Устройство для дифферинцирования частотно-импульсных сигналов

1 ц 526916 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Йоюз Советских Социалистических РеспубликЛЬСТВ ид ву олнительное к 51) М Кл з 6 066 7118 2146304/24 22) Заявлено 18.06.7 заявк с присоединением(23) Приоритет Государственный комнтеСовета Министров СССРоо дедам изобретенийи открытий(53) У 35(088,8) Опубликовано 30.08,7 Дата опубликования етень Ме 3 Бюл цса 1Каллиниковпроектный инс и химической тут по комплекснром ышленности(54) УСТРОЙС ДЛЯ ДИффЕРЕНЦИРОВАНИЯ ЧАСТОТНОИМПУЛЪСНЫХ СИГНАЛОВ К АВТОРСКОМУ СВИ Ю, В учно-исследовательский и автоматизации нефтяноиИзобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть применено в информационно-измерительных и управляющих системах с широким диапазоном изменения входного частотно-импульсного сигнала.Известно дифференцирующее устройство, содержащее частотно-импульсный вычитающий блок, входы которого соединены соответственцо с входом устройства и выходом двоичного 1 умножителя, подключенного входами к выходам делителя опорной частоты и выходам реверсивного счетчика, входами соединенного соответственно с входом устройства и выходом двоичного умножителя. 1Известно также дифференцирующее устройство, содержащее знаковый триггер и частотно-импульсный умпожитель с включенным на его входе элементом ИЛИ, входы которого подключены к выходам частотно-импульсного 2 вычитающего блока и входом знакового триггера, а выход частотно-импульсного умножителя соединен с счетным входом реверсивного счетчика.Наиболее близким по технической сущности 2 к изобретению является устройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов, содержащее блок управления, соединенный входом с входом устройства, неуправляемый делитель частоты, выход которого под ключен к счетному входу основного счетчика, генератор опорной частоты, трп управляемых делителя частоты, три группы логических элементов И, соединенных первыми входами с поразрядными выходами основного счетчика н подключенных выходами к соответствующим цифровым входам управляемых делителей частоты, блок вычитания импульсов с включенным на его входах распределителем импульсов, сигнальные входы которого подключены к выходам первого и второго управляемых делителей частоты, причем выход вычитающего блока соединен с сигнальным входом третьего управляемого делителя частоты, сигнальные входы первого и второго управляемых делителей частоты подключены к входу неуправляемого делителя частоты, а вторые входы групп элементов И всех групп, управляющий вход распределителя импульсов и входы обнуления управляемых делителей частоты н основного счетчика соединены с соответствующими выходами блока управления.Известные устройства имеют ограниченный диапазон изменения входной дифференцируемой частоты.Цель изобретения - расширение диапазона изменения входного сигнала,Это достигается тем, что в предлагаемое дифференцирующее устройство введены два управляемых делителя частоты, дешифратор илогический блок, подключенный входами к входу устройства и выходам дешифратора, соединенного входами с поразрядными выходами основного счетчика, причем выходы логического блока соединены с входами управления изменением коэффициентов деления дополнительных управляемых делителей частоты. Сигнальный вход первого дополнительного управляемого делителя частоты, подключенного выходом к входу неуправляемого делителя частоты, соединен с выходом генератора опорной частоты, а сигнальный вход второго дополнительного управляемого делителя частоты, подключенного выходом к выходу устройства, соединен с выходом третьего основного управляемого делителя частоты.На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, управляемые делители 2, 3, 4 частоты, дополнительные управляемые делителя 5 и 6 частоты, каждый из которых состоит из вычитающего счетчика 7, реверсивного сдвигающего регистра 8 и группы логических элементов И 9, неуправляемый делитель частоты 10, основной суммирующий счетчик 11, три группы элементов И 12, 13 и 14, распределитель импульсов 15, вычитающий блок 16, дешифратор 17 с двумя выходами 18 и 19 опорных значений кода, логический блок 20 с сдвигающим выходом 21 и двумя знаковыми выходами 22 и 23, блок управления 24 с восемью выходами 25 - 32 управления узлами устройства.