Частотно-импульсное вычиттающее устройство

СЕССИЯ(.1 4.143 т ДЩ 3. в,ц 5 дфате 4 а МБАИ Н ОП СА ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 050575(21) 2131429/24 1) М. Кл.606 6 еудвретвввыХ оатвтоввтв Мветров ИоРоо ооа тобратввХотрытХ(54) СТОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ ВЫЧ УСТРОИСТВ бластитехники истемах упчастносчастот,ключенный первымника опорного напполярности, управсоединены с выходвход последнего пвходу устройства,щий фильтр ГЗ.Это устройство характеризуется узкими функциональными возможностями,так как устройство формирует выходной сигнал от разности сигналов, заданных частотой импульсов и напряжением постоянного тока и требует для.представления второго входного сигнала в частотно-импульсной форме введе"ния дополнительного преобразователяформы сигнала, устройство также непозволяет .формировать выходной сигнал,пропорциональный. относительной разности входных частот. Кроме этого, устройство обладает пониженной точностью, таккак на его выходе установлен фильтркоторый может обеспечить малый коэффициент пульсации выходного напряженияустройства только при определенномсоотношении параметров фильтра и выходной импульсной последовательности.Целью изобретения является расширение Функциональных возможностей иповышение точности работы устройства. 10вхо 25 я часйствоподприсоедииеиием заявки Изобретение относится к о автоматики и вычислительнойможет быть использовано в си равления электроприводами, в ти в регуляторах соотношенияскоростей.Известно устройство для получения разности двух частотных последовательностей в виде аналогового сигнала, которое содержит два стандартизатора амплитуды, выходами подключенных к дам импульсных преобразователей, выходы последних соединены с входами разностного усилителя 1).Основным недостатком устройства является его высокая инерционность.Известно также устройство для определения разности частот, содержащее два входных триггера, выходы которых подключены к соответствующим входам элементов И, триггер восстановления, выходной триггер и элементы И-НЕ. Однако это устройство отличается конструктивной сложностью, определяемой необходимостью дополнительного выделения разностной частоты и преобразовани.; ее в аналоговый сигнал 2.Прототипом изобретения являетс тотно-импульсное вычитающее устро содержащее интегратор,компаратор входом к выходу источряжения, переключательляющие входы которогоами триггера, первыйодключен к первомуи выходной усредняюДостигается это тем, что в устройство, содержащее интегратор, компаратор, подключенный первым входом к выходу источника опорного напряжения,и йереключатель полярности, управляющие 5входы которого соединены с выходамитриггера, первый вход которого подключен к первому входу устройства, введены дополнительно переключатель полярности, триггер, Формирователь; элемент щ.задержки, выпрямитель, элементы И иНЕ 1 ключ, Фиксатор уровня и преобразователь частоты в напряжение, входкоторого соединен с вторым входом устройства, вторым входом основного триггера н счетным входом дополнительноготриггера, а выход преобразователя частоты в напряжение соединен с сигнальньва входом основного переключателя полярности, подключенного выходом ксигнальному входу дополнительного переключателя полярности, соединенноговыходом с входом интегратора, выходкоторого подключен к сигнально.лу входуключа и через выпрямитель - к второмувходу компаратора, подключенного выходом через элементы НЕ к первому входуэлемента И, соединенного вторым входом с выходом формирователя и черезэлемент задержки - с входом сброса интегратора,а выход элемента И подключен к управляющему входу ключа, соединенного выходом с входом Фиксаторауровня, причем выходы дополнительноготриггера соединены соответственно суправляющими входами дополнительного 35переключателя полярности и с входомформирователя,На Фиг. 1 изображена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - временные диаг.раммы его работы. 40Устройство содержит преобразователь1 частоты н напряжение, выход которогоподключен к сигнальному нходу переключателя полярности 2, управляющие входыкоторого подсоединены к выходам триггера 3, причем один вход триггера подключен к входуустройства и к нходам преобразователя 1 и триггера 4, авторой вход триггера - к входу 7 устройства, 50Выход переключателя 2 полярностичерез переключатель полярности 5 соединен с входом интегратора б, выходкоторого подключен к сигнальному входуключа 7 и через выпрямитель 8 - к нхо 55ду компаратора 9. Выход компараторачерез элемент НЕ 10 подсоединен кпервому входу элемента И 11, соединенного вторым входом с выходом формирователя 12 и чзрез элемент задержки 13 с входом сброса интегратора б, Второйвход компаратора 9 подключен к источ"нику опорного напряжения 14, Выходэлемента И 11 подключен к упранляюшему входу ключа 7, соединенного ныходом с входом фиксатора уровня 15.Выходы триггера 4 соединены соотнетственно с управляющими входами переключателя полярности 5 и с входом формирователя 12.