Цифро-аналоговое дифференцирующее устройство

(51) М, Кл. С 06 3/00 Госудеротвеииый комете6 овета Миииатрав СССРоо делам изобретеайи открмтий 23) Приори публико о 25,08.75,Бюллетень ЮР 1 икования описания 11.11.7 81.34(088,8 б) Дата опуб 72) Авторы изобретения Б. Энтин, ВиВ.О. Ра хин(73) Заявнтел ехнический инсти краинский заочный(.54) ЦИФРОАНАЛОГОВОЕ ДИФФЕ УЮЩЕЕ УСТРОИСТВО синхронизации, входы второй схемы разности соединены с вторым выходом генератора тактовых импульсов, с выходом схемы управления и выходом второго счетчик ка, поразрядные входы которого через вентили прямого кода соединены с поразрядными выходами первого счетчика, поразрядные входы последнего через вентили обратного кода соединены с поразрядными О выходами третьего счетчика, причем управляющие.входы вентилей прямого и обратного кода подключены к выходам схемы управления, соединенной входами с вторым выходом первой схемы разности и выходом Ь схемы синхронизации., Один вход этойсхемы подключен ко второму выходу генератора тактовых импульсов, а второй вход к выходу устройства; кроме того, вы,ход схемы синхронизации подключен к вхо- О цам обнуления первого и третьего счетед чиков,В устро при сравне зуемой час вом импул йстве производнаянии соседнкх пери тоты, измеряемых сов тактовой част вычисляется ов преобраколичестты, на два Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и предназначено цля вычисления производной от частотно-импульсного сигнала по времени с прставлением результата в аналоговой форме.Известны цифференцируюшие устройст,ва, содержащие генератор тактовых импульсов, первым входом соединенный с входомсхемы управления, и счетчики импульсов,счетные входы которых подключены к вы.ходам схемы управления..Йель изобретения - повышение быстродействия и точности вычисления,Достигается это благодаря тому, что в устро йство, дополнительно введены схема синхронизации, вентили прямого и обратного кода, две схемы разности и преобразователь длительности импульсов в напряжение, соединенный своими входами с выходами схем разности; входы первой схемы разности соединены с первым выходом генератора тактовых импульсов, вы- ходом первого счетчика и выходом схемы Энтина, А. М. Бродецкий481919 порядка превышающей максимальную преобразуемую частоту.На чертеже приведена функциональнаясхема устройства.Цифро-аналоговое цифференцирую шееустройство содержит генератор тактовыхимпульсов 1, вырабатывающий две послецовательности импульсов У и У , сцви 1. 2онутые по фазе на 180., схему синхронизации 2,.обеспечивающую ввод импульсовчастотына вход схемы управленияХсинхронно с тактовой частотой, Р ; схе 2му управления 3, обеспечивающую запускустройства и обмен информацией, три не бреверсивных счетчика импульсов 4, 5, 6,(вентили 7 обратного коца, вентили 8 прямогокода, цве схемы разности 9,10 ипреобразователь 11 длительности импульсав напряжение постоянного тока.Работа устройства при неизменной частоте Х состопт в следующем.Цервый импульс частоты , пройцячерез схему синхронизации 2, поступаетна вхоц схемы управления 3, которая раз 25решает поступление импульсов тактовойчастоты Р на вход счетчиков 4 и 5.С прихоцом второго импульса число,запи,-.апное в счетчике 4, опрецелиощее ЗОтекущий период, переносится в счетчик 5с помощью вентилей 7 в обратном коде,а счетчик 4 при этом устанавливается внулевое состояние.По второму импульсусхема управлекппя 3 вырабатывает "разрешение" на заполнение счетчика 6 импульсами тактовойчастоты.1( приходу третьего импульсав счетХчике 4 вновь запишется число, соответст Овуюплое текущему периоцу, а счетчик 5переполнится, танк,как в пем было записано дополнение к числу, опрецеляющел.упзлеряемый периоц (при= СОЙЗЙ ),Хлпульс переполпенпя счетчика 5 возцействует на схему разности 9, но последняя не срабатывает, так как ее удерживаетимпульс , слецующий непосредственно посхпе импульса переполнения счетчика 5 (в режиме=СОйзФ ),50хСхема разности построена таким образом, что она не чувствует разность периоцов меньше одного такта.