Устройство работает следующим образом.В блоке управления 24 из последовательности импульсов входного сигнала 1,.(Ц формируются управляющие сигналы, определяющие последовательность работы узлов устройства. С выхода генератора 1 импульсы опорной частоты 1, подаются на счетный вход управляемого делителя 5 частоты, где она делится на коэффициент М, образующийся в виде параллельного кода в регистре 8. Частота с выхода делителя 5 поступает на счетные входы неуправляемого делителя 10 и управляемых делителей 2 и 3, в делителях 2 и 3 делится на коэффициенты, записанные в виде параллельного кода в регистрах памяти соответствующего делителя, В делителе 10 частота делится на постоянный коэффициент К. Частота с выхода делителя 10 поступает на счетный вход счетчика 11, где ее импульсы суммируются в промежутках времени, равных текущим периодам входного сигнала и формируемых путем подачи на вход обнуления счетчика 11 импульсов входного сигнала 1.,(1) через блок 24.На выходах разрядов счетчика 11 в момент опроса с блока 24 образуется код Хт, пропорциональный текущему периоду Т; входного сигналау тю М К Этот код через элементы И 14 и элементы И 12 либо 13 в зависимости от сигналов уп 35 КМ сЧ, Р 1 Ую 40 45 К" Ч, И) 5 10 15 20 25 Зо 50 55 60 65 равлсния с выходов 30, 26 и 28 блока 24 записывается в предварительно очищенные от старой информации сигналами сброса с выходов 29, 25, 27 регистры памяти управляемых делителей частоты 2, 3 и 4. Элементы И 14 открываются по каждому импульсу окончания текущего периода, и в регистр памяти управляемого делителя 4 записывается код -го периода. Элементы И 12 и 13 открываются поочередно, в результате чего в регистр памяти одного записывается код -го периода, а в другом остается код ( - 1)-го периода, записанный в предыдущем такте.На выходе делителей 2 и 3 в зависимости от содержимого регистров памяти образуются ча- стоты р) - К; р - т,)-.=-Эти частоты поступают на распределитель импульсов 15, который управляется сигналом от блока 24 таким образом, что всегда на одном из его выходов присутствует частота Г,.(1), а на другом Г,(1 - Т;) независимо от того, на какие входы эти частоты поступили. В блоке 16 формируется знак и величина разности этих частот ЛР,., пропорциональная производной входной частоты и текущему периоду входного сигналаьГц=гр) - Г,( - т,) =-К " Т,. Эта частота поступает на счетный вход управляемого делителя частоты 4, осуществляющего деление ее па величину лт,. пропорциональную текущему периоду входного сигнала. Частота на выходе делителя 4 Эта частота делится в управляемом делителе6 на коэффициент М, такой же как в делителе5, в результате чего выходная частота устройства т. е, пропорциональна производной входного сигнала по времени.Частота 1, является промежуточной и ее изменение не сказывается на выходном сигнале, Это обстоятельство позволяет построить автоматическую следящую систему изменения входной частоты 1 основного счетчика 11 в зависимости от изменения входной частоты устройства 1(1) и соответственно кода Нт, в счетчике 11 путем соответствующего изменения коэффициента деления делителя 5 в зависимости от превышения кодом Л т. в счетчике 11 опорных значений. Следящая система выполняется из дешифратора 17, подключенного к выходам разрядов счетчика 11 и логического блока 20, подключенного к двум выходам дешифратора 17 и к входу устройства, 52(1) 16Опорное значение кода Унв, при достижении которого кодом В счетчике 11 на Выкоче 18 дешифратора 17 появляетсянал, выоирается пз соображений обеспечения требуемой дискретности изменения для минимального значения периода входного сигнала1001 мив117 мив ; где б требуемая дискретность изменения кода пеРиода 7 х. ОпоРное значение кода Умакс, по достикении которого на выходе 19 дешифратора 17 появляется сигнал, выбирается ВДВОЕ ООЛЬШИМ, ЧЕМ Умвн ПрИ УМЕНЬШЕНИИ входной частоты К,(1) код в счетчике 11 начинает увеличиваться, и когда входная частота станет вдвое меньшей максимальной входной ЧастотЫ, Т Е тх =Рмакс/2 КОД В СЧЕТЧИКЕ 11 достигает значения Умакс=21=Тмин и на Выходе 19 дешифратора 17 появляется сигнал, по которому в логическом блоке 20 вырабатывается сигнал знака. По этому