Устройство для сравнения частот двух последовательностей импульсов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1767754 СоюзСоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 30,09.80 Бюллетень .% 36 Дата опубликования описайия 02.10,80(72) Авторы изобретения В. Л. Бенин и А. Н. Борисенко Харьковский ордена Ленина политехнический инстит им. В, И. Ленина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧАСТОТ ДВУХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ИМПУЛЬСОВ 1Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники иможет быть использовано в системах автоматического управления цля сравнениячастот двух последовательностей импуль 5сов,Известное устройство сравнения частот двух сигналов, состоящее из двухформирователей импульсов, четырех триггеров, четырех логических схем И, трехлогических схем ИЛИ, четырех ключей,элемента задержки, цепи заряда-разрядаконденсатора с эмиттерным повторителемна выходе, запоминающего конденсатора ирезистора, формирует выходной импульс,полярность и амплитуца которого соответст 1 вует знаку и абсолютной величине разностисравниваемых частот входных сигналов 1.Недостаток этого устройства заключается в его сложности,Наиболее близким к предложенному техническим решением является устройство цля сравнения частот последовательностей импульсов, содержащее цва шоомирователя, входы которых соединены свхоцными шинамиустройства и с входамипервого элемента И, прямой выход перво"го формирователяи. инверсный выхоц второго подключеньг к вхоцам второго элемента И, а инверсный выход первого формирователя и прямой выход второго формирователя - к входам третьего элементаИ, триггер, элементы И, И-ИЛИ, элементы задержки, в котором выход первогоэлемента И соединен с оцними из входовчетвертого и пятого элементов И, выхоцыкоторых связаны соответственно с вхоцами установки в ециничное и нулевое состояние триггера, прямой выход которогочерез первый элемент эацержки соединенс первым вхоцом элемента И-ИЛИ и сдругим входом пятого элемента И, а инверсный выход триггера через второ 11 элемент задержки подключен к второму вхоцу элемента И-ИЛИ и к другому входучетвертого элемента И, третий и четвертый вхоцы элемента И-ИЛИ соединены с3 76выходами второго и третьего элементовИ 2 1,Это устройство позволяет фиксироватьсовпадение и несовпадение частот двухпоследовательностей импульсов независимо от их фазы, но оно сложно.Цель изобретения - упрощение устройства,Указанная цель достигается тем, чтов устройстве для сравнения частот двухпоследовательностей импульсов; содержащем два формирователя, два элементаИ/И-НЕ, две дифференцирующие цепи,триггер, два элемента И, причем входыпервого и второго формирователей соединены с первой и второй входными шинами устройства соответственно, а прямые выходы первого и второго формирователей подключены к первым входампервого и второго элементов И/И-НЕсоответственно, инверсные выходы пер-вого и второго формирователей соединены со вторыми входами второго и первого элементов И/И-.НЕ соответственно,прямые выходы первого и второго эле-ментов И/И-НЕ соединены с первымивходами первого и второго элементов Исоответственно, инверсный выход первого элемента И/И-НЕ подключен черезпервую дифференцирующую цепь ко входуустановки в единичное состояние триггера, прямой выход которого соединен совторым входом первого элемента И, ийверсный выход второго элемента И/И НЕчерез вторую дифференцирующую цепьподключен ко входу установки в нулевоесостояние триггера; инверсный выходкоторого соединен со вторым входом второго элемента И.На чертеже представлена блок-схемаустройства.Устройство содержит формирователи1 и 2, элементы И/И-НЕ 3,4, дифференпирующие цепи 5,6, триггер 7, элементы И 8, 9, входные шины 10, 11 устройства, выходные шины 12, 13 устройства,Работает устройство следующим образом,Рассмотрим вначале случай, когдачастота импульсов первой последователь-.ности равна частоте импульсов второйпоследовательности и импульсы поступают на входные шины устройства поочередно,Пусть первым поступил импульс навходную шину 11. На прямом выходеформирователя 2 появляется единичныйимпульс, который подается на первый7754 4 30 35 4 Оливается в единичное состояние и на его 45 10 15 го 25 50 55 вход элемента И/И-НЕ 4.,На второй вход этого элемента подается единичный сигнал с инверсйого выхода формирователя 1.В результате этого на прямом выходеэлемента И/И-НЕ появляется единичныйимпульс, поступающий на первый входэлемента И 9. Сигнал с инверсного выхода элемента И/И-НЕ 4 поступает навход дифференцирующей цепи 6, на выходе которой появляется единичный импульс при изменении входного сигналаот нулевого до единичного уровня, Этимимпульсом триггер устанавливается внулевое состояние, и на его инверсномвыходе появляется единичный потенциал.