Устройство для вычитания частот

(19) 111) 3(51) б 06 6 7/1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) (22) (46) (72) (53 ) (56) М 5472, Ы 74 (прото ГОСУДАСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 33 53 983/1 8-2406. 11,8115,10,83, Бкп, М 38С,Л, Кабиков681,335 (088,8)1, Авторское свидетельство СССР704, кл, 6 01 К 23/10, 1975,Авторское свидетельство СССР1179, кл. б 01 К 23/10, 1977тип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИТАНИЯ ЧАСТОТ, содержащее первый, второйтретий и четвертый элементы И и ИЛИпервый элемент ИЛИ подключен первыми вторым входами к выходам первого ивторого элементов И, а второй элементИЛИ соединен первым входом с выходомтретьего элемента И о т л и ч а ющ е е с я темчто, с целью расширенияфункциональных воэможностей устройстваэа счет обеспечения возможности допускового контроли разности частот, в негодополнительно введены пятый, шестой,седьмой и восьмой элементы И регистр,.сдвига,подключенный информационным входом к шине ввода первой частоты, тактовым входом - к шине ввода второй частоты, а прямым выходом первого раэ;ряда - к первым входам .первого, третье-,го, шестого и восьмого элементов И, вторые входы которых соединены с прямым выходом треьего разряда регистра сдви- га, подключенного инверсным выходом первого разряда к первым входам второгочетвертого, пятого и седьмого эле ментов И, соединенных вторыми входами с инверсным выходом третьего разряда регистра сдвига, подключенного прямым выходом второго разряда к третьим входам первого, третьего, пятого и седьмого элементов И, инверснымвыходом второго разряда - к третьим входам второго, четвертого, шестого и восьмого элементов И, прямым выходом четвертого разряда - к четвертым входам первого, четвертого, шестого и седьмого элемен" тов И, а инверсным выходом четвертого юВ разряда - к четвертым входам второго, третьего, пятого и восьмого элементов И, причем выход четвертого элемента И соеСфф динен со вторым входом второго элемент та ИЛИ, выход которого является первым а выходом разности частот устройства, выходы пятого и шестого элементов И подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого является вторым выходом разности частот устройства, а выходы седьмого и восьмого элементов И соединены с входами четвертого элемента ИЛИ, причем выходы первого и четвертого элементов ИЛИ являются соответственно пер-, вым и вторым выходами допусковогоконтроля разности частот устройства.10484 Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может найтиприменение в частности, при обработкеинформации частотных датчиков в системах автоматического управления. 5Известно устройство дпя измеренияотклонения частот от номинального значения, содержащее реверсивный счетчик,дешифраторы сосгояний и бпок управпения 1110Недостатком устройства явпяются ограниченные функциональные возможности,гак как оно не поэвопяет опредеаять разностную частоту и оценивать знак этойразности и, кроме того, характеризуется 15циклическим характером режима допускового контроля,Наибопее близким к предлагаемомуявляется устройство дпя вычитания частот, содержащее первый, второй, третий 20и четвертый элементы И и ИЛИ, .первыйэлемент ИЛИ подключен первым и вто-рым входами к выходам первого и второгоэлементов И, а второй элемент ИЛИ сое;дннен первым входом с выходом третьего 25элемента ИЛИ и с входом первого дифференцирующего элемента, вторым входомс выходом элемента задержки и с входомвторого дифференцирующего элемента авыходом - с первым входом первого эле- З 0мента И и через элемент НЕ - с первымвходом первого триггера, подключенноговторым входом к выходу первого элемента ИЛИ, а выходом - к входу второготриггера, соединенного первым выходомс первым входом третьего элемента И, авторым выходом - с выходом модуля разности частот устройства и с первым вхо"дом четвертого эпейента И, подключенного выходом к входу элемента задержки,а вторым входом - к второму входу третьего элемента И и через первый формирователь импульсов - к шине ввода первой частоты, причем шина ввода второйчастоты соединена через второй формирователь импульсов с первым входом второго элемента И и с входом третьего дифференцирующего элемента, подключенноговыходом к второму входу первого элемента Ии к первому входу четвертого элемента ИЛИ, соединенного выходом с выходомсуммы частот устройства, а вторым входом - с вторым входом второго элементаИ и с выходом третьего элемента ИЛИ,подключенного входами к выходам первогои второго дифференцирующих элементов,причем входы триггера знака разностичастот соединены с выходами первого ивторого элементов И 2 86 2Недостатком прототипа являются огра- ниченные функциональные возможности, так как данное устройство не позволяет выподнять допусковый контроль разности час тот и не позволяет повысить крутизну преобразования частоты.