Устройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 41 6 Р 7/64 С 06 18 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Украинский заочкий институт им. И.З(56) Авторское свидетельство СССР У 982035, кл. С 06 Л 3/00, 1981,Авторское свидетельство СССР 9 711586, кл. С 06 С 7/18, 1977.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.Устройство содержит формирователь интервала времени измерений, три бло-.ка анализа приращений, два счетчика, дешифратор, триггер, регистр, выходной цифроаналоговый преобразователь, генератор импульсов, элемент задержки и элементы И, ИЛИ и НЕ, Каждый блок анализа приращений содержит два элемента И, два элемента ИЛИ, два счетчика, узел сравнения кодов, два триггера и формирователь импульсов. В процессе работы каждый из блоков анализа приращений сравнивает количество импульсов дифференцируемых частот,поступивших на его первый и второйсчетные входы, и сигналами со своихвыходов "Больше", "Меньше" и "Равно"управляет дополнением до равенствапоступивших импульсов и сбросом накопленных приращений. При этом первый1блок анализа приращений в каждом -мтакте измерений сравнивает приращения импульсов первой и второй дифференцируемых частот, второй и третийблоки анализа приращений сравниваютполученные разности приращений для(1, х+1) и (-1, 1)-х тактов измерений соответственно, а в первом счетчике к концу каждого такта измеренийфиксируется текущее значение разности приращений,определяющее значениепроизводной по времени от разностичастот двух частотно-импульсных сигналов. Таким образом, расширение области применения достигается за счетдифференцирования разности частотпри одновременном повышении быстродействия вычислений. 1 ил, 1 12674Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетнайти применение в дискретных и цифровых системах автоматического управления различными объектами и технологическими процессами,Цель изобретения - расширение области применения за счет дифференциювания разности. Частот двух частот. -но-импульсных сигналов при повышениибыстродействия,На чертеже изображена блок-схемаустройства для дифференцированиячастотно-импульсных сигналов.Устройство содержит формирователь1 интервала времени измерений, первый блок 2 анализа приращений, первый счетчик 3, дешифратор 4, генератор 5 импульсов, элемент НЕ 6, первый, второй, третий и четвертый эле.менты И 7-10, второй блок 11 анализа приращений, пятый и шестой элементы И 12 и 13, первый элемент ИЛИ14, третий блок 15 анализа приращений,второй счетчик. 16, элемент 17 задержки, второй и третий элементы ИЛИ 18и 19, регистр 20, цифроаналоговыйпреобразователь 21, четвертый и пятый элементы ИЛИ 22 и 23 и триггер24,30Каждый блок 2, 11 и 15 анализаприращений содержит два элемента И25 и 26, два элемента ИЛИ 27 и 28,два счетчика 29 и 30, узел 3 1 сравнения кодов, формирователь 32 импульсов,.два триггера 33 и 34 и имеет35первый и второй счетные входы 35 и 36первый и второй входы 37 и 38 разрешения счета, первый и второй входы39 и 40 импульсов дополнения, вход41 разрешения сравнения и выходы40"Равно" 42, "Больше" 43 и "Меньше" 44,Кроме того, на чертеже обозначеныпервый 45, второй 46 и третий 47 выходы дешифратора 4, а также кнопка48.45Устройство работает следующим образом,Нажатием кнопки 48 включается вработу формирователь 1 интервалавремени измерений, который выдаетсигнал "1" и открывает по входам 37и 38 элементы И 25 и 26 блока 2 анализа приращений для прохождения дифференцируемых частот Г и Г черезэлементы ИЛИ 27 и 28 к счетчикам 29 55и 30. Если количестВО импульсОВ пг 9поступившее в счетчик 29 и ппоступившее в счетчик 30, одинаково, то 114 рузел 3 1 .