Устройство для перехода с одной последовательности импульсов на другую

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 277020 Союз Советских Фоциалистических Реоптблик.17.1969 ( 1323422/18-2 хл. 21 ат, 36/2 присоединением заявкиМПК Н 031 2326УДК 621.374.32(088.8 иориге Комитет по делам изобретений и открыти при Совете Министров СССР,Чата опубликования описания З.Х 1.1 СЕСОЮЗНАЯТЕнтн 0-тж. ГяйБИБЛИОТЕКА Авторизобрет А. И. Усачеворонежский политехнический инс 3 аявител УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕХОДА С ОДНОЙ ОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ НА ДРУГУный теПредложенное устройство относится к области автоматического регулированич.В системах автоматического регулирования, системах управления ракетами, телемеханике и т. д. часто возникает необходимость в синхронизации церестраиваемого генератора с плавно возрастающей пли убывающец зависимостью изменения частоты от времени некоторой последовательностью сццхронизирующих импульсов, причем скачок фазы выходных импульсов в момент синхронизации не должен превышать любого заданного.Известны устройства для перехода с одноц последовательности импульсов на другую, содержащие опорный генератор, сицхронизатор, кипп-реле и триггер,Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно дополнительно содержит элемент И, кипп-реле, триггер и два электронных ключа. Первые входы ключей соединены с выходом триггера, вторые - с выходом опорного генератора, третьи через киппреле - с выходом синхронизатора, а выходы объединены и подключены ко входу триггера, Первый вход элемента И чепез кипп-реле соединен с выходом синхронизатора, второц - с выходом опорного генератора, а выход через кипп-реле подключен ко входу триггера.Такое построение схемы устройства ускоряет переход с одной последовательности цмпульсов на другую и увеличивает часдиапазон этих последовательностей,Блок-схема устройства приведена наже.7 цл Ъ строцство содержит плавно пере трацваемыц по частоте генератор (синхронизатор) 1,генератор последовательности сцнхроццзирующих импульсов 2 (опорный генератор),схему форвшровацця импульса (кипп-реле) 3,0 дифференцирующие цепи 4 - б, схему формирования импульса (кцпп-реле) 7, логическую"хему 1 Л 8, кцпп-реле 9, триггер 10, электронные ключи 11 - 13, триггер 14, электронный ключ 15 и схему формирования выходцо 5 го импульса (кппп-реле) 1 б.После подачи пускового импульса в точку Л схема приводится в исходное состояние,в результате чего запускается генератор 1,Частота его начинает плавно изменяться, на 0 пример, от нуля до некоторого максцмального значения, проходя прц этом зцаченце частоты последовательности сцнхронцзцрующихимпульсов с,Этим же импульсом триггер 14 опрокцды 5 вается такттм образом, что электронныйключ И открывается по одному цз входов, аключ 1 б закрывается. По второму входуключ 13 открывается напряже;шем с триггера 10, который открывается импульсами с0 дцфференцпрующей цепи б, появляю.цпмцсяв результате дифференцирования заднего фронта синхронизирующих импульсов,На третий вход ключа 13 поступают импульсы с плавно меняющейся частотой с дифференцирующей цепи 4, т. е, импульсы последовательности , а на вход ключа 15 - ИМПУЛЬСЫ ПОСЛЕДОВатЕЛЬНОСтИ 1 о.Вследствие вышеописанного состояния триггеров 10 и 14 открытым.по обоим входам оказывается ключ 13, и поступающие ца его третий вход импульсы последовательпостп 7 запускают схему формирования выходного импульса 1 б. Ключ 15 по входу с триггера 14 закрывается, и импульсы синхронцзирующей последовательности, поступающие ця его второй вход, на выход не проходяг,Импульсы на выходе дифференццрующей цепи 4 являются следствием дифференцирования заднего фронта импульсов со схемы формирования 3, запускаемой импульсямц генератора 1. Импульсами с выхода цепи 4 запускается также схема формирования импульса (кипп-реле) 7, аналогичная схема 3.