Устройство для сравнения частотноимпульсных сигналов

Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик 2058 РСКО К 1) ополнительн 22) За 6 й 7/О нием прис Гасударственный комет Совета Министров ССС по делам изооретений и открытий(72) Авторы изобретени денко, И. С 1) Заявит ециал онструкторское бюро систем автоматического управления СРАВНЕНИЯ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ(54) УСТРОЙСТВО ованных дов с 20 1Изобретение относится к области автомагики и вычислительной техники и можетбыть использовано в автоматизирсистемах контроля и управления,Известны устройства для сравнения частотно-импульсных сигналов, содержащиеблок управления, состоящий из генератораопорных сигналов, выход которого соединенсо входом первого счетчика, выход переполнения которого подключен ко входу второго счетчика, выходы разрядов которого соединены со входами первого и второго дешпраторов, а выход переполнения - со входо. третьего счетчика, выходы разрядов которого соединены со входами третьего деширратора, соответствующие выходы которого подключены ко входам управления первого и второго дешифраторов, 1 п каналов сравнения, каждый из которых состоит из блока сравнения кодов, элементов "И", триггера, элемента "ИЛИ двоичного счетчика.Однако такие устройства не позволяютрешить вопросы автоматизации технологических процессов, например дозированиямасс в металлургической промышленности,ин, А, К. Черепаха, К. ф. ЛяшенкоМ, Резник так как при этом требуется решение задач методами сравнения частотно-импульсных сигналов по нескольким каналам с возможностью управления точкой сравнения по каждому каналу, причем управляющие сигналы должны быть аналоговыми (частотно- импульсными) и дискретными. Существук. щие устройства не удовлетворяют данным требованиям.Целью изобретения является расширение класса решаемых устройством задач, а именно многоканальное управление точками сравнения аналоговым (частотно-импульсным) и дискретным сигналами,Эта цепь достигается тем, что в пре ложенном устройстве в каждом из канал входы блока сравнения кодов соединены входными шинами дискретного сигнала управления ивыходами разрядов первого счетчика блока управления, а выход - со входом установки в нулевое состояние триггера, входы установки в единичное состояние которого подключены к выходам первого и второго элементов "И", одни из вх. дов которых соединены с шинами дисного сигнала управления, другие с выходамипервого и второго дешифраторов соответственно. Прямой выход триггера соединен совходом третьего элемента "И", другойвходкоторого подключен к выходу генератора 5опорных сигналов, а выход через элемент"ИЛИ" - к информационному входу двоичного счетчика. Другие входы элемента "ИЛИ"соединены с выходами четвертого, пятогои шестого элементов И", причем входы 10четвертого элемента "И" соединены свыходом первого дешифратора блока управления и с шиной аналогового сигналауправления, а входы пятого и шестого элементов "И" - к выходам третьего дешифратора блока управления и с шиной опорногосигнала и входной шиной соответственно .Управляющие входы двоичного счетчика подключены к соответствующим выходам первого и второго дешифраторов блока управле- Зния, а выходы последнего разряда счетчика соединены со входами седьмого и восьмого элементов И", другие входы которыхподключены к соответствующему выходу первого дешифра тора блока управления, а выходы - к Мвыходным шинам "больше- равноф и меньше".функциональная схема устройства представлена на чертеже.Устройство состоит из блока управления1, содержащего счетчики 2,3,4, дешифрато- ЗОры 5,6,7, генератор опорных сигналов 8,И Гп.