Однако появление этого потенциала происходит одновременно с исчезновениемединичного сигнала на первом выхддеэлемента И/И-НЕ 4, вследствие чего на выходе элемента И 9 сигйал будет нулевой,После этого поступает импульс навходную шину 10, На прямом выходе формирователя 1 появляется единичный импульс с такими же параметрами, как иу формирователя 2. Этот импульс подается на первый вход элемента И/И-НЕ 3,на второй вход которого поступает единичный сигнал с инверсного выхода формирователя 2. В результате этого на прямом выходе элемента И/И НЕ 3 появляется единичный импульс, поступающийна первый вход элемента И 8, Сигналсинверсного выхода элемента И/И-НЕ 3проходит на вход дифференцирующей цепи 5, на выходе которой появляется единичный импульс при изменении входного сигнала от нулевого До единичного уровня. Этим импульсом триггер 7 устанаввыходе появляется единичный потенциал. Однако появление этого потенциала происходит одновременно с исчезновением единичного сигнала на .прямом выходе элемента И/И-НЕ 8, вследствие чего на выходе элемента И,8 сигнал будет нулевой, Аналогичным образом работает устройство, когда первым поступает импульсна входную шину 10. Таким образом, если частоты сравни-, ваемых последовательностей импульсов равны и импульсы поступают на входные шины 1 О и 1 1 поочередно, на выходныхшийах 12 и 13 устройства имеют место нулевые сигналы.Рассмотрим случай, когда частоты сравниваемых последовательностей импульсов равны, а сами последовательности767754 6 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 5сдвинуты по времени так, что импульсь частично перекрывают друг друга.Пусть .первым поступил импульс на вкодную шину 10, а импульс на входную шину 11 поступил несколько позже, При этом на выходах формирователей 1 и 2 возникают сдвинутые по фазе единичные импульсы с идентичными параметрами, поступающие на соответствующие входы элементов И/И-НЕ 3, 4, В течение времени, когда на прямом выходе формирователя 1 присутствует единичный сигнал, а на прямом выходе формирователя 2- нулевой, на прямом выходе элемента И/И-НЕ 3 существует единичный сигнал. Как только появляется ециничный потенциал на прямом выходе формирователя 2, выходной сигнал на указанном элементе падает до нулевого уровня, При этом на. прямом выходе элемента И/И-НЕ 4 сигнал также нулевой, так как выходной . импульс формирователя 1 еще не окон.чился и на .его инверсном выходе присутствует нулевой сигнал. Таким обра-. зом, когда выходные импульсы формирователей перекрывают друг друга, на прямых выходах. элементов И/И-НЕ 3, 4 имеют место нулевые сигналы. Сформированный ециничный сигнал первой из указанных схем поступает на первый вход элемента И 8. Сигнал с инверсного выхода элемента И/И-НЕ 3 через дифференцирующую цепь 5 устанавливает триг- гер 7 в единичное состояние, на его пря- мом выкоце появляется единичный сигнал. Но единичный сигнал с прямого выхода элемента И/И-НЕ 3 к этому времени оканчивается; вслецствие чего на выходе элемента И 8 сигнал нулевойКогда единичный сигнал с прямого выхода формирователя 1 окончился, а ециничный сигнал с прямого выхода формирователя 2 еще действует, на прямом выходе элемента И/И-НЕ 3 появляется ,.нулевой потенциал, а на прямом выходе . элемента И/И-НЕ 4 - единичный, который поступает на второй вкод элемента И 9. Сигнал с ийверсного выхода элемента И/И-НЕ 4 через дифференцирующую цепь 6 устанавливает триггер 7 в нулевое состояние, на его инверсном выходе появляется ециничный сигнал. Однако к этому времени оканчивается ециничный им.пульс с прямого выхода элемента И/И-НЕ 4, в результате чего на выходе элемента И 9 действует нулевой сигнал.Таким образом,в случае равенства частот сравниваемых послецовательностей импульсов и частичного перекрытия послецних на выходных шинах устройства действуют нулевые сигналы,Если частоты последовательностей импульсов равны и импульсы полностью перекрывают цруг друга, на выходных шинах устройства будут нулевые потенциалы, так как на прямых выходах элементов И/И-НЕ 3, 4 единичные сигналы появляться не будут.Рассмотрим случай, когда частоты сравниваемых последовательностей импульсов различны, но импульсы друг друга не перекрывают.Пусть частота последовательности по входной шине 11 выше частоты последовательности по входной шине 1 0 и пер- вым прикодит импульс на входную шину 10. При этом на прямом выходе формирователя 1 появляется единичный импульс. На инверсном выходе формирователя 2 при этом присутствует ециничный сигнал, вследствие чего элемент И/И-НЕ 3 оказывается открытым и с его прямого выхода импульс поступает на первый вход элемента И 8, Сигнал с инверсного выхода элемента И/И-НЕ 3 через цифференцирующую цепь 5 переводит триггер 7 в единичное состояние, Однако на выходе элемента И 8 сигнал остается нулевым, так как на его входах единичные сигналы разнесены во времени.