цепь изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения воэможности допускового контропя разности частот.Пепь достигается тем, что в устройство для вычитания частот, содержащее первый, второй, третий и четвертый элементы И и ИЛИ, первый элемент ИЛИ подключен первым и вторым входами к выходам первого и второго элементов И, а второй элемент ИЛИ соединен первым входом с выходом третьего элемента И, цонопнитепьно ввецены пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы И и регистр сдвига подключенный информационным входом к шине ввода первой частоты, тактовым входом - к шине ввода второй частоты, а прямым выходом первого разряда - к первым входам первого, третьего, шестого и восьмого элементов И, вторые входы которых соединены с прямым выходом третьего разряда регистра сдвига, подключенного инверсным выходом первого разряда к первым входам второго, четвертого, пятого и седьмого элементов И, соединенных вторыми входами с инверсным выходом третьего разряда регистра сдвига, подключенного прямым выходом второго:разряда регистра сдвига, подключенного прямым выходом второго разряда к третьим входам первого, третьего, пятого и седьмого элементов И, инверсным выходом второго разряда - к третьим входам второго, четвертого, шестого и восьмого элементов И, прямым выходом четвертого разряда - к четвертым входам первого, четвертого,.шестого и седьмого элементов Иа инверсным выходом четвертого разряда - к четвертым входам третьего, пятого и восьмого элементов И, причем выход четвертого элемента И соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого явпяется первым выходом разности частот устройства, выходы пятого и шестого элементов И подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого явпяется вторым выходом разности частот устройства, а выход седьмого и вось. мого элементов И соединены с входами четвертого эпеменга ИЛИ, причем выходы первого и четвертого элементов ИЛИ являются соответственно первым и вторым выходами допускового конгропя разносги частот устройства.На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; фиг,и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство для вычитания частот содержит регистр 1 сдвига, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой,седьмой и восьмой элементы И 29 и .первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ 10: 13. Регистр 1 сдвигапподключен информационным входом к шине 14 ввода первойчастоты, тактовымвходом - к шине 15 ввода второй частоты, а прямым выходом первого разрядак первым входам первого, третьего, шес-:.того и восьмого элементов И 2, 4, 7 и9, вторые входы которых соединены с пря:мым выходом третьего разряда регистра 1 .сдвига, Инверсный выход первого разрядарегистра 1 подключен к первым входамвторого, четвертого, пятого и седьмогоэпементов И 3, 5, 6 и 8, соединенныхвторыми входами с инверсным выходомтретьего разряда регистра 1Прямый вы"ход второго разряда регистра 1 подклю- :,25чен к третьим входам первого, третьего,пятого и седьмого элементов И 2, 4, .6 и 8.Инверсный выход второго разряда регистра 1 соединен с третьими входами второго, четвертого, шестого ивосьмого элементов И 3, 5, 7 и 9, Прямой выход четвертого разряда регистра 1подкпючен к четвертым входам первогочетвертого шестого и седьмого элементов И 2, 5, 7 и 8 а инверсный выходчетвертого разряда - к четвертым вхо 35дам второго, третьего, пятого и восьмо-"го эпементов.