каналов сравнения 9, содержащих элемент "ИЛИ 10 двоичный счетчик 11 сустановочным и инвертирующим входами,элементы И" 12-19, входные шины дискретного сигнала управления с прямым и инверсным значением знака 20, входные шины аналогового (частотнсь-импульсного) сигнала управления 21, шину опорной частоты22, шину переменной частоты 23, выходную40шину сравнения "больше-равно" 24 и выходную шину сравнения "меньше" 25, блок сравнения кодов 26 и триггер с установочнымивходами 27,Генератор опорных сигналов 8 совместносо счетчиками 2-4 и дешифраторами 5-7представляют собой программирующую схему, которая циклически формирует последовательность управляющих импульсов и сигналы эталонной длительности, которые являются командами, общими для л 1 каналовсравнения 9 (число команд- восемь).Сигналы с выхода генератора 8 поступают на последовательно соединенные счетчики 2-4 и непрерывно пересчитываются ими.Емкость счетчика 4 равна 4. При коде 00в счетчике 4 сигнал "1" с выхода 1 дешифратора 7 поступает на импульсный входсчитывания информации дешифратора 5 При изменении кода в сетчике 4 на 01 съеминформации с дешифратора 5 прекращается,а на выходе дешифратора 7 появляется "1",При коде 10 в счетчике 4 сигнал "1" с выхода М 1 дешифратор 7 разрешает прохождение информации через дешифратор 6. Прикоде 11 в счетчике 4 съем информации сдешифратора 6 прекращается а на выходедешифратора 7 будет "1". По сигналам 1с выходов дешифратора 7 открываются элементы "И" 16,17 для измерения опорнойчастоты , поступающей по шине 22, иоппеременной частоты , поступающей пошине 23. Время действия 1 сигналов дешифратора 7 определяется требуемой точностьюизмерения частотно-импульсных сигналов.Если диапазон изменения частот Яиравен 4-8 кгц, а погрешность измерения0,1%, то кодовое представление частотыдолжно изменяться впределах 1000-2000.Гогда из условия= , ( 1 ), гдеЯ -кодовое представление частоты;-время действия сигналов дешифратора 7(Ф - 0,25 с,),Таким образом, сигналы с выхода дешифратора 7 являются временными. Информация на дешифраторы 5 и 6 поступает свыхода счетчика 3, Емкость счетчика 3равна пяти, что связано с необходимостьюсформировать временную команду на выходедешифратора 5. По этой команде открывается элемент "И" 15 для измерения частоты аналогового сигнала управления, пос тупающего по шине 2 1. Диапазон изменения Зкор -8 кгц.Диапазон вносимой этой частотой коррекции в сигнал, ф.10% от диапазона изменения частоты,г - 4 кгц. Суммарное значенииние частотной корре ции 20%, а кодовоепредставление этой коррекции 200-400,Из формулы (1) . ико определить время действия сигналов дешифраторов 5 и 6 (0,05 сек),Счетчик 2 должен содержать не менееП разрядов (гдет - число разрядов дискретного сигнала управления, поступающегопо шинам 20). Коэффициент пересчета этого счетчика должен согласовывать частотуопорного генератора 8 с входной частотойсчетчика 3,Каналы сравнения работают следующимобразом.При подаче первой команды в счетчике11 устанавливается число К =3795, Запись этой информации подготавливает счетчик 11 для измерения частотыо, следующимобразом: при цр -4000 Гц (-10% отЬ акоп ) в счетчик 1 1 поступает 200 импульсов, при ко - 6000 Гц (0% от Ь300 импульсов, при црГц (+10%ПЦ = Е. 6 2 -дискретный сигнал управ- "оР от акоп - 400 импульсов. При емкостиМсчетчика 11 числа в нем принимают соответственно значения 3995, 4095,0099. Подсчет импульсов аналогового сигнала управления осуществляется при подачетретьей команды.При подаче второй (управляющей команды и положительном значении дискретногосигнала управления через элемент И" 12триггер 27 устанавливается в состояние"И" 14 через элемент "ИЛИ" 10 поступаетна информационный вход счетчика 11 и насчетчик 2. При достижении в счетчике 2числа, равного дискретному сигналу управления, единичный сигнал с выхода блокасравнения кодов 26 устанавливает триггер27 в состояние "0", и элемент "И" 14закрывается. Дискретный сигнал управления задается двоичным кодом со значениемсигнала коррекции отд 1 на шинах 20:1-й разряд - 0,1%2-й разряд - О, 2%и-й разряд - 2 0,1%,При подаче четвертой команды открывается элемент И" 16, и по шине 22 импульсы частоть 1, через элемент "ИЛИ" 10 поопступают на информационный вход счетчика11.