Цифровой частотный дискриминатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 1471294 1)4 Н ОЗ.К 5/26 Р 13 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕН8 ИДЕТЕЛЬСТВ У ОПИ(21) (22) 4286624/24-2120.07,8707.04.89. Бюл. РА.И.Осядовский621.3 17.76 (088.8Авторское свидете9162, кл, Н 03 РК 5/26, 04.06.83 зовано в системах автомконтроля и управления,ретения является повышености работы диекриминадостигается введением вчастотный дискриминаторИЛИ 4, 5, 6, триггеровмента задержки 11. Дисктакже содержит счетчикипульсов, триггер 9, мажэлемент 10, триггеры 122 ил 72) 53) 56) 11 03 ьство .СССР3/00,ДИСКРИИИНА(57) РОВОИ ЧАСТОТНЬЙ зобретение может быть испо Вь АВТОРСКОМ тиче ского елью изобие надежора. Цель цифровой элементов8, элеиминатор 1, 2, 3 им ритарный 13, 1420 30 Выходы элементов ИЛИ 4-6 соединены с соответствующими К-входами триг-геров 7-9, прямые выходы которых соединены с соответствующими Р-входами триггеров 12-14, прямые выходы котоИзобретение относится к импульсной технике и может использоваться в системах, в том числе автоматизированных, контроля параметров электромашинных генераторов переменного тока (ЭИГ) в качестве уст, ройства защиты ЭИГ от отклонения от установленного диапазона частоты вращения, а также в системах контроля любых параметров, преобразованных в частоту .электрического тока (временное положение перепада напряжения с нулевого уровня на единичный), как для контроля отклонения параметра от установленного значения, так и для выбора только среднего значения параметра.Цель изобретения - повышение надежности работы дискриминатора.На фиг.1 представлена функциональная схема дискриминатора; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.Устройство содержит счетчики 1-3 25 импульсов, элементы ИЛИ 4-6, триггеры 7-9, мажоритарный элемент 10, элемент 11 задержки, триггеры 12-14, входные шины 15-17 и выходные шины 18-20.Счетчики 1-3 импульсов своими:. счетными входами соединены с соответствующими входными шинами 15-17. Входы "Сброс" счетчиков 13 ийпуль" сов объединены и соединены с тактовыми входами триггеров 12 14 и через элемент 11 задержки " с выходом ма" жоритарного элемента 10, первый вход которого соединен с выходом и входом "Останов счета" счетчика 1 им 40 пульсов, с Я-входом триггера 7 и с первыми входами элементов ИЛИ 5 и 6. Второй вход мажоритарного элемента 10 соединен с выходом и входом "Останов счета" счетчика 2 импульсов, с Б-входом триггера 8 и с вторыми входами элементов ИЛИ 4 и 6. Третий вход мажоритарного элемента 10 соединен с выходом и входом "Останов счета" счетчика 3 импульсов, с Б- входом триггера 9 и с первым входом элемента ИЛИ 4 и вторым входом элемента ИЛИ 5. рых являются соответствующими выходными шинами 18-20.Дискриминатор работает следующим образом.При подаче питания все счетчики и триггеры по цепям предустановки (не показаны) переключаются в нулевые состояния на прямых выходах, На счетные входы счетчиков 1-3 с соответствующих входных шин 15-17 поступают последовательности импульсов с частотами Г 1иРассмотрим три характерных режима работы устройства: режим Е) Е ъ ) Йз, Режим Г 1 Йз1 ъ Режим Гз 7 Е,Г .Первый режим; Й Е)Еучасток ОР на фиг.2Первым заполняется счетчик 1. Заполнению счетчика 1 соответствует появление на его выходе сигнала (фиг,2 а, соответствует точка А на фиг,1), который, во-первых, поступая на вход "Останов счета" самого счетчика 1, запрещает для него процесс . дальнейшего счета, во-вторых, поступая на Б-вход триггера 7, переключает его в единичное состояние на прямом выходе (фиг;2 г, соответствует.точка Г на фиг.1), в-третьих, поступая через первые входы элементов ИЛИ 5 и 6 на К-входы триггеров 8 и 9 подтверждает нулевые состояния на их прямых выходах (фиг.2 д, е, соответствуют точки Д и Е на фиг, 1), в-четвертых, поступает на первый вход мажоритарного элемен-. та 10.