Устройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов

Союз СоветскихСоцналнстнчесинкРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11894729(51)М. Кл,6 06 С 7/18 С 06 Г 7/64 с присоединением заявки РВтооударстееииый комитет(23 ) Приоритет ло делам изобретеиий и открытий(72) Автор изобретения А.И.Фесенко Тамбовский институт химического машиностроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ ЧАСТОТНОИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано для дифференцирования частотно-импульсных сигналов всистемах автоматического контроля иуправления,Известно частотно-импульсное дифференцирующее устройство, содержащееуправляемые делители частоты, генератор опорной частоты, делитель частоты, счетчик, блок управления, и блоквычитания 1 1 .Известно также дифференцирующееустройство, содержащее преобразователи частота-код и код-частота, регистрпамяти, сумматор и множительныйблок 121.Общие недостатки данных устройствконструктивная сложность и пониженная точность вычисления производной.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов,содержащее первый управляемый делитель частоты, выход которого является выходом устройства, генератор опорной частоты, подключенный выходом к счетным входам второго и третьего управляемых делителей частоты и входу делителя частоты, соединенного выходом со счетным входом счетчика, подключенного кодовым выходом к ин" формационнбму входу первого регистра памяти, соединенного выходом с инфор 10мационным входом второго регистра памяти и управляющим входом второго управляемого делителя частоты, подклюценного выходом к первому входу блока вычитания импульсов, соединенного 15вторым входом с выходом третьего управляемого делителя частоты, управляющий вход которого подключен к выходу второго регистра памяти, и блок 20управления, соединенный входом со входной шиной устройства, а первым, вторым, третьим и четвертым выходами - со входом обнуления счетчика и управляющим входами первого, второго1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 и третьего регистров памяти соответственно, причем третий .регистр памяти подключен информационным входом к кодовому выходу счетчика, а выходом - к управляющему входу первого управляемого делителя частоты счетный вход которого соединен с выходом блока вычитания импульсов Я.Недостаток известного устройства- пониженная точность вычисления произ- водноЯ частотно-импульсного сигнала.Цель изобретения - повышение точности дифференцирования.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов, содержащее первый управляемый делитель частоты, выход которого является выходом устройства, генератор опорной частоты, подключенный выходом к счетным входам второго и третьего управляемых делителей частоты и входу делителя частоты, соединенного выходом со счетным входом счетчика, подключенного кодовым выхбдом к информационному входу первого регистра памяти, соединенного выходом с информационным входом второго регистра памяти и управляющим входом второго управляемого делителя частоты, подключенного выходом к первому входу блока вычитания импульсов, соединенного вторым входом с выходом третьего управляемого делителя частоты, управляющий вход которого подключен к выходу второго регистра памяти, и блок управления, соединенный входом с входной шиной устройства, первым, вторым и третьим выходами - с входом обнуления счетчика и управляющими входами первого и второго регистров памяти соответственно, дополнительно введены умножитель частоты и блок суммирования, подключенный информационными входами к выходам первого и второго регистров памяти, управляющим входом - к первому выходу блока управления, а выходом - к управляющему входу первого управляемого делителя частоты, соединенного счетным входом с выходом умножителя частоты, вход которого подключен к выходу блока вычитания импульсов. На чертеже изображена блок-схема устройства для дифференцирования частотно-импульсных сигналов.Устройство содержит блокуправления, соединенный входом с входной шиной устройства, а первым, вторым и третьим выходами - со счетным входом счетчика 2 и управляющими входами первого и второго регистров 3 и 4 памяти и блока 5 суммирования, Блок 5 суммирования подключен информационными входами к выходам регистров 3 и 4, а выходом - к управляющему входу первого управляемого делителя б частоты, выход которого является выходом устройства, а счетный вход соединен с выходом умножителя 7 частоты. Умножитель 7 подключен входом к выходу блока 8 вычитания импульсов, соединенного первым и вторым вхо. дами с выходами соответственно вто о- второго и третьего управляемых делителей частоты 9 и 10, Счетные входы управляемых делителей 9 и 10 подключены к выходу генератора 11 опорной часто. ты и входу делителя 12 частоты, Выход делителя 12 соединен со счетным входом счетчика 2, подключенного кодовым выходом к информационному входу первого регистра 3 памяти, Выход регистра 3 соединен с управляющим входом второго управляемого делителя 9 и информационным входом второго регистра 4 памяти, выход которого подключен к управляющему входу третьего управляемого делителя 10.