В устройстве реализуется известное соотношениеЬР = 2 й дсй,огде ЬМ - фазовый сдвиг между входными частотами;Ь(,- ) - разностная частота входных частотно-импульсных сигналов.Причем интегрируется Ь 1 - приращение сдвига по фазе между входными частотами за каждый интервал измерения Ти щ 2 Т 1,ЬТд 2 Л Т где ЬТэ - эквивалентное приращение сдвига но времени.ЬТ, = (Т,-тг= д 7, тТ 1 =у; Т 22 где Прямоугольные импульсы с выходатриггера 4 поступают через ФорьаронаНа ныходе устройства н момент поихода каждого нечетного импульса изпоследовательностиформируетсяконечное значение интеграла отсигнала Ц с преобразователя 1 завремя ьТз, которое Фиксируется на 2 Т 1н фиксаторе 15:Ць 1 ЦФ 4 к 11 Тг " уо гТаким образом формируется выходнойаналоговой сигнал, пропорциональныйразностной относительной частоте входных импульсных последовательностей скоэффициентом пульсации, близким к нулю.Причем получаемая информация имеетзапаздывание, не принышаюшее 2 Т 1,Устройство работает следующим образом, На входы преобразователя 1, триггеров 3 и 4 подается частотно-импульсная последовательность 1,а на второйвход триггера 3-последонательно2(см. Фиг. 2 б). При этом сигналы с выходов о ц б основного триггера 3(см. Фиг. 2 н, г) поступают на управляющие входы переключателя полярности 2.Выходное напряжение преобразователя1 равно Цф К 1На выходе переключателя 2 формируется напряжение Цг(см. Фиг. 2 д), причем Цг(Ч/,Одновременно на выходах а и 6 триггера 4 формируются последовательностипрямоугольных импульсов(см. Фиг. 2 е, ж)н поступают на управляющие входы переключателя полярности 5, выходноенапряжение Цс которого (см. Фиг. 2 з)подается на вход интегратора 6, .тель 12, укорачивающий их до малой длительности С 1, к второму входу элемента И 11 и через элемент задержки 13 (на время 12,фнг. 2 и) к входу сброса интегратора 6, обеспечивая периоди" ческий форсированный разряд интегратора до нуля каждые два периода Т 1, т.е. от нечетных импульсов из последовательности ф . На выходе интегратора 6 фор 41мируется напряжение 6 (см.фнг. 2 к).В тех случаях, когда напряжение ц н момент прихода нечетного импульсане превышает Б , на выходе элеменОпфе е та И 11 формируется единичный импульс длительностью 1,обеспечивающий кратковременное замыкание ключа 7, рП и этом производится замер конечного значения У интеграла (см.фиг. 2 л) и его6я 15 (см. запоминание в фиксаторе уровня 15 ( фиг2 м)20Однако в зоне Фазового сдвига между входными частотно"импульсными сигналамииЬЖ=2,й к, при К"-1,2 т) возможен кратковременный всплеск про изводной. Тогда напряжение У с выхода выпрямителя 81(З =116 фЕ оли компаратор 9 срабатывает, на его выходе появляется фединичный сигнал, а на выходе элемента НЕ 10-фнулевойф сигнал, который поступает на первый вход элемента И 11, В этомслучае на выходе элемента И 11 не Формируется единичный импульс, ключ 7 не замыкается и на Фиксаторе 15 остается ранее зафиксированный сигнал (см, пунктирную линию на Фиг. 2 м).Таким образом устройство преобра зует разностную частоту от входных частотно-импульсных сигналов в пропорциональный относительный разностный сигнал с коэффициентом пульсаций,близким к нулю, и запаздыванием инфор мации в 2 Т 1.формула изобретенияЧастотно-импульсное вычитающее устройство, содержацее интегратор, компаратор, подключенный перным входом к выходу источника опорного напряжения, и переключатель полярности, управляющие входы которого соединены с выходамн триггера, первый вход которого подключен к первому входу устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей и повышения точности работы устройства, н него дополнительно .введены переключатель полярности триггер, формирователь, элемент задержки, выпрямитель, злемеиты И и НЕ, ключ, фиксатор уровня и преобразонатель частоты в напряжение, вход которого соединен с вторым входом устройства, вторым входом оснонного триггера и счетным входом дополнительного триггера, а выход преобразователя частоты и напряжение соединен с сигнальным входом основного переключателя полярности, подключенного выходом к сигнальному входу дополнительного переключателя полярности, соединенного выходом с входом интегратора, выход которого подключен к сигнальному входу ключа и через ныпрямитель - к второму входу компаратора, подключенного выходом через элемент НЕ к первому входу элемента И, соединенного вторым входом с выходом формирователя и через элемент задержки - с входом сброса интегратора, а выход элемента И подключен к управляющему входу ключа, соединенного ны" ходом с входом фиксатора уровня, причем выходы дополнительного триггера соединены соответственно с упранляю" шими входами дополнительного переключателя полярности и с входом формирователяИсточники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Карпов Р.Г., Техника частотно- импульсного моделировйния, Машиностроение, И., 1969,с, 58.2. Авторское свидетельство СССРР 377799, М, клЬ 06 Сг 7/14 к 19713 Авторское свидетельство СССРР 427467, М. кл 6 06 б. 7/14,1972.