Вторым заполняется счетчик 2. Заполнению счетчика 2 соответствует появление на его выходе сигнала (фиг.2 б, соответствует точка Б на фиг.1), который, во-первых, поступая на вход "Останов счета" самого счетчика 2, запрещает для него процесс дальнейшего счета, во-вторых, поступая через второй вход элемента ИЛИ 4 на К-вход триггера 7, переключает его в нулевое состояние на прямом, выходе (фиг.2 г) и, поступая через второй вход элемента ИЛИ 6 на К- вход триггера 9, подтверждает нулевое состояние на его выходе (фиг.2 е), в-третьих, поступая на Б" вход триггера 8, переключает его в единичное состояние на прямом выходе (фиг.2 д), в-четвертых, поступает на второй вход мажоритарного элемента 10 и, так как на его первом55 входе уже есть сигнал с выхода счетчика 1, проходит на выход мажоритарного элемента 10 (фиг.2 ж, соответствует точка Ж на фиг.1) . С задержкой, определяемой параметрами элемента 11 задержки (фиг.2 и, соответствует точка И на фиг.1), сигналпоступает на С-входы триггеров 12-14и входы "Сброс" счетчиков 1-3. Таккак в момент появления сигнала навыходе элемента 11 задержки единичный уровень есть только на выходетриггера 8 (фиг2 д), т.е. на Р-входетриггера 13, то единичный уровень сР-входа триггера 13 переписываетсяна его выход (фиг,2 л, соответствует точка Л на фиг.1). Имеем сигнална выходной шине 19 устройства, со-ответствующий поступлению среднейчастоты (Е) с входной шины 16 навход счетчика 2. Этот же импульс свыхода элемента 11 задержки производит сброс счетчиков 1 - 3 (счетчик 3 еще не закончил счет, т.е. наего выходе еще не сформировался единичный уровень (фиг.2 в, соответствует точка В на фиг.1); На выходахсчетчиков 1 и 2 исчезают единичныеуровни (фиг.2 а, б) и соответственноисчезает сигнал с выхода мажоритарного элемента 10 (фиг.2 ж). На этомцикл сравнения частот (выделениесредней частоты Й) заканчивается.Время задержки (параметр) элемента 11 задержки выбирается немногим более времени надежного переключения триггеров 7-9 чтобы сначаланадежно зафиксировать единичное состояние на 0-входах триггеров 12-14,а уже потом происходила перезаписьэтого состояния на выходы Р-триггеров и чтобы импульс с выхода мажоритарного элемента 10 (фиг.2 и) фактически имел некоторую длительностьиз-за задержки переключения счетчиков и самого мажоритарного элеМента.Второи режим: Г) ЕЙ, участокРК на фиг.2,Первым заполняется счетчик 2Сигнал, появившийся на его выходе(фиг.2 б), запрещает счет импульсовсамого счетчика 2, подтверждает нулевое состояние на выходе триггеров7 и 9 (фиг.2 г, е), подтверждает единичное состояние на выходе триггера8 (фиг2 д), поступает на второй входмажоритарного элемента 10. Вторымзаполняется счетчик 3. Сигнал, появившийся на его выходе (фиг.2 в), подтверждает нулевой уровень на выходетриггера 7 (фиг2 г), переключает внулевое состояние триггер 8 (фиг.2 д),переключает в единичное состояниетриггер 9 (фиг.2 е), поступает натретий вход мажоритарного элемента10 и, так как на его втором входеесть сигнал со счетчика 2, проходитна выход элемента 11 задержки(фиг.2 ж) и после задержки (фиг.2 и)переписывает единичное состояниес выхода триггера 9 (фиг.2 е) на выход триггера 14 (фиг,2 м, соответствует точка М на фиг,1). Имеем сигнал на выходной шине 20 устройства,соответствующий поступлению среднейчастоты (Г ) с входной шины 17 наэвход счетчика 3Этот же импульс (свыхода элемента 11 задержки) производит сброс счетчиков 1-3. На выходах счетчиков 2 и 3 исчезают единичные уровни (фиг.26, в), исчезаетсигнал с выхода мажоритарного элемента 10 (фиг.2 ж). Цикл сравнениячастот (выделение средней частоты) заканчивается.Третий режим: Гй,Х участок 30 КЯ на фиг.2Первым заполняется счетчик 3.