Частотно-импульсное дифференцирующее устройство

й,634300 Союэ СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАН Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ К А 8 ТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ. КлО 6П 18 ено 01,04,7 1 1 94 84/1 8-24 присоединением за осударственнин конаСооотв Маннстров СССоо делам нзооретенннн открытнй(23) Прн итет иковано 25 опублнкова(54 ЧАСТОТНО-ИМПЬЛЬСНОК ДиффЕРЕНЦИРУЮЩЕ УСТРО С дом с входом обнуления счетч импульсов, выходы которого подключен к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых со с вторым выходом блока управле ключенного третьим выходом к управляюшему входу управляемого делителя частоты, а четвертым выходом - к первым входам элементов И второй группы (31Недостатками прототипа являются и ннженные быстродействие и точность, обусловленные необходимостью осушеств единены ния, под образования вы о снгнала в ц ння дополнительного пр ного частотно-импульс вой кЦель изобретения являетс ран е указанных недостат эт о введены ыИиИЛ ее устрой- орной часблок упым входомФ первым частотомерченный вытого счетч нь Изобретение относится к области автоматикн и вычислительной техники, вчастности, к устройствам дифференцирования частотно-импульсных сигналов с представлением результата в цифровой форме,Известно днфференцируюшее устройство, 5содержашее преобразователь входногосигнала в цифровой код, сумматор, блокпамяти н блок управления 11 , Данноеустройство обладает пониженными точностью н быстродействием, тоИзвестно также дифференцируюшее устройство, содержашее блок выделения разности периодов, блок возведения в квадрат, элемент И и счетчик 21, Недостатъкамн устройства также являются малая 15точност,ь вычислений и пониженное быстродействие,яется частот 20 Прототипом изобретения явл но-импульсное днфференцнруюш ство, содержашее генератор оп тоты, три группы элементов И равлення, подключенный перв к входу устройства н соединен го в устройство дополннтельсчетчики импульсов, элемен- И, блок измерения периодов и мгновенных значеннй, поаклюодом к счетному входу основика, а первым входом - к пятимпульсы, подаваемые с выхода частотомера мгновенных значений 3, формируя код, пропорциональный разности между максимальным значением входной частоты и значением частоты, соответствующим М этому периоду. Для формирования этого кода целесообра зно применять частотом ер мгновенных значений, работа которого основана на формировании кода, пропорционального максимальному значению вход ной частоты, и вычитании из этого кода в течение интервала времени, равного разности между периодом, соответствующим входной частоте, и периодом, соотг. ветствующим максимальному значению ф входной частоты, импульсов с переменной частотой, Подсчет этих импульсов счетчиком 5 дает возможность получить код пропорциональный отклонению частоты от максимального значения, 26.Импульсы, фиксирующие периоды входной частоты, подаются на входы блока измерения периодов 4 и частотомера 3 с соответствующего выхода блока управле ния 1, а частота для формирования кодов 2 ф снимается с генератора опорной частоты 2,В начале последующего периода входной частоты сигналами с выходов блока управления 1 выходной код блока 4 заносится в счетчик 6 работающий в режиме вычитания; код счетчика 5 заносится в счетчик 7; делитель частоты 23 устанавливается в исходное положение; в счетчик 16 заносится код, пропорциональный периоду, соответствующему максимальному значению входной частоты и этот же код за счет подачи сигнала с выхода блока управления 1 на вход эле ментов ИЛИ 20, 21, 22 заносится в вычитающие счетчики 13, 14, 15, рабо 46 тающие в режиме вычитания, По истечении интервала времени, равного периоду максимальной частоты, сигнал с соответ- . ствующего выхода блока управления 1 открывает элемент И 9 и импульсы гене 43 ратора опорной частоты 2 начинают поступать на вход счетчика 14, на выходе которого в моменты его обнуления появляются импульсы, Каждый выходной имЗЭ пульс через элемент ИЛИ 20 поступает на управляющий вход группы элементов И 17 и осуществляет запись в счетчик 14 кода, имеющегося в счетчике 16,Таким образом, коэффициент деления счетчика 14 равен коду, имеющемуся в счетчике 16, Так как в исходном состоянии в счетчик 16 записывается код, пропооциональный периоду максимального значения входной частоты, а по истеченииинтервала времени, равного периоду максимального значения входной частоты, всчетчике 16 накапливается дополнительный код, пропорциональный текущему времени, то в счетчике 16 в каждый моментвремени хранится код, пропорциональныйинтервалу времени, отсчитываемому отначала последующего периода, Следовательно, счетчик 14 выдает импульсы, частотакоторых изменяется обратно пропорционально времени, отсчитываемому от начала последующего периода,Аналогично работают часть управляемого делителя частоты 8, включающаясчетчик 15, элемент ИЛИ 21, группуэлементов И 18 и часть, включающаясчетчик 13, элемент ИЛИ 22 и группуэлементов И 19, Частота на первом выходе целителя 8 (выходе счетчика 15)обратно пропорциональна квадрату времени,отсчитываемому от начала последующегопериода, а на втором выходе делителя 8(выходе счетчика 13) - кубу этого времени, Импульсы с выхода счетчика 15 подаются на вход счетчика 6, При каждомобнулении счетчика 6 на его выходе появляется импульс, который подается через элемент ИЛИ 10 на группу элементов И 12 и в счетчик 6 записываетсявыходной код блока 4,Следовательно, на выходе счетчика 6Формируются импульсы, частота которыхобратно пропорциональна длительностипредшествующего периода и квадратувремени, отсчитываемому от начала последующего