Частотно-импульсное вычитающее устройство

" 646347 Союз Советсхих Социалистических Республик(23) Приоритет Государственный ноинтет ссср по делам нзооретеннй н отнрытнй(Я) САДК 681.335Г 088 8) Дата опубликования описания 08.02.79 Ю. Б. Соколовский и А. Г. Бусыгина(71) Заявитель т,54) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ ВЫЧИТАВЩЕЕ УСТРОЙСТВО 1.Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии может быть. использовано в системахуправления электроприводами, в частности, в регуляторах соотношения чаотот,скоростей.Известно устройство для полученияразности двухачастотйьтх последооватбльностей в виде аналогового сигнатла, ко-торое. содержит два стандартизатораамплитудыр выходами подключенных ковходам импульсных преобразователей,выходы которых соединены со входамираеностното тенаитенн 1,Осйовным йедостатком устройстваявляется его высокая ийерцнонность.Известно также устройство для определения разноати частот, содержащеедва входных интегратора, выхоадьт кото-.рых подключенБт к соответствующимвходам элементов И, триггер,восстановления выходов, триггер и элементыИ-НЕ 21. Недостатком устройстваявляется конструктивная сложность,олрвцеляемая необходимостью дополнятельного выделения разностной частоть и преобразования ее в аналоговый сигнал.Прототипом изобретенйя являетсячастотно-импульсное вйчитающее устройство, содержащее последовательно соединенныепреобразователь частотьт в напряжетпте, переключатель полярности, интегратор,ключ и фиксатор уровйяр причем выход интегратора через последовательно соединенные выпрямитель, компаратор, элемент НЕ и элемент И, другой вход котоорого через формирователь импулЬсовн подключен к одйому из выходов счетного триггера, сеединен с управляющим входом ключа,. управляющий вход разрядйого ключа, включенного параллелоьно нйтоегрирутощему конденсатору инФегратьра, соединен через элемент задержки с выходом формирователя импульсов, вход счетного триггера подклточен к первому входу частотнонмпульсного вычитаюшего устройства, соединенному с первым входом триггеара, второй. вход которого связан со вто5 О рым входом частотно-импульсного вычятающего устройства 3,Недостатком прототнпа являетсяналичие двух переключателей полярностя, которые управляются разлнчнымитриггерами, что усложняет устройство,понижает его надежность и точность,так как дополнительная коммутация ана.логового сигнала вносит дополнительную погрешность в определение относятельной разностной частоты на выходе устройства.Яелью изобретения является повышение точности устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены дополнительные элементы И я НЕ и элемент ИЛИ,причем первые входы дойолнительныхэлементов И соединены с выходом триггера, вторые входы дополнительныхэлементов И нодключены к выходамсчетного триггера, а их выходй чертэлемент ИЛИ соединейы с йервымуправляющйм входом переключателяполярности, второй управляющий входкоторого через дополнятельюай элементНЕ подключен к выходу элемеета ИЛИ.На фиг, 1 изображена блок-схема"устройства, на фиг. 2временныеднаграммы" его работаь,Устройство содержит пвеобразователь частоты в напряжение 1, выход Которого подключен к переключателЭ полярности 2, триггер 3, на один из входоь которого подается частотно-импульсная последовательность 1 1, а на другой вход - частотно-импульсная последовательность ; триггер со счетя 4 м входом 4, первый выход которого и,один из выходов триггера 3 подсоедийены ко входу дополнительного элемента И 5, а вторые выходы триггеров 3 и 4 ко входу дополнительного элемента И 6; выходы элементов И 5 и 6 соединены со входом элемента ИЛИ 7, выход которого через допол- нительный элемент НЕ 8 подключен к первому управляЮщему входу переклю чателя полярности 2. Выход переключателя 2 соединен со входом интегратора 9, выход которого подключен к сигнальному входу ключа 10 и через выпрямитель 11 ко входу компаратора 12. Выход компаратора 12 через элемент НЕ 13 подсоединен к первому входу элемента И 14, ко второму входу которого подключен выход формирова 15 2 О 25 36 35 4 О 45 50 55 теля импульсов 15, вход которого соединен с одним из выходов триггерасо счетным входом 4, а выход подсоединен также к элементу задержки 16,соединенному с управляющим входомразрядного ключа 17 интегратора. 9.Второй вход компаратора 1 2 подключен к источнику опорного напряжения17. Выход элемента И 14 подключенк управляющему входу ключа 10, соединенного со входом фиксатора уровня 18. Устройство работает следующнм образом: на входы преобразователя 1, триггеров 3 и 4 подается частотно-им пульсная последовательность .