Затем приходитпервый импульс последовательности по входной шине 1 1, на . прямом выходе формирователя 2 появляется единичный импульс, поступающий на первый вход элемента И/И-НЕ 4, на другой вкод которого подается единичный сигнал с инверсного выхода формирователя 1. При этом на прямом выходе элемента И/И-НЕ 4 появляется единичный импульс, поступающий на второй вход элемента И 9. Сигнал с инверсного выхода элемента И/И-НЕ 4 через дифференцирующую цепь 6 переводит триггер 7 в нулевое состояние. Оцнако элемент И 9 не отпирается, так как на его вкодах единичные сигналы сцвинуты во времени,Далее на входную шину 11 поступает слецующий импульс, Единичный сигнал через открытый элемент И/И-НЕ 4 прокодит на второй вход элемента И 9. Сигнал с инверсного выкода элемента И/И-НЕ 4 через дифференнирующую цепь 6 подтверждает нулевое состояние триггера 7, поэтому на его инверсном выходе остается единичный сигнал. Вследствие этого элемент И 9 оказывается открытым и на его выход проходит единичный импульс со второго входа. Этот импульс несет информацию о несовпадениичастот последовательностей и о том, чточастота последней выше;, Так как схемасимметрична по отношению к выходнымсигналам, то в случае более высокой час-.тоты послецовательности на входной шине 10 единичный сигнал возник бы навыходе элемента И 8, 1 ОРассмотрим случай, когда частоты неСовпадают и импульсы частично или полностью перекрывают друг друга,Пусть частота последовательности повходной шине 11 выше и первым поступилимпульс на входную шину 10, На выходе формирователя появляется единичныйимпульс, проходящий через открытый элемент И/И-НЕ 3 на первый вход элемента И 8. Сигнал с инверсного выхода эле дмента И/И-НЕ 3 через дифференцирующуюцепь 5 переводит триггер 7 в единичноесостояние, Но на выходе элемента И 8единичный сигнал не появляется, так какна его входах единичные сигналы не совпадают во времени,Далее поступает импульс на входнуюшину 11, С прямого выхода формирователя 2 этот импульс через открытый элемент И/И-НЕ 4 поступает на второй вход ЗОэлемента И 9, Сигналом с инверсноговыхода элемента И/И-НЕ 4 через дифференцирующую цепь 6 триггер 7 переводится в нулевое состояние. На его инверсном выходе возникает единичный сиг- З 5нал, Но элемент И 9 остается закрытымиз-за сдвига во времени входных импульсов.Затем приходит импульс на входнуюшину 1 0 и несколько позже - на входную шину 11, Работа схемы аналогичнарассмотренному случаю, с той лишь разницей, что на выходах элементов И/И-НЕ3, 4 действуют импульсы меньшей дли тельности из-за частичного перекрытиявходных импульсов, Триггер 7 остается.после окончания импульса на входнойшине 11 в нулевом состоянии,. Следующие два импульса входных последовательностей полностью перекрывают друг друга. Б результате этого напрямых выходах элементов И/И-НЕ 3, 4действуют нулевыесигналы и состояниепоследующих элементов схемыне меняется. Затем приходит импульс на входнуюэ 5шину 11, на выходе формирователя 2 появляется единичный сигнал, поступающийчерез открытый в это время элементИ/И-НЕ 4 на второй вход элемента И 9,Сигнал с инверсного выхода элемента И/И-НЕ 4 через цифференцирующую цепь 6 подтвержцает нулевое состояние триггера 7, на первом входе элемента И 9 присутствует единичный сигнал, При этом на выходе элемента И 9 появляется еди" ичный импульс, несущий информацию о том, что частоты последовательностей различны и частоты послецней последовательности выше.Использование изобретения позволяет упростить устройство по сравнению с прототипом,Формула изобретенияУстройство для сравнения частот двух последовательностей импульсов, содержащее два формирователя, два элемента И/И-НЕ, две дифференцирующие цепи, триггер, цва элемента И, причем входы первого и второго формирователей соединены с первой и второй входными шинами устройства соответственно, а прямые выходы первого и второго формирователей подключены к первым входам первого и второго элементов И/И-НЕ соответственно, инверсные выходы первого и второго формирователей соединены со вторыми.входами второго и первого элементов И/И-НЕ соответственно, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в нем прямые выходы первого и второго элементов И/И-НЕ соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, инверсный выход первого элемента И/И-НЕ подключен через первую. дифференцирующую цепь ко входу установки в единичное состояние триггера, прямой выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, инверсный выход второго элемента И/И-НЕ через вторую дифференцирующую цепь годключен ко входу установки в нулевое состояние триггера, инверсный выкод которого соединен со вторым входом второго элемента И.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРМ 486466, кл, 6 06 Г 7/00,03,07.1975,2, Авторское свидетельство СССРМ 570893, кл. б 06 Г 7/00,1 2, 03. 1977 ( прототип) .767754 Составитель В. БелкинРедактор И. Грузова, Техред Н.Граб Корректо екмар Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 каз 7196/45 ВНИ и 113035, Тираж 751Государственного ком лам изобретений и от осква, Ж, Раушска Подписноеитета СССРрытийнаб д 4/8