Устройство для допускового контроля частоты следования импульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Ю Н 03 К ИСАНИЕ ОБРЕТЕН ИДЕТЕЛЬСТВ У АВТОРСИОВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 577659, кл. Н 03 К 5/19, 1976.2. Авторское свидетельство СССР У 785978, кл. Н 03 К 5/19, 1979. (54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИИПУЛЬСОВ, содержащее формирователь импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, к установочному входу преобразователя длительность импульса - код и к первому входу триггера, выход которого соединен с входом преобразователя длительность импульса-код, разрядные выходы которого, кроме первого, подключены к входам многовходового элемента И, второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом элемента задержки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,ЯО 41 с целью повышения достоверности контроля частоты следования импульсов, в него дополнительно введены последовательно соединенные элемент ИЛИ и блок выделения разностной частоты и последовательно соединенные элемент задержки, элемент И и триггер, первый выход которого подключен к входу дополнительного элемента задержки, а второй выход соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй Вход коорого соединен с вторым входом первого-элемента И, с выходом многовходового элемента И и входом элемента задержки, выход .первого элемента И соединен с вторый входом дополнительного триггера, вход сброса которого соединен с вторым входом триггера, первый вход которого подключен к второму входу блока выделения разностной частоты, ф причем первый разрядный выходпреФ образователя длительность импульсакод подключен к второму входу дополнительного. элемента и.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для контроля частоты, например, в системах автоматического регулирования частоты генераторов напря-, жения.Известно устройство для контроля частоты, содержащее формирователь, элементы И, два триггера, преобразователь длительность импульсов код, многовходовой элемент И Г 11. 10 Однако укаэанное устройство имеет недостаточно высокое быстродействие, так как контроль частоты осуществляется через один период 35 следования входных импульсов, и невысокую достоверность контроля, так как устройство выдает информацию лишь при превышении частоты по отношению .к заданной норме. 20Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для допускового контроля частоты следования импульсов, обла дающее повышенным быстродействием за счет обеспечения контроля частоты в каждый период следования контролируемых импульсов и повышенной достоверностью контроля за счет контроля как превышения, так и понижения частоты по отношению к норме, содержащее формирователь импульсов, триггер, преобразователь длительность импульса - код, элемент задержки ,цва элемента И, многовходовой элемент И-НЕ, выход Формирователя им- З 5 пульсов соединен с нулевым входом триггера, с первым входом первого элемента И и с входом установки преобразователя, вход преобразователя подключен к инверсному выходу 40 триггера и к второму входу первого элемента И, выходы преобразователя подключены к соответствующим входам многовходового элемента И-НЕ, выход которого соединен с единичным 45 входом триггера, прямой выход триггера подключен к одному входу второго элемента И непосредственно, а к второму входу - через элементзадержки 23Однако известное устройство имеет недостаточно высокую достоверность контроля частоты, так как в нем отсутствует воэможность получать информацию вслучае, если частота контролируемых импульсов становится номинальной равной норме), при приближении контролируемой частоты к номинальному значению сигналы, подаваемые с выхода Формирователя и с выхода преобразователя на 60 . разные входы триггера, могут поступать одновременно, что может привести к неустойчивой работе триггера, и в этом случае при фактическом номинальном значении контролируемой 65 частоты с одного или другого .ходаустройства может выдаваться информация об отклонении частоты от норовы,если в результате одновременногодействия сигналов на обоих входахтриггера последиий переключится вединичное состояние, преобразователь не запустится и очередной период следования контролируемых импульсов не будет контролироваться.Цель изобретения - повышение до-,стоверности контроля частоты следо-,вания импульсов.