Таким образом, импульсы со схем формирования 3 и 7 располагаются во времени зеркально относительно импульсов последовательности 1 (относительно импульсов с дифференцирующей цепи 4).Как было отмечено, с приходом пускового импульса в точку А запускается генератор 1 ввода в синхронизм. Опрокидывание триггера 14 и, следовательно, переход с последовательности 1 на последовательность о осУ- ществляется в тот момент, когда частоты и фазы обеих последовательностей созпадают в такой степени, что скачок фазы выходных импульсов после переключения не превышает заданный.Импульс на опрокидывание триггера 14 по. ступает с ключа 11 или 12 в момент принятия схемой решения о переходе на основании временного анализа импульсов обеих последовательностей.Для перехода с одной последовательности импульсов на другую со скачком фазы, це превышающим заданный, необходимым и достаточным условием можно считать Временное совпадение с определенной степенью точности двух следующих друг за другом пар импульсов обеих последовательностей.Первое временное совпадение фиксируется логической схемой И 8. На один Вход этой схемы подаются импульсы со схемы формирования 7, на другой - импульсы сцнхронцзирующей последовательности. Длительность импульса со схемы 7 определяется допустимым скачком фазы Л 1 и периодом сицхропизирующей последовательности:Ьс.фу - 7 о2 и где тс.ф, - длительность импульса со схемы формирования 7; ЬРр - допустимый скачок фазы выходных импульсов (в радианах); то- период последовательности син.хронизирующих импульсов,Импульсы синхронизирующей последовательности являются опорными, поэтому для повышения точности отсчета на вход схемы И 8 подаются импульсы с дцфференцирующей цепи 5, соответствующие переднему фронту сшгхроццзирующцх импульсов, длительность которых должна быть порядка 10 - 15 Л 1 СЕК.В зависимости от соотношения частот идлительностей подаваемых ца вход схемы И последовательностей импульсов Р 1 а выходе оказываются отдельные импульсы или пачки импульсов с частотой заполнения внутри пачек, соответствующей частоте одной цз последовательностей.Точное аналитическое выражение последовательности выходных импульсов достаточно сложно, В общем случае это последовательность с переменным периодом, который является функцией параметров (периодов и длительностей импульсов) подаваемых на вход схемы И периодических последовательностей импульсов,Прц наложении ца параметры последовательностей определенных условий, я именно, цтобы сумма длительностей импульсов обеих последовательностей была больше абсолютной разницы периодов этих последовательностей, частота выходных импульсов (или пачек импульсов) равна разности частот зходных последовательностей,Таким образом, при условии-ф, +.,1=, - т - т, , (2)где тс,ф, - длительность импульса. со схемыформирования 7;40 то - длительность синхроцизцрующегоимпульса;Т ц Т, - периоды последовательцостец соответствсшо 1,. и 1 о.частота выходных импульсов (пли пачек им пульсов) со схемы И равна(3)ГДЕ Гц, О И- ЧВСТОГ 11 СООТВЕТСТВЕШ 10 ВЫ- ходцых импульсов (или пачек импульсов), последовательностей о и 1.Если длительность синхроцизцрующего импульса меньше длительности импульса со схемой формирования, импульсы в пачках следуют синхронно с имцульсамц с;ш роццзцрую цеР послсдоватсл ности.Количество импульсов в пачках зависит отсоотношения длительности цмульса со схемы формирования 7 и разности периодов Входных последовательностей, В интервалах частот, где Выполняется услоВиес.