сигналу по выходу 22 устанавливаются реверсивные сдвигающие регистры 8 в делителях 5 и 6 на слокение, Затем вырабатывается сигнал сдвига, который по выходу 21 поступает на сдвпговые входы регистра 8, осуществляя сдвиг влево кода в регистре, в результате чего коэффициент деления делителей 5 и 6 увеличивается вдвое относительно первоначального значения. Соответственно вдвое уменьшаются частота Г, и /,. Код в счетчике 11 уменьшается и изменяется В ДиапазОне Л гиии) У т . ) )Умакс. При Дальнейшем уменьшении входной частоты код Жтх ОПЯТЬ УВЕЛИЧИВаЕТСЯ И ПРИ х(Ц =максН вновь достигает значения У т, Процесс увеличения вдвое коэффициентов деления делителей 5 и 6 повторяется. Аналогично работает устройство и дальше, каждый раз увеличивая вдвое коэффициенты деления делителей 5 и 6 при достижении кодом Л тх в счетчике 11 ОПОРНОГО ЗиаЧЕНИЯ Умакс Если входная частота ., начинает увеличиваться, коэффициенты деления делителей 5 и 6 уменьшаются, При увеличении входной частоты вдвое относительно первоначальной, соответствующей установленному коэффициенту деления делителей 5 и 6, код в счетчике 11 уменьшается до значения Ун. При этом на выходе 18 дешифратора 17 появляется сигнал, по которому в блоке 20 с учетом относительного появления во времени входного сигнала вырабатываются сигнал изменения знака управления регистрами 8 на вычитание и сигнал сдвига регистров вправо, в результате чего коэффициент деления делителей 5 и 6 уменьшается вдвое и соответственно код Нтх увеличивается и начинает изменяться в диапазоне Ун,)У та )Умакс. Аналогично работает устройство и дальше, каждый раз уменьшая 5 10 15 20 ) зо 35 40 45 50 О 60 коэффициенты делен. я де.птслеп 5 и 6 вдвое прп уменьшении кода в счетчике 11 до Величии; ОПОРНОГО КОДа Л 1 нннПри таком построении устройства верхняя граница входной частоты ограничивается быстродействием счетных разрядов, а нижняя вкодная частота может изменяться практически неограниченно. При этом объем счетных узлов устройства лишь па 1 2 разряда превышает требуемый ооьем для максимальной входной частоты. Благодаря этому предлагаемое устройство расширяет диапазон изменения входнои частоты при оптимальном объеме счетных узлов устройства.Фор мул а изобретенияУстройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов, содержащее блок управления, соединенный входом с входом устройства, неуправляемый делитель частоты, выкод которого подключен к счетному входу основного счетчика, генератор опорной частоты, трп управляемых делителя частоты, три группы логических элементов И, соедпненнык первыми вкодамп с поразрядными выкодами основного счет;пка и подключеннык выкодамп и соотвегствующпм цифровым входам управлясмык делителей частоты, блок вычитания импульсов с включенным на его вкодах распределителем импульсов, сигнальные вкоды которого подключены к выходам первого и второго управляемы.; делителей частоты, причем выкод вычитающего блока соединен с сигнальным входом третьего управляемого делителя частоты, сигнальные входы первого и второго управляемых делителей частоты подключены к вкоду неуправляемого делителя частоты, а вторые вкоды элементов И всек групп, управля 1 ощий вкод распределителя импульсов и вкоды обнуления управляемык делителей частоты и основного счетчика соединены с соответствующими выходами блока управления, отлич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона изменения входного сигнала, в устройство дополнительно введены два управляемых делителя частоты, дешифратор и логический блок, подключенныЙ входами к входу устройства и выходам дешифратора, соединенного входами с поразрядными выходами основного счетчика, причем выходы логического блока соединены с входами управления изменением коэффициентов деления дополнительных управляемых делителей частоты, сигнальный вход первого дополнительного управляемого делителя частоты, подключенного выходом к входу неуправляемого делителя частоты, соединен с выходом генератора опорной частоты, сигнальный вход второго дополнительного управляемого делителя частоты, подключснного выходом к выходу устройства, соединен г выходом третьего основного управляемого де лителя частоты.аз 2314/2ЦНИ 1650ногом изова, Ж пография, пр. Сапунова,Изл. И Государств по де 113035, .Чо