периода. Импульсы с выходасчетчика 6, поступающие на вход счетчика 7, суммируются с кодом, записанным в счетчик 7, а импульсы, поступающие на вход счетчика 7 с выхода счетчика 13, вычитаются из этого кода,Таким образом; в счетчике 7 формируется код, пропорциональный производнойвходной частоты, В момент окончанияпоследующего периода сигналом с выходаблока управления 1 запирается элементИ 9 и прекращается подача импульсов насчетный вход делителя 8, т,е, на входсчетчика 14, и на вход делителя частотыг23, Одновременно сигналом с выходаблока управления 1 на вход группы элементов И 24 результирующий код счетчика 7 передается на выход устройства. Вслучае, если в процессе выдачи импульсов на входы счетчика 7 с выходов счетчиков 6 и 13 результирующий код счетчика 7 окажется равным нулю, что проивойдет тогда, когда скорость изменениячастоты будет иметь отрицательный знак,то в момент обнуления по команде, вырабатываемой в счетчике 7, входы егоменяются, т,е, импульсы с выхода счет- Фчика 13 начинают с этого момента идтина суммирование, э импульсы с выходасчетчика 6 - на вычитание, В этом случае в момент переписи результирующегокода из счетчика 7 на выход устройства со счетчика 7 подается также соотгветствующий сигнал отрицательного знака,В течение периода, когда производитсяформирование результирующего кода всчетчике 7, происходит измерение этого 1 фпериода блоком 4 и измерение отклонениявходной частоты, соответствующей данномупериоду, от максимального значения счетчиком 5 с помощью частотомера 3, Передэтим счетчик 5 сбрасывается на нуль Есигналом с выхода блока управления 1,Следовательно, в следующий период может опять формироваться код, пропорцио-.нальный производной входной частотыВМООбновление информации на выходе устройства происходит после каждого периода входной частоты, Время, затрачиваемоена формирование выходного кода, являетсяпредельно м инимальным,ЩФормула изобретения1, Частотно-импульсное дифференци- ф рующее устройство, содержащее генератор опорной частоты, три группы элементов И, блок управления, подключенный первым входом к входу устройства и соединенный первым выходом с входом обнуления счетчика импульсов, выходы которого подключены к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с вторым выходом блока управления, подключенного третьим выходом к управляю-.щему входу управляемого делителя частоты, а четвертым выходом - к первым входам элементов И второй группы, о тличающееся тем,что,сцелью повышения быстродействия и точности, в него дополнительно введены счетчики импульсов, элементы И и ИЛИ, блок измерения периодов и частотомер мгновенных значений, подключенный выходом к счетному входу основного счетчика, а первым входом - к пятому выходу блока управления и первому входу блока измерения периодов, второй вход которого подключен к второму входу частотомерамгновенных значений и первому выходугенератора опорной частоты, второй итретий выходы которого соединены соответственно с вторым входом блока управления и первым входом дополнительногоэлемента И, подключенного вторым входомк шестому выходу блока управления, авыходом - к счетному входу управляемогоделителя частоты, соединенного первымвыходом с счетным входом первого дополнительного счетчика, поразрядные входы которого подключены к выходам элементов И третьей группы, соединенныхпервыми входами с выходами блока измерения периодов, а вторыми входами с выходом дополнительного элемента ИЛИ,подключенного первым входом к седьмому выходу блока управления, а вторым входом к выходу первого дополнительного счетчика и суммирующему входу второго дополнительного счетчика, соединенного вычитающим входом с вторымвыходом управляемого делителя частоты,поразрядными входами - с выходами элементов И первой группы, поразряднымивыходами - с вторыми входами элементов И второй группы, выходы которыхподключены к выходу устройства. 2, Частотно-импульсное дифференцирующее устройство по и, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что управляемый делитель частоты содержит счетчики импульсов, труппы элементов И элементы ИЛИ и делитель частоты, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, подключенного поразрядными выходами к первым входам элементов И трех групп, выходы элементов И первой группы, соединенных вторыми входами с выходом первого элемента ИЛИ, подключены к поразрядным входам второго счетчика, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и счетным входом третьего счетчика, поразрядные входы которого подключены к выходам элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента ИЛИ, подключенного первым входом к выходу третьего счетчика, первому выходу управляемого делителя частоты и счетному входу четвертого счетчика, поразрядные входы которого подключены к выходам элементов И третьей группы, вторые входы которых соединены с выходом третьего элемента ИЛИ, подключенного первым входом К;-,-йв Тираж 784 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская набп, 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 выходу четвертого счетчика и второмувыходу управляемого делителя частоты,счетный вход которого соединен с первымвходом делителя частоты и счетным входом второго счетчика, а управляющий входуправляемого делителя частоты подключен к второму входу делителя частоты,установочному входу первого счетчика ико вторым входам элементов ИЛИ,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:Левидов В, АТихонов О, НЦивирко Г, П. Измерение скоростей,у М., Изд-во стандартов, 1972, с. 51,2, Авторское свидетельство СССРМс 399860, кл,06 Р 7/38, 1971,3, Авторское свидетельство СССРМ 495675, кл, Я 067/18, 1974,