Предлагаемое. устройство работает следующим образом. В блоке 1 управления по поступлению каждого очередного 1-го входного импульса частоты Г формируются управляющие сигналы, с помощью которых содержимое регистра 3 переписывается в регистр 4, затем содержимое . счетчика 2 переписывается в регистр 3, после чего счетчик 2 обнуляется, а в блоке 5 суммируются коды регистров 3 и 4 и полученная сумма заносится в выходной регистр (не изображен) памяти блока 5. При этом обнуление счетцика 2 и формирование суммы в блоке 5 может выполняться одновременно, а перепись кодов в регистры может выполняться в принудительной форме или же с предварительным обнулением регистров, Счетчик 2 в промежутке времени, равном текущему 1-му периоду Т входного сигнала суммирует импульсы с выхода делителя 12, частота следования которых равна отношению опорной частоты Г генератора 11ок коэффициенту 1 пересчета делителя 12. В момент времени считывания соФормула изобретения1 1( Т2 держимого счетчика 2 в регистр 3 в счетчике 2 образуется код Я ., пропочТ; Рорциональныи текущему периоду входного дифференциального сигнала. Этот код переписывается в регистр 3 после того, как из регистра 3 будет переписан в регистр 4 код й пропорТ 1- 1циональный предшествующему (1-1)-му периоду Твходного сигнала. В управляемых делителях 9 и 10 осуществляется деление опорной частоты генератора 11 на выходные коды регистров 3 и 4 соответственно. Импульсы с выходов управляемых делителей 9 и 10 поступает на входы блока 8 вычитания в котором формируется разностный поток импульсов, частотыР = 1("в Рх;где ЕВ, - значение частоты диффел ренцируемого сигнала, соответствующее его (1-1)-му периоду.Импульсы разностной цастоты с выхода блока 8 вычитания, пройдя умно- житель 7, осуществляющий умножение частоты на коэффициент и, поступают на счетный вход управляемого делителя 6. С помощью делителя 6 осуществляется деление частоты импульсов на выходной код сумматора, равный (й + 1-. ).В результате на выходе делителя 6 будет сформирован поток импульсов с частотой пк . ВМ 1 (. Вх 1-4)ви а(. 1 Т т.е. для каждого временного интервала дифференцирования выходная частота устройствап 1ВЫЕМ 2 Р ВМпропорциональна производной входного частотно-импульсного сигнала (знак производной снимается со знаковойшины блока 8).Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность дифференцирования, так как в прототипе временной интервал дифференцирования принимается равным Т, что приводит к сравнительно большей погрешности для больших значений производ"94729 4ной (коды соседних периодов входнойчастоты существенно отличались повеличине друг от друга). Устройство для дифференцированиячастотно-импульсных сигналов, содержащее первый управляемый делительчастот, выход которого является выходом устройства, генератор опорнойчастоты, подключенный выходом к счетным входам второго и третьего управляемых делителей частоты и входу делителя частоты, соединенного выходом со счетным входом счетчика, подключенного кодовым выходом к информационному входу первого регистрапамяти, соединенного выходом с информационным входом второго регистрапамяти и управляющим входом второгоуправляемого делителя частоты, подключенного выходом к первому входублока вычитания импульсов, соединенного вторым входом с выходом третьего управляемого делителя частоты,управляющий вход которого подключенк выходу второго регистра памяти, иЗО блок управления, соединенный входомс входной шиной устройства, а первым,вторым и третьим выходами - с входомобнуления счетчика и управляющимивходами первого и второго регистровпамяти соответственно, о т л и ч а ющ е е с и тем, что, с целью повышения точности дифференцирования, в него дополнительно введены умножительчастоты и блок суммирования, подключенный информационными входами к выходам первого и второго регистров памяти, управляющим входом - к первомувыходу блока управления, а выходомк управляющему входу первого управляемого делителя частоты, соедииенно"го счетным входом с выходом умножителя частоты, вход которого подключенк выходу блока вычитания импульсов,Источники информации,Ыпринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 495675, кл. С 06 С 7/18, 19742. Авторское свидетельство СССРЬ 557384, кл. С 06 С 7/18, 1976.3. Авторское свидетельство СССРй 604008, кл. С 06 С 7/18 1976894729 Составитель С.Казиноактор Л,Пцелинская Техред Т. Маточка Корректор Н Сте писное аказ Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 491/79 ВНИИП по 11303Государ елам изМосква раж 748 Птвенного комитета СССбретений и открытийИ, Раущская наб.,