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для допускового контроля частоты следованияимпульсов, содержащее формировательимпульсов, выход которого подключенк первому входу первого элемента И,к установочному входу преобразователя длительность импульса - коди к первому входу триггера, выходкоторого соединен с входом преобразователя длительность импульса - код,разрядные выходы которого, кромепервого, подключены к входам многовходового элемента И, второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом элемента задержки,дополнительно введены последовательно соединенные элемент ИЛИ и блоквыделения разностной частоты и последовательно соединенные элементзадержки, элемент И и триггер, первый выход которого подключен к входу дополнительного элемента задержки, а второй выход соединен с вторым входом второго элемента И,выход которого подключен к первомувходу элемента ИЛИ, второй входкоторого соединен с вторым входомпервого элемента И, с выходом многовходового элемента И и входом элемента задержки, выход первого элемента И соединен с вторым входом дополнительного триггера, вход сбросакоторого соединен с вторым входомтриггера, первый вход которого подключен к второму входу блока выделения разностной частоты, причемпервый разрядный выход преобразователя длительность импульса - кодподключен к второму входу дополнительного элемента И. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - пример выполнения преобразователя длительность импульса - код, на Фиг, 3 - один из примеров реализации блока для выделения разностной частоты.Устройство содержит (фиг, 1) Формирователь 1 импульсов, преобразователь 2 длительность импульсакод, многовходовой элемент И 3, триггеры 4 и 5, блок 6 для выделения разностной частоты, элементы И 7-9,10 элементы 10 и 11 задержки, элементИЛИ 12, входную шину 13, выходныешины 14-16.Преобразователь 2 содержитфиг. 2) генератор 17 импульсов ста- .бильной частоты, элемент И 18, счетчик 19 импульсов,Блок 6 содержит ( фиг. 3) элементы НЕ 20 и 21, элемент ИЛИ 22,триггер 23, элементы И 24-29,Устройство работает следующимобразом.После включения питания на"Сброс" подается импульс, устанавливающий триггеры 4 и 5 в нулевоесостояние. При этом преобразовательдлительность импульса - код не ра- .ботает, элемент И 7 закрыт низкимипотенциалами выходов формирователя201 и многовходового элемента И 3,элемент И 8 закрыт по первому"входунизким выходным потенциалом элемента 10 задержкиЭлемент И 9 закрытнизким потенциалом выхода элемента11 задержки,Блок 6 выделения разностнойчастоты работает, таким образом,что на обоих его выходах сигналыотсутствуют, если на первый и навторой входы сигналы поступают поочередно илн одновременно. Если послепоступления сигнала, например, напервый вход на второй вход поступает два и более сигналов подряд, топервый из них подготавливает схемудля прохождения сигналов по второму 35каналу, а второй - для прохожденияпоследующих сигналов на второй выход устройства.С поступлением первого импульсас шины 13 на вход формирователя 1 40по переднему фронту этого импульсаформирователь вырабатывает короткийимпульс, который устанавливает триггер 4 в единичное состояние, устанавливает преобразователь 2 длительность импульса - код в исходное состояние и поступает на первый входблока 6 выделения разностной частоты,подготавливая его для прохождения сигналов по первому каналу,Разрешающий (высокий) потенциалпрямого выхода триггера 4 запускаетпреобразователь 2 длительность импульса - код.Если частота контролируемых импульсов меньше заданной нормыТ ) ТНО 1, то при достижении заданного кода в преобразователе 2 с выхода многовходового элемента И 3выдается короткий импульс, поступающий на элемент 11 задержки и через б 0элемеНт ИЛИ 12 на второй вход блока6 выделения разностной частоты,подготавливая его для прохожденияимпульсов по второму каналу. Задержанный элементом задержки импульс,поступает через открытый по второмувходу элемент И 8, элемент ИЛИ 12на второй вход блока 6 и с егосоответствующего выхода на выход 15,устройства.С приходом второго контролируемого импульса короткий импульс с выхода формирователя 1 снова осуществляет сбрьс преобразователя 2. в исходное состояние и, поступая на первый вход блока 6 выделения разностной .частоты, подготавливает егодля прохождения сигналов по первомуканалу. При достижении заданногокода с выхода многовходового элемента И 3 снова выцается импульсвызывающий на выходе элемента ИЛЙ 12появление парных импульсов, одиниз которых подготавливает блок 6выделения разностной частоты дляпрохождения импульсов по второмуканалу, а второй проходит на выходблока и на выход 15 устройстваи т.д.1Преобразователь 2 длительностьимпульса - код работает следующимобразом,Поступающий на установочный входсчетчика импульс устанавливает счетчик 19 в исходное нулевое состояние,при котором на выходах его разрядовустанавливаются нулевые .