сравнения сбрасывает эти счетчики импульсом с выхода формирователя 32Если п 9 Ф п,р, то узел2 2 31 сравнения определяет, в какой счетчик импульсов поступило меньше, и открывает элементы И 7 или 8 сигналом с выхоцов "Меньше" 44 или "Больше" 43 блока 2 для подачи тактовых импульсов частотой Г (на два порядка больше Г, и Гг ) от генератора 5 в этот счетчик, Происходит операция первого досчета" импульсов в один из счетчиков 29 или 30 до их равенства. При этом импульсы "досчета" также поступают через элемент ИЛИ 14 в счетчик 29 блока 15 анализа приращений, в котором запоминается разность п := п- пр, на первом интервале измерений.После окончания первого "досчета импульсов сигналом с выхода 11 Равнон блока 2 счетчик 16 совместно с дешифратором 4 подключает вход 36 блока 15 для второго "досчета" (в конце вто. рого интервала , ) в счетчик 30 блока 15, и одновременно с этим импульсом с выхода "Равно" 42 блока 2 опять запускается в работу формировательинтервала.На втором интервале измерений длительностью Ср опять определяются значения пг и п в счетчиках 29 и 302 2блока 2 и их разность пр и опять происходит досчет" до равенства п 29 =Ю 1г пр, но количество импульсов досчета запоминается реперь в счетчике 30 блока 15 и счетчике 29 блока 11 (пгз ), Узел ЗЧ сравнения блока 15 определяет в какой из счетчиков 29 или 30 блока 15 подать импульсы "досчета, которые одновременно поступят через элемент ИЛИ 18 в счетчик 3.Таким образом, после второго интер" вала измерений в счетчике 3 и регистре 20 появится первое значение п п , В конце третьего интервала112с 3-го выхода 47 дешифратора 4 переключит вход 38 блока 11 на поступление импульсов "досчета" (до равенства п,9 = п в блоке 2) в счетчик29, Зрг30 . Узел 3 1 сравнения блока 11 определит, в каком из счетчиков (29 ц или 30) меньше записано число импульсов и включитдосчет" до равенн ства пгр = пьр . При этом импульсыц н"досчета поступят одновременно в счетчик 29, где запишется значение йп. Так как после отсчета трех интервалов с, счетчик 16 возвращается=п, ;(6) 30 35 в нулевое состояние, то весь рассмотренный цикл работы, включающий три интервала, повторится. Поэтому в конце каждого интервала измерений устройИ х) ство выдает значение -- - -- в5с 1виде кода на выходе регистра 20 и соответствующее напряжение на выходе преобразователя 21,Рассмотренные особенности работы . 10 показывают, что где ь(Й, -Е ) - изменение разности частот Й, и Е на двух интервалах измерений.Если, например, выбрать С, = 1, то Ап будет равно разности частот в герцах, а величина производной д(Е, -Е ) й(й, - й ) с размерностью Гц/с,Знак производной фиксируется натриггере 24, При ьп;,;О триггерустанавливается в единичное состояние, а при .ьп; ; ( О обнуляется,)Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получить дифференциал разности частот двух частотноимпульсных сигналов, что расширяетобласть его применения,Формула изобретения Устройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов, содержащее генератор импульсов, триггер, первый счетчик, подключенный .входом начальной установки к первому выходу элемента задержки, а выходом - к информационному входу регистра, соединенного входом разрешение записи с вторым выходом элемента задержки, а выходом - с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет дифференцирования разности частот двух частотно-импульсных сигналов при повышении быстродействия в него дополнительно введены три блока анализа приращений, второй счетчик, дешифратор, элементы И, ИЛИИ НЕи формирователь интервала времениизмерений, подключенный первым входом запуска к управляющему входу устройства, вторым входом запуска к выходу "Равно" первого блока анализаприращений и счетному входу второгосчетчика, а выходом - к входу элемента НЕ и первому и второму входам разрешения счета первого блока анализаприращений, соединенного первым ивторым счетными входами с первым ивторым информационными входами устройства, первым входом импульсовдополнения - с выходом первого элемента И и первым входом первого элемента ИЛИ, вторым входом импульсовдополнения - с выходом второго элемента И и вторым входом первого элемента ИЛИ, входом разрешения сравнения - с выходом элемента НЕ, выходом "Больше" - с первым входом второго элемента И, а выходом Меньше"с первым входом первого элемента И,подключенного вторым входом к выходугенератора импульсов, второму входувторого элемента И и первым входамтретьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, при этом выход второго счетчика соединен с входом дешифратора, выход первого элементаИЛИ подключен к первым и вторым счетным входам второго и третьего блокованализа приращений, а выход третьего.