(фиг. 2 а), а на второй вход траггера 3 - последовательность ((фиг. 2 б). Прн этом сигналы выходов основного триггера 3 (фиг. 2 в, 2 г) поступают на входы эиементов И 5 и 6 соответственно.Одйовремейно на входах триггера со счетным входом 4 формируются последовательностй прямоугольных импульсов (фиг. 2 к, 2 з) и поступают на вторые Моды элементов И 5 и 6. Выходные сигналы с элементов И 5 и 6 преобразуются на выходе элемента ИЛИ 7 в сигналы (фиг. 2 д), а пройдя через элемент НЕ 8 в йнвертированные сигналы (фиг. 2 е). Эти сигналы поступают на управляющие входы переключателя полярности 2. На выходе переключателя 2 при этом формируется сигнал (фиг. 2 и), ,который подается на вход интегратора 9,Прямоугольные импульсы с выходатряггера 4 поступают через формирователь 15, укорачивающий их до малойдлительности Ь ко входу элементаЙ 14 и через элемент задержкн 16(на время % , фиг. 2 к) ко входу разрядного ключа 17 интегратора 9, обеспечивая йериодяческий форсированныйразряд ннтегратора до нуда через каждые два периода Т , т. е. от нечет-ных импульсов из последовательности 11,На выходе интегратора 9 формируетсянапряженнему(фиг. 2 л),В тех случаях, когда напряженнеЗв момент прихода нечетного импульса .11 не превышает Е , на выходе элемента И 14 формируется фединичныйимпульс длительностью 1 , обеспечиваю- .щий кратковременное замыкание ключа10. При этом производится замер конечного значения интегралаЦ5 6 (фиг. 2 м) и его запоминание в фиксаторе уровня 18 (фиг. 2 н).Однако в зоне фазового сдвига меж ду входными частотно-импульсными последовательностями сигналов Ь =ЫК (при К 1, 2) возможен кратковременный всплеск производной. Тогда напряжениеО, с выхода выпоямителя 11н Д опи компаратор 12 срабатывает. На его выходе появляется "единичный сигнал, а на выходе элемента НЕ 13 "нулевой" сигнал, который поступает на первый вход элемента И 14. В этом случае на выходе элемента И 14 не формируеъ. ся "единичный" сигнал, ключ 10 не замыкается и на фиксаторе 18 остаеч. ся ранее зафиксированный сигнал (см. пунктирную линию на фиг. 2 н).Таким образом, устройство преобразует раэностную частоту от входных частотно-импульсных сигналов в пропордиональный раэностный аналоговый сиг- нал с коэффипиентом пульсации близким к нулю и запаздыванием информации в 2 Т .Такое устройство позволяет получить сигнал раэностной частоты с большей точностью, чем устройство-прототип за счет замены одного из переключателей полярности элементами И, ИЛИ, НЕ, что в свою очередь приводит к повышению надежности работы устройства,Формула изобретенияЧастотно-импульсное .вычитающее устройство, содержащее последовательно соединенные преобразователь частоты в напряжение, переключатель полярности, интегратор, ключ и фиксатор уровня, причем выход интегратора черезпоследовательно соединенные выпрямитель, компаратор, элемент НЕ и элемент И, другой вход которого через5 формирователь импульсов подключенк одному из входов счетного триггера,соединен с управляющим входом ключа,управляющчй вход разрядного ключа,включенного параллельно интегрирую 1 О щему конденсатору интегратора, соединен через элемент задержкис выходом фформирователя импульсов, вход счетноготриггера подключен к первому входучастотно-имнульсного вычитающегоустройства, соединенному с первымвходом триггера, второй вход которогосвязан со вторым входом частотно-им,пульсного вычитающего,. устройства,о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с.4 пелью повышения точности устройства,в него введены дополнительные элементыИ и НЕ, элемент ИЛИ, причем первыевходы дополнительных элементов Исоединены с выходом триггера, вторыевходы дополнительных элементов И подключены к выходам счетного триггера,а их выходы через элемент ИЛИ соединены с первым управляющим входом переключателя полярйости, второй управляк- щий вход которого через дополнительный элемент НЕ подключен к выходуэлемента ИЛИ,Источники информации, принятые во 3внимание при экспертизе1. Карпов Р, Г. Техника частотноимпульсного моделирования, М., "Машиностроение, 1969, с. 58.2. Авторское свидетельство СССР% 377799, кл, Я 06 С 7/14, 1971.3, Заявка М 2131429 У 24,кл. Я 06 ( 7/14, 1975, по которойпринято положительное решение о выдаче авторского свидетельства.45йодпнснота СССР тийскан наб.,3 ВФВФФ ефа г. Ужгород, ул, Проек леал П атен Звкю 114 Р 4 ОЦНИИПИ. Гпо делам113038 Тираж 779 осударственного ко изобретений и от Москва, Ж-Э 8, Р е