ф,) Тс - То, В пачках на выходе схемы И насчитывается це менее одного импульса, если тсф, )2(Т - То), в выходных пачках оказывается не менее двух импульсов и т. д56Частота следования пачек определяется поформуле (3), т. е, равна разности частот по 277020(5) следовательностей, Если частога последовательности 1 меняется, за время ее изменения в допустимом интервале частот на выкоде должно быть не меньше одного совпадения, т. е. суммарный набег фазы не должен быть ъеньше 2 л. Такое условие выполняется, если скорость изменения частоты последовательности 1 (в общем случае относительной скорости изменения частот обеих последовательностей) не превышает критической скорости изменения частоты, определяемой по формулеЛ,р - огЦ/сек, (4) где 5,р - критическая скорость изменениячастоты, гц,/сек;Лср - допустимый скачок фазы выходныхимпульсов, рад;о - частота сицкронизирующей последовательности (в общем случае -частота перехода).Критическая скорость, вычисленная по формуле (4), является предельной прц достоверном переходе с одной последовательности импульсов на другую со скачком фазы выкодныкимпульсов, не превышающим заданный, и независит от способа реализации перехода.Дальнейшее построение скемы и ее работаоснованы на вышеизложенных соображенияк.Как уже было отмечено, первое временноесовпадение фиксируется логической схемойИ 8. Импульс с нее запускает кшш-реле 9,являющееся устройством задержки. Заднцмфронтом импульса кцпп-реле, длительностькоторого может быть выбрана в пределах0,5 - 0,7 периода синхронизирующей последовательности, опрокидывается триггер 10, в результате чего схема подготавливается к временному анализу следующей пары импульсовобеих последовательностей, а именно:а) по входу с триггера 10 закрываетсяключ 13;б) по входу с триггера 10 открываютсяключи 11 и 12.Собственно проверка производится с помощью ключей 11 и 12, на один из вкодов которых, как и на вход схемы И 8, постоянно поступают импульсы синкронизирующей последовательности с дифференцирующей цепы Б,По третьему входу клоч 12 периодически открывается импульсом со схемы формирования3, а ключ 11 - импульсом со схемы формирования 7. Как уже отмечено, длительности обоих импульсов одинаковы и определяются поформуле (1), т, е,Ддс.ф,: "с.ф, = с.ф: -УО2-. где т,ф,ф, - длительности импульсов соответственно со скем формирования 3 и 7;Лгу - допустимый скачок фазы выходных импульсов, рад;Т, - период последовательностисинхронизирующик импульсовов. 5 10 15 20 25 40 45 50 55 60 65 Импульсы со скем формирования 3 и 7 образуют для импульса синхроццзцруошей последовательности в ключах 11 ц 12 временные стробы, длительность когорык соответствует максимальному скачку фазы выходнык импульсов на частоте перехода.На основании того, что скема формирования 7 запускается импульсом последовательностиможно сделать заключение, что в момент появления импульса на выходе скемы И 8 импульс последовательности О отстает от импульса последовательностица время, меньшее длительности импульса со скемы формирования 7 цлц равное ему.Прц временном анализе следующей пары импульсов в зависимости от разности периодов последовательностейц 10 могут быть только трц принципиально разлцчнык случая, а именно:а) импульс последовательности О опережает импульс последовательносгц 1 на время, большее длительности импульса со скем формпровапц 5 Тс.фпрр (7 У О) ) с.ф б) импульс последовательности 10 опережает импульс последовательностина время, меньшее длительности импульса со скемы формированця 3при - - - "- У - 7 е) ( "с.ф2в) импульс последовательности 10 отстает от импульса последовательности, 1 на время, меньшее длительности импульса со схем формирования т,.ф Отставание импульса последовательности о от импульса последовательности 1 прц временном анализе следующей за первым совпадением пары импульсов исключено, так как период последовательностц 1 в момент пере- кода всегда больше перцода последовательности О.