элемента И соединен с первым входомимпульсов дополнения второго блокаанализа приращений и первым входомвторого элемента ИЛИ, подключенноговыходом к счетному входу первого счетчика, вторым входом - к выходу четвертого элемента И и второму входу импульсов дополнения второго блока анализа приращений, третьим входом - квыходу пятого элемента И и первомувходу импульсов дополнения третьегоблока анализа приращений, а четвертымвходом - к выходу шестого элемента Ии второму входу импульсов дополнениятретьего блока анализа приращений,соединенного выходом "Равно" с первымвходом третьего элемента ИЛИ, выхо -дом "Больше" - с вторым входом шестого элемента И и первым входом четвертого элемента ИЛИ, а выходом "Меньше" - с вторым входом пятого элементаИ и первым входом пятого элемента ИЛИ,подключенного вторым входом к выходу"Меньше" второго блока анализа прира 3 12 б 74 щений и второму входу третьего элемента И, а выходом - к единичному установочному входу триггера, выход которого является выходом знака производной устройства, а вход обнуления соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, подключе ого вторым входом к второму входу четвертого элемента И и выходу "Больше" второго блока анализа приращений, соединенно- о го выходом Равно" с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу элемента задержки и входу обнуления регистра, при этом втррой блок анализа приращений соединен входом разрешения сравнения с первым выходом дешифратора и первым входом разрешения счета третьего блока анализа приращений, второй вход разрешения счета которого подключен к второму выходу дешифратора н первому входу разрешения счета второго блока анализа приращений, соединенного вторым входом разрешения счета с третьим выходом дешифратора и входом разрешения сравнения третьего блока анализа приращений, причем каждый блок анализа приращений содержит два элемента И, два элемента ИЛИ, два счетчика, узел сравнения кодов, два триггера и формирователь импульсов, при этом первый элемент И соединен входами с первым счетным входом и 11 Ьпервым входом разрешения счета блока анализа приращений, а выходом -с первым входом первого элемента ИЛИ,подключенного вторым входом к первому входу импульсов дополнения блокаанализа приращений, а выходом - ксчетному входу первого счетчика, соединенного выходом с первым входомузла сравнения кодов, подключенноговторым входом к выходу второго счетчика, выходом 1 Равно 11 - к входу формирователя импульсов, а выходами"Больше" и "Меньше" - к информационным входам первого и второго триггеров соответственно, входы разрешения записи которых соединены с входом разрешения сравнения блока анализа приращений, ходы обнуленияс выходом формирователя импульсов,выходом "Равно" блока анализа приращений и входами обнуления счетчиков,а выходы - с выходами "Больше" и"Меньше" блока анализа приращений соответственно, причем счетный вход второго счетчика подключен к выходу второго элемента ИЛИ, соединенного первым входом с вторым входом импульсовдополнения блока анализа приращения,а вторым входом - с выходом второгоэлемента И, входы которого подключены к второму счетному входу и второму входу разрешения счета блока анализа приращений.Составитель С.Казиетрова Техред И.Ходанич ор И,Демчик К ак дписно ираж 671твенного комитетбретений и открытЖ, Раушская 775/47 ТНИИПИ Государпо делам из 13035, Москва Зака С й