И 3, 4, 6 и 9, Выходыпервого и второго элементов И 2 и 3соединены с входами первого элементаИЛИ 10, а выходы третьего и четверто-го элементов И 4, 5 - с входами второго элемента ИЛИ 11, выход которогоявляется первым выходом 16 разностичастот устройства. Выходы пятого и шестого элементов И 6 и 7 подключены к, 45входам третьего элемента ИЛИ 12, вы-,ход которого является вторым выхшом17 разности частот устройства. Выходы-,седьмого и восьмого элементов И 8 и 9соединены с входами четвертого элемента ИЛИ 13, причем выходы первого ичетвертого элементов ИЛИ 10 и 13 являются соответственно первым и вторымвыХодами 18 и 19 допускового контропяразности частот устройства,Устройство для вычитания частот работает спедующим образом,С шины 14 на информационный входрегистра 1 поступают импульсы первойвходной частоты 1 , а на тактовыйГвход регистра 1 с шины 15 - импульсывторой входной частоты 1,.Скважностьимпульсов каждой из входньх частот равна двум, При необходимости для получения такой формы импульсов можно на входах включить формирователи. В начапьномсостоянии дпительности импульсов и паузмеандра первой частоты вдвое превышаютпериод второй частоты, Регистр 1 сдвигаосуществпяет выборку и хранение этогомеандра в моменты,соответствующие импульсам второй частоты.В том случае, когда вторая частотаравна учетверенному значению первойчастоты (1 = . 4 Ц ) дпитепьностьимпульса и паузы меандра первой частоты составляет два периода второй частоты и, следовательно, в регистр 1 сдвигазаписывается йоследовательность значениймеандра, состоящая иэ чередукзцихся парединиц и нулей. При этом на выходахразрядов регистра 1 появляются следую-щие кодовые комбинации: 01 Ц), 00111001, 1100,Еспи частота 4 1 превышает частоту Ц (на фиг. 2а - импупьсы второйчасготь 1, б - импульсы первой частоты;в, г, д е - прямыв выходы первого, второго, третьего и четвертого разрядоврегистра 1 соответственно), то при фазовом набеге между ними, равном иди бопьшем 360, в очередной импульс или паузу меандра попадает только один импульсчастоты 1 т.е. на выходах раэрядо ре- .гистра 1 появляется одна из следуюпшхкомбинациВ 0100 или 1011,Если частота 41 превышает частоту 1 более, чем в 1,33 раза (фиг, 3),то начинают появляться случаи, когда одини топько один импупьс частоты попадает в два последовательных попупериода меандра, В этом случае на выходахразрядов регистра 1 появляется кодоваякомбинация 1010 или 0101,Аналогичным образом при превышениичастоты 4 Ц частотой 1 и фазовом набеге между ними, равном или бопьшем360, в очередной импульс (ипи паузу)меандра попадает три импульса частоты, т.е. на выходах регистра 1 появляется одна иэ следующих комбинающй;1110, или 0001, Если частота 1превышает частоту 4 1 более, чем в1,5 раза, начинают появпяться случаи,когда в импульс (или паузу) меандра1048486б,зом с помощью элементовИ 6 и 7 и ИЛИ 12 на, выходе 17 формфюуется разностная частота 4 1, "1 дпя случая411, а с помощью элементовИ 8 и 9 и ИЛИ 13 на выходе 19 формируются импульсы при 1,33 Х411 попадут четыре импульса частоты 1 что соответствует появлению на вйхбдах регистра 1 комбинаций 1111 или 0000Выделение указанных комбинаций кодов выполняется с помощью группы элементов И 2 - 9 (являющейся, по существу, неполным дешифратором состояний регистра 1) и элементов ИЛИ 10 13, С помошью элементов И 2 и 3 и элемента ИЛИ 10 на выходе 18 фор 10 мируется потенциал логической единицы при кодовых комбинациях 1111 или 0000 на выходах регистра 1, что соответствует случают, 1,5 (4 1 . С помощью элементов И 4 и 5 и ИЛИ 1115 на выхьде 16 формируются потенциалы логических единиц при каждом появлении кодовых комбинаций 1110 или 0001 на , выходах регистра 1, т,е. выделяется20разностная частота 1 , - 4 1для случая 1 у4 1, Аналогичным оробраТаким образом, на выходах Ъ 6 и 17 появляются сигналы разностной чаСтоты11 - 4.11 , а на выходах 18 и 19 сигналы о выходе этой разностной частоты за пределы допуска, т.е, предлагаеФмое устройство по сравнению с прототипом обладает бопее широкими возможностями, так как кроме формирования разностной частоты позволяет также осушест:впять допусковый контроль этой разности, а также увеличить в 4 раза крутизну преобразования первой частоты (частоты датчика) по отношению к второй (опорной) частоте..г6ФФ 2, 8гдеСоставитель С. КааиновРедактор Т.Веселова ТекредЛ.Пилипенко Корректор В.БутикаЗаказ 7934/55 Тираж 706 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород ул. Проектная 4