Устройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов

32904 Союз СоветскихСоцналистнческнкРеспублик ОПИСи ЗОБРетеЙИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 6 ) Дополн кое к авт. свил-ву 10.11.77(21) 2543374/18-24 (5Бюллетень,% 17 та опубликования описания 05.05 М. А. Шербаков Н, П. Сергее Ф,(72) Авторы изобретения) Заявител Пензенский политехнический икстит) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИ ЧАСТОТНС-ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВгнало но-импульснь ния част держаще тй функциодключенныййства и соее частотчо-импупреобразоват входной шине первым выход мента И, второй н к выходу бло времени, а вых с входом счетч льснель, и устроом с ональныйвходом вым вх нн вход которого ка .вычитания ин подключ тервало соедине причем емента Иезультатаинтервалов одика ан вход блока выч подключен к вх дной шине уст емени тва 3 Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в цифро-частот ных системах измерения и управления.Известно устройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов, содержащее блок вычитания интервалов времени, блок возведения частоты в куб, элемент И и счетчик результата 11 ,Недостатком устройства является пониженная точность формирования производной частотно-импульсного сигнала.Известно также устройсво для дифференцирования частотно-импульсных сиг-; налов, содержащее функциональный генератор, блок управления, генератор импульсов, регистр памяти и дешифратор, счет.чики, делители частоты, элементы И и реверсивный счетчик результата 21Недостатком устройства является слож ность конструктивной реализации,Наиболее близким к предлагаемому является устройство для дифференцирова Недостатком устройства является пониженная точность формирования цифрового кода производной, обусловленная как наличием методической ошибки измере. ния, так и недостаточно высокой величиной.частоты следования импульсов заполнения счетчика результата с выхода функционального преобразователя.Цель изобретения - повышение точности формирования цифрового кода про изводной.Ю " Тк+к55 3 732Цель достигается тем, что в устройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов, содержащее частотно-импульсный функциональный преобразователь, подключенный входом к входнойшине устройства и соединенный первымвыходом с первым входом элемента И,второй вход которого подключен к выходублока вычитания интервалов времени, авыход элемента И соединен с входом Осчетчика результата, дополнительно введены сдвигающий регистр и триггер, подключенный выходом к входу блока вычитания интервалов времени, причем первыйвход триггера соединен с входной шиной 15устройства и информационным входомсдвигающего регистра, управляющий входкоторого подключен к второму выходу частотно-импульсного функционального преобразователя, а выход сдвигающего регистра соединен с вторым входом триггера,На чертеже изображена блок-схемаустройства.Устройство содержит блок 1 вычитанияинтервалов времени, элемент 2 И, сдвигающий регистр 3, триггер 4, частотноимпульсный функциональный преобразователь 5 и счетчик 6 результата.Входная шина устройства соединена спервым входом триггера 4, входом функэОционального преобразователя 5 и информационным входом регистра 3, подклю-,ченного выходом к второму входу триггера 4. Первый выход функциональногопреобразователя 5 соединен с первымвходом элемента 2 И, второй вход которого подключен к выходу, блока 1 вычитания, соединенного входом с выходомтриггера 4, Выход элемента 2 И подключен к входу счетчика 6 результата,а управляющий вход регистра 3 соединен со вторым выходом функциональногопреобразователя 5,Устройство работает следующим образом.45Входной сигнал с частотой Г (О поступает на вход частотно-импульсногофункционального преобразователя 5, напервом и втором выходах которого образуются две последовательности импульсов 5 Ос частотами соответственно равнымиГи и Г-.С Т2 к 2.где С и С - константы,т.е. частота с первого выхода преоб 904 4 разователя 5 обратно пропорциональна сумме двух соседних периодов (Т Т ) входного сигнала Гх И), а частота со второго выхода преобразователя 5 пропорциональна текущему периоду Т,входного сигнала.