По пятой команде выполняется инверсиякода счетчика 11.При подаче шестой команды и отрицательном значении знака дискретного сигнала управления аналогично сказанному осуществляется подсчет импульсов, поступающих с генератора 8 до момента равенствакодов на выходах счетчика 2 и на выходах20 устройства.При подаче седьмой команды открывается элемент "И 17 и по шине 23 импульсы частоты, через элемент "ИЛИф 10поступают на информационный вход счетчика 11.В зависимости от состояния старшегоразряда счетчика 11 восьмая команда проходит через элемент "И" 18 или через элемент "И" 19 как сигнал "больше-равно или"меньше". Зги сигналы и управляют исполнитеЛьными органами автоматики. ления точкой сравнения й -"0" или "1"5 на 1-й шине дискретного сигнала управления.Использование новых элементов и связейвыгодно отличает предлагаемое устройство для сравнения частотно-импульсных сигна лов от прототипа, так как обеспечиваетмногоканальность и управление точками сравнения частот аналоговым и дискретным сигналами. В результате обеспечена возможность создавать автоматизированные системы 15 управления технологическими процессами свысокими техническими характеристикаля и широкими функциональными возможнэстяц . Формула изобретения Для приведенных в описании конкретных значений частот и погрешности измерений с помощью такого устройства сравнения частотно-импульсных сигналов решается неравенство.ХЪ.0,2 Ц,др 6000)+К Ц где к - 4 Гц - масштаоный коэффициент Устройство для сравнения частотно-импульсных сигналов, содержащее блок управления, состоящий из генератора опорных сигналов, выход которого соединен со входом первого счетчика, выход переполнения которого подключен ко входу второго счетчика, выходы разрядов которого соединены со входами первого и второго дешифраторов, З 0 а выход переполнения - со входом третьего счетчика, выходы разрядов каторого соединены со входами третьего дешифрагора, соответствующие выходы которого подключены ко входам управления первого и второ го дешифраторов, 1 т 1 каналов сравнения,каждый из которых состоит из блока сравнения кодов, элементов "И", триггера, элемента "ИЛИ" и двоичного счетчика, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью расшищ рения класса Решаемых задач, в нем в каждом из каналов входы блока сравнения кодов соединены со входными шинами дискретного сигнала управления и выходами разрядов первого счетчика блока управления, а вы ход - с входом установки в нулевое состояние триггера, входы установки в единичное состояние которого подключены к выходам первого и второго элементов "И", одни из входов которых соединены с шинами диск- ЙО ретного сигнала управления, другие входыподключены к выходам первого и второго дешифраторов соответственно;прямой выкод триггера соединен с входом третьего элемента "И", другой вход которого 55 подключен к выходу генератора опорныхсигналов, а выход через элемент фИЛИфк информационному входу двоичного счетчика; другие входы элемента "ИЛИ" соединены с выходами четвертого, пятого и шес гого элементов И"; причем входы четвер 520587гого элемента "И" соединены с выходомпервого дешифратора блока управления и сшиной аналогового сигнала управления, авходы пятого и шестого элементов "И" подключены к выходам третьего дешифратора 5блока управления и к шине опорного сигнала и входной шине соответственно; управляющие входы двоичного счетчика подключены к соответствующим выходам первого и второго дешифраторов блока управления, а выходы последнего разряда счетчика соединены со входами седьмого и восьмого элементов "И", другие входы которых подключены к соответствующему выходу первого дешифратора блока управления, а выходы - к выходным шинам "больше-равно" и меньше",Составитель В. Белкин у Текрещ а Аидрф Ж Корректор Заказ 4238/203 Тираж 863 Йоднисное ИИПИ Государствеииогэ комитета Совета Миаистров СССло иелач изобретеиий и открытий113035, Москва, Ж-З 5 Раущскаи иаб., д. 4/5