Очевидно, что прц вознцкновешш ситуации, соответствующей двум последним случаям, скема должна принять решение о перекоде с последовательности на последовательность )О, и прц ситуации, соответствующей первому слу чаю, схема должна верну ться и исходное состояние,Действительно, если импульс последовательности 10 опередил импульс 1 на время, большее длцтельностц импульса т,фключ 12 для импульса 10, поступающего на его вход с дцфференццрующей цепи б, оказывается закрытым по входу со скемы формирования 3, а ключ 11 - закрытым по выду со скемы формирования 7. Импульсом с дифференццрующей цепи б, соответствующим заднему фронту синкронизцрующего импульса, триггер 10 опрокидывается, ключи 11 ц 12 закрываются по входам с трцггера 10, а ключ 13 открывает.ся. Схема возвращается в исходное состояние, и на схему формирования выходного импульса через открытый по двум входам ключ И поступают импульсы последовательностиПри опережении импульсом 1 ю импульсана время, меньшее длительности тф(случай б), ключ 12 оказывается для него открытым по обоим входам (по входу с трнпера 10 и со схемы формирования 3). Пройдя через ключ 12, этот импульс опрокидывает триггер 14, в результате чего ключ И закрывается, ключ 15 открывается и в тот же момент происходит запуск схемы формирования выходного импульса импульсом синхронизирующей последовательности. Таким образом осуществляется переход с последовательности ) на последовательность 1 ю, и скачок фазы выходного импульса в момент перехода не превышает заданного.Если импульс последовательности /ю отстает от импульса последовательности / (случай в), открытым для него по обоим входам оказывается ключ 11 (по входам с триггера 10 и схемы формирования 7). Пройдя через ключ 11, этот импульс, как и в предыдущем случае, опрокидывает триггер 14, и через открытый ключ 15 запускается схема формирования выходного импульса 16, Скачок фазы выходного импульса в момент переключения не превышает заданного.Импульсом с дифференцирующей цепи 6 триггер 10 всегда возвращается в исходное состояние.Полностью цикл перехода с последовательности 1 на последовательность 1 ю повтоРЯется после подачи каждого пускового импульса в точку А,Для перехода с последовательности на последовательность в диапазоне частот синхро-, низирующей последовательности, например от 1 о до Гю достаточно изменить только длительности импульсов со схем формирования 3 и 7, как было указано выше, согласно формуле (1),Длительность импульса кипи-реле 9 постоянна. Ее выбирают так, чтобы соблюдалось условие:тю(тю ( Тюгде тю - длительность синхропизирующихимпульсов;тю в длительнос импульса клипп-реле 9;Тюц - минимальный период последовательности синхронизирующих импульсов.Для нормальной работы длительности импульса кипи-реле 9 следует выбрать порядка (О 5 О 7) Т тыПри переходе с одной последовательности импульсов на другую скорость изменения частоты последовательности 1 (в общем случае относительная скорость изменения частот обеих последовательностей) в области перехода не должна превышать критической скорости изменения частоты 5 р, вычисленной по формуле (4) для данного зйачення частоты перехода, и допустимого скачка фазы выходных импульсов в момент перехода,Предмет изобретенияУстройство для перехода с одной последовательности импульсов на другую, содержа.30 щее опорный генератор, синхронизатор, киппреле и триггер, отличающееся тем, что, с целью ускорения перехода с одной последовательности импульсов на другую и увеличения частотного диапазона этих последовательно стей, оно дополнительно содержит элементИ, кипи-реле, триггер и два электронных ключа, первые входы которых соединены с выходом триггера, вторые - с выходом опорного генератора, третьи через кипп-реле - с выхо дом синхронизатора, а выходы объединены иподключены ко входу триггера, причем первый вход элемента И через кипп-реле соеди.пен с выходом синхронизатора, второй - с выходом опорного генератора, а выход через 45 кипп-реле подключен ко входу триггера,277020 Составитель В, А, Чистов Редактор Полещук Техред А. А, Камышникова Корректор А. П, Йасильевйография Сапунова,Заказ 3087/7 Тираж 480 ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и отк Москва, Ж-З 5, Раушская