Сигнал, появившийся на его выходе(фиг.2 в), запрещает счет импульсовсамого счетчика 3, подтверждаетнулевые состояния на выходах триггеров 7 и 8 (фиг.2 г, д), подтвержда"ет единичное состояние на выходетриггера 9 (фиг.2 е), поступает натретий вход мажоритарного элемента 4010Вторым заполняется счетчик 1Сигнал, появившийся на его выходе(фиг.2 а), подтверждает нулевое состояние на выходе триггера 8 (фиг2 д),переключает в нулевой уровень триггер 9 (фиг.2 е), переключает в единичное состояние триггер 7 (фиг.2 г),поступает на первый вход мажоритар- .ного элемента 10 и, так как на еготретьем выходе есть сигнал с выходасчетчика 3, проходит на вход элемента 11 задержки (фиг,2 ж) и послезадержки (фиг.2 и) переписывает единичное состояние с выхода триггера 7(фиг.2 г) на выход триггера 12(фиг2 к, соответствует точка К на фиг. 1) . Имеем сигнал на выходной шине 18 устройства, соответствующий поступлению средней частоты (Е)с входной шины 15 на вход счетчика 1.1471294 5этот же импульс (с выхода элемента 11 задержки) производит сброс счетчиков 1 - 3. На выходах счетчиков 1 и 3 исчезают единичные уровни (фиг,2 в, а), исчезает сигнал с выхода мажоритарного элемента 10 (фиг.2 ж). Цикл сравнения частот (выделение средней частоты Й,) заканчивается.Если устройство состоит иэ п счетчиков, п триггеров блокировки, и элементов ИЛИ, мажоритарного элемента на и входов, элемента задержки и и выходных триггеров, соединенных по описанному принципу, то получим устройство выбора второй по ве" личине частоты из и входных.Предлагаемый дискриминатор обладает еще одной особенностью. Если вместо мажоритарного элемента. 10 ввести элемент И, то устройство становится уже устройством выделения меньшей из трех частот. Принцип его работы тот же, но сигнал на выходеэлемента И появляется только после заполнения счетчика меньшей частоты. Если же в устройстве будет и счетчиков, и элементов ИЛИ, и триггеров блокировки, элемент И на п входов, элемент задержки, п выходных триггеров, соединенных по предлагаемому принципу, то получаем устройство выбора минимальной частоты из входных частот.Формула изобретенияЦифровой частотный дискриминатор, содержащий первый, второй и третий счетчики импульсов, входы сброса которых объединены, а счетные входысоединены соответственно с первой,второй и третьей входными шинами, 5мажоритарный элемент, первый, второйи третий входы которого соединены свыходом и управляющим входом соответственно первого, второго и третьего счетчиков импульсов, первый,второй и третий триггеры, С-входыкоторых объединены, четвертый триггер, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежностиработыв него введены пятый и шестой триггеры, первый, второй и третий элементы ИЛИ и элемент задержки,причем выход мажоритарного элементачерез элемент задержки соединен с 2 О С-входом второго триггера и входомсброса первого счетчика импульсов,выход которого соединен с Б-входомчетвертого триггера и первыми входами первого и третьего элементов ИЛИ, рб выход второго счетчика импульсов.соединен с Б-входом пятого триггера и вторыми входами первого и третьего элементов ИЛИ, выход третьегосчетчика импульсов соединен с БЗ 0 входом шестого триггера и вторымвходом второго и первым входом первого элементов ИЛИ, выходы первого,второго и третьего элементов ИЛИсоединены соответственно с К-входами четвертого, пятого и шестого триггеров, выходы которых соединены соответственно с Р-входами первого, второго и третьего триггеров.147 1294 ректор М,Иаксимишинец Заказ 1617/55 80 ное ский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 оизводственно-из Составитель Ю.СибиряРедактор К.Яцола Техред М,Дидык осударстненного комитета по изобретения 113035, Москва, Ж, Раушская и откраб д. иям при