Третий импульсс помощью схемыХ 55управления 3 и вентилей прямого коца8 осуществит перепись нулевого состояния счетчика 5 в счетчике 6 и соцержимого счетчика 4 в счетчике 5 (с помощьюсхемы управления 3 и вентилей обратного 4кода 7), а также сбросит в нем счетчик 4,С приходом следующего импульсаописанный процесс повторится,В таком режиме работы устройствасхела разности 10 также находится в нулевом состоянии и соответственно на выходепреобразователя 1 1 напряжение равно нулю.В случае уменьшения частоты счетчики 4 и 5 заполняются импульсами1как описано ранее, но так как период следования импульсов Х увеличился, то счетчик 5 переполнится раньше и, включив приэтом схему разности 9, буцет оставатьсяв нулевом состоянии до прихода следующего импульса , который возвратит схемуразности 9 в исходное"состояние и вновьразрешит поступление импульсовнавход счетчика 5,Длительность импульса на выходе схемы 9, равная разности двух сосецних периодов следования импульсовпропорхциональна скорости изменения этой часто-.ты.С выхода схемы разности 9 импульс,длительность которого соответствует скорости уменьшения частоты х, поступаетна вход преобразователя 1 1, где преобразуется и напряжение постоянного тока.В случае увеличения частотыпериодхследования импульсов становится меньшевремени заполнения счетчика 5, следовательно, он не успевает переполниться доприхода следующего импульсаи схемаразности 9 остается в нулевол состоянии.С прпхоцом импульсасодержимое счетхчика 5, соответствующее новому периоду,в прямом коде будет перенесено в счетчик 6 с полощью вентилей 8 и схемыуправления 3, а счетчик 5 установитсяв ноль. При этом запускается схема разности 10, а счетчик 6 дополняетсяимпульсами тактовой частоты. По1переполнению счетчика 6 схема разности10 возвращается в пулевое состояние.зЧ аким образом, на выхоце схемы разности 10 появляется импульс, равный "отрицательной разности текущего и прецыцущего периодов. С выхода этой схеллыимпульс поступает на другой вхоц преобразователя 11, гце преобразуется в напряжение постоянного тока другого знакаЕмкость счетчика 4 выбирается из условия, при которол счетчик не должен переполниться импульсами тактовой частотыУ за время максимального периоца повторения импульсов(при 1 ). Емх Х минкость счетчиков 5 и 6 должна быть рав, в котором может работать устройствохс заданной точностью, зависит от выбора тактовой частоты. Чем больше отношение У,/, тем выше точность вычисленияхпроизводной, и тем меньше диапазон частотПредмет изобретенияЦифроаналоговое дифференцирующее устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, первым выходом соединенный с входом схемы управления, и счетчики импульсов, счетные входы которых подключены к выходам схемы управления, отличающееся тем,что,с целью повышения быстродействия и точности вычисления, в него дополнительно введены, схемасинхронизации, вентили прямого и обратного кода, две схемы разности и преобразователь длительности импульсов в напряжение, соединенный своими входа-. ми с выходами схем разности, входы пер вой схемы разности соединены с первымвыходом генератора тактовых импульсов,выходом первого счетчика и выходом схемы синхронизации, входы второй схемы 5 разности соединены с вторым выходом генератора тактовых импульсов, с выходом,схемы управления и выходом второго счетчика, поразрядные входы которого черезвентили прямого кода соединены с пораз рядными выходами первого счетчика, поразрядные входы которого через вентили обратного кода соединены с поразряднымивыходами третьего счетчика, причем управляющие входы вентилей прямого и обратно го кода подключены к выходам схемы управления, соединенной входами с вторым выходом первойсхемы разности и выходомсхемы синхронизации, один вход которойподключен к второму выходу генератора 20 тактовых импульсов, а второй вход соединен с входом устройства, кроме того, выход схемы синхронизации подключен к входам обнуления первого и третьего счетчиков.25481919 Составитель ятина Тех ред И,Карандашов ончар ор З,Тараос ед Заказ Я Тираж испо приятие Патент, Москва, Г.59, Бережковская наб., 24 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров ССС по делам изобретений и открытий Москва, 1 И 035, Раушская наб., 4