56,импульсов.Тогда время досчета 1 будет равно:351 досч - 56У д осчгде Тдос - период следования импульсов досчета.В предлагаемой схеме для досчета (пере полнения) первого счетчика необходимо послать всего два импульса. Действительно, первый импульс от генератора досчета 7 добавит единицы в те разряды обоих счетчиков, у которых нулевые состояния совпадали, и в счет чиках будут записаны такие числа:в 1-ом - 0101111;во 2-ом - 1 1 101 1 1,Этот же импульс после линии задержки по ступает на счетные входы счетчиков и добавляет к содержащимся в них числам по единице:1 - 1101111;2 - 0001111.го г 5 зо Таким образом, в данном примере время, необходимое для досчета (переполнения) одного из счетчиков, уменьшилось в 28 раз,После переполнения счетчика 1 через соответствующую ячейку 11 импульс переполнения (переноса) перебросит триггер управления 3 в единичное состояние, а через ячейку 12 перебросит триггер знака 5 или подтвердит его состояние. При переходе триггера 3 в единичное сос 1 ояние снимается разрешаощий потенциал с ячеек 14 (через ячейку 1 б), 10 и 12 и тем самым прекращается доступ импульсов досчета в счетчик 1 и стробирующих импульсов на ячейки 8, а также блокируется второй единичный вход триггера знака 5, в результате чего исключается повторный переброс в нем,при переполнении счетчика 2.С момента переброса одного из триггеров управления в единичное состояние производится фиксирование величины рассогласования сравниваемых частот. Так как триггеры управления 3 и 4 находятся в состоянии несоответствия, с выхода дешифратора несоответствия б поступает разрешающий потенциал на ячейку 15, На,выходе ячейки 15 появляются импульсы, пропорциональные Л с частотойПри переполнении второго счетчика через открытую ячейку 11 происходит переброс в единичное состояние триггера управления 4, снимающего разрешающий потенциал с ячеек И и 12, Доступ импульсов досчета (дополнения) в счетчик 2 прекращается.Теперь оба триггера управления 3 и 4 находятся в единичном состоянии, на выходе дешифратора несоответствия б нет разрешающего потенциала для ячейки 15, следовательнона выход этой ячейки импульсы от генератора 7 не пройдут. Количество импульсов, зафиксированное с,выхода ячейки 15, равно числу импульсов, необходимых для переполнения второго счетчика после того, как один из них уже переполнился. Это число имдульсов характеризует величину рассогласования сравниваемых частот. Положение триггера знака 5 указывает на знак рассогласования.Применение в частотном дискриминаторе достаточно простых логических ячеек 8 позволяет значительно уменьшить время, необходимое для определения величины и знака рассогласования сравниваемых частот. Предмет изобретения Частотный дискриминатор, состоящий из двух двоичных счетчиков, двух триггеров управления, триггера знака, генератора дополняощих импульсов и логических ячеек, отличтоиийся тем, что, с целью сокращения времени определения величины и знака рассогласования измеряемых частот, одноименные нулевые выходы триггеров соответспвующих разрядов обоих счетчиков попарно подключены к двум входам соответствующей им ячейки типа И, третий вход которой через логические ячейки соединен с генератором дополняющих импульсов, а выход каждой ячейки типа И соединен с единичными входами соответствующей,пары триггеров.264779 рректор В. Трутнев едактор Б, С. Нанкина Типография, пр, Сапунова, 2 ставптель В. Е, Валгожеиич Текред 3. Н. Тараненко Заказ 1561/18 Тираж 480ЦНИИПИ Комитета по делам изобрсте и открытий при СМосква Л(-35, Раушская паб., д. 45 Подписноеете Министров СССР