Этот функциональный преобразователь 5 может быть реализован при помощи блока управления, двух элементов И, двух счетчиков, двоичного умножителя и двоичного делителя, причем разрядные входы двоичных делителя и умножителя должны быть соединены соответственно с выходом первого и второго счетчиков, на аходы которых через соответствующие элементы И подаются последовательности импульсов от генераторов опорных частот. С помощью первого элемента И преобразователя 5, который открывается блоком управления на время равное сумме двух соседних периодов ТТ, и следова;ния входной частоты Гх 1), в первомсчетчике формируется код, пропорциональный сумме этих периодов входного сигнала. Второй элемент И преобразователя 5 открывается блоком управления на время , раВное текущему периоду входной последовательности ЕхЯ)в результате этого во втором счетчике формируется код пропорциональный текущему периоду ТкБлок управления по каждому импульсу входной частоты Г х (1) производит опрос, а затем сброс второго счетчика,причем код, пропорциональный текущемупериоду, переписывается в регистр двоичного умножителя, а в счетчике начинаетформироваться код, пропорциональныйследующему периоду входной частоты.Аналогично, по каждому четному импульсу входной. частоты производится считывание кода, пропорционального суммедвух соседних периодов, в регистр двоичного делителясброс содержимого счетчика и формирование в нем кода суммыследующих двух периодов. Поскольку двоичный делитель и умножитель осуществляют деление и умножение частот от генератора опорной частоты на соответствующие величины кодов, то на выходеделителя образуются частота Гк, обратно пропорциональная сумме двух соседних периодов частоты ГхИ); а навыходе умножителя - частота Г про 2.кпорциональная текущему периоду частоты ГИ).Очередной к-ый импульс входной частоты устанавливает в единичное состояние триггер 4 и поступает на информа732904 ционный аход сдвигаюшего регистра 3Сдвигающий регистр 3 вьполняет онерацию задержки аходных импульсов на величину, зависящую от тактирующей частоты Гк, поступающей на его управляющий аход с второго выхбда преобразователя 5. Поскольку величина определяется величиной периода, предшествующего к-му импульсу аходной частоты Р (И, то величина задержки10 этого к-го импульса будет равнаИ- 2.: -с 1 42 Кгде П- число разрядов регистра 3.Импульс с выхода региетра 3 сбра 15 сывает триггер 4, в результате на выходе триггера 4 формируется положительный импульс, длительностью Г . Аналогично, (К +1)-й импульс образует наго выходе триггера 4 интервал времени дли- тельностью Г, . Блок 1 вычитания интервалов времени формирует импульсы длительностью. пульсного сигнала за счет исключенияметодической ошибки дифференцированияи повышения частоты следования импульсов заполнения счетчика результате.5 г 5 Этот импульс открывает элемент И 2 и на вход счетчика результата 6 проходит последовательность импульсов час тоты Г с первого выхода преобразователя 5. В результате этого в счетчике 6 формируется выходной код И ,раввьгл ный Источники информации,35принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР,М 399860, кл, (л 06 Р 7/38, 1971.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке % 2492557/18-24кл. б 06 5 7/18, 02.06, 1977.3, Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2395060/18-24,кл. б 06 Х 3/00, 1976 (прототип). т. е. код, пропорциональный с коэффициентомабсолютному значению2 Спроизводной входного сигнала Р х (ИТаким образом предлагаемое устройство позволяет повысить точность формирователя кода производной частотно-имй 4Ьь Л; ИС (Т -Т2 кА кВьК С Т Т (Т Ткк 1 к и Формула изобретения Устройство для дифференцирования час- тотно-импульсных сигналов, содержащее частотно-импульсный функциональный преобразователь, подключенный входом к входной шине устройства и соединенный первым выходом с первым аходом элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока вычитания интервалов времени, а выход элемента И соединен с входом счетчика результата, отличающееся тем,что,с целью повышения точности формирования цифрового кода производной, в устройство дополнительно введены сдвигающий регистр и триггер, подключенный выходом к аходу блока вычитания интервалов времени, причем первый вход триггера соединен с аходной шиной устройства и информационным аходом сдвигающего регистра, управляющий аход которого подключен к второму выходу частотно-импульсного функционального преобразователя, а выход сдвигаюшего регистра соединен с вторым входом триггера.. Пап Заказ 1 Тираж 7 Ы ПодписноеГосударственного комитета ССелам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб,1 хЦНИИ ПИпо д113038 филиал ПП "Пате У