сигналы,поступающие на выходы преобразователя 2. Элемент И 18 в исходном состоянии закрыт по первому входу .нулевым сигналом с выхода триггера ;4,При подаче на этот вход единичногосигнала элемент И 18 открывается попервому входу, и импульсы с генератора 17 начинают поступать на входсчетчика 19, показание котороговозрастает. Очередной импульс, поступающий через установочный вход насчетчик 19, возвращает счетчик 19в исходное состояние, при которомна выходах его разрядов устанавливаются нулевые сигналы.По окончании этого импульса счетчик 19 вновь начинает подсчитыватьимпульсы, поступающие на его входс генератора 17.Блок 6 выделения разностнойчастоты работает следующим образом.На входы блока 6 поступают импульсы вычитаемих частот, разностныечастоты снимаются с выхоцов,блока 6.Предположим, в исходном состоянии устройства триггер 23 находитсяв нулевом состоянии, при которомна его прямом и инверсном выходахсоответственно нулевой и единичныйсигналы,Если на входы блока 6 поступаютимпульсыодинаковых частот, т.е.импульсы поступают поочередно, тоимпульсы на выходы блока не проходят, 1034165Предположим, к моменту поступления импульса на вход ц. триггер 23 находится в нулевом состоянии, при котором нулевой сигнал с его прямого выхода закрывает по второму входу элемент И 29, а единичный сигнал с его инверсного выхода открывает ,по первому входу элемент И 28.Входной импульс с входа б блока б через элементы И 26 поступает на первый вход элемента И 29, однако элемент И 29 закрыт по второму входу нулевым сигналом и на выход импульс не поступает. Одновременно импульс с выхода элемента И 26 через подго товлеыный по первому входу элемент И 28 и элемент ИЛИ 22 поступает на счетный вход триггера 23, который переключается по заднему фронту по окончании) счетного импульса, 20Триггер 23 переключается в единичное состояние, при котором единичный сигнал с его прямогО выхода подготавливает по входам элементы И 27 и 29, а нулевой сигнал с инверсного выхода закрывает по входам элементы И 28 и 27, тем самым подготавливается элемент И 29 к прохождению через него следующего импульса второй импульсной последовательности с входа Ю на выход блока и запрещается прохождение импульса первой импульсной последовательности с входа 0 блока б на выход.Импульс первой последовательности, подаваемый на вход О , проходит че- З 5 рез элементы И 25 и 27 и элемент ИЛИ 22 на счетный вход триггера 23, импульс через элемент И 24 на выход блока не проходит, Триггер 23 перее ключается в нулевое состояние. Сле дующие импульсы, поступаюцие поочередно на входы 0 и 6 ., на выходы блока б не проходят, а только лишь переключают триггер 23 в состояние, соответствующее запрету 45 прохождения импульсов по смежному входному каналу на выход блока б. Если частоты входных импульсных последовательностей различаются между собой, например частота входных импульсов, подаваемых на вход 6 то возникает ситуация, когда после поступления импульса первой последовательности на вход 0 следующим приходит импульс также на вход О, а не на вход,б . В этом случае второй входной импульс по первому каналу проходит через элемент И 25 на .первый вход элемента И 24, подготовленный по второму входу единичным сигналом с инверсного выхода Ю триггера 23;На выходе элемента И 24 формирует-, ся импульс, который поступает на выход блока б и свидетельствует о превышении частоты импульсов пер вой импульсной последовательногипод частотой импульсов второй импульсной последовательности.йналогично, если частота импульсов второй последовательности, подаваемой на вход СГ, больше частоты импульсов первой последовательности, подаваемой на вход сг , товозникает ситуация, когда после импульса на входе О поступают подряддва импульса на вход Ю . В этомслучае второй импульс, поступаюцийна вход д , проходит на выход блока б и свидетельствует о превышении частоты импульсов второй импульсной последовательности.Если частота контролируемых импульсов больше заданной нормыг,Т с Тгго) и слеДУюЦий импУльс постУ"пает на вход формирователя 1 до момента срабатывания преобразователя2, то этот импульс и все последуюцие, поступая на первый вход блока бвыделения разностной частоты, прой"дут на выход блока и выход 14 устройства,Если контролируемая частота равна ноРме Т = ТНОМ), то импУльсс выхода формирователя 1 и импульсс выхода многовходового элементаИ 3, проходящий через элемент ИЛИ 12,будут поступать на входы блока бвыделения разностной частоты одновременно. При этом сигналы на выходах блока б будут отсутствовать,При совпадении двух импульсов открывается элемент И 7, выходной сигналкоторого переключает триггер 5 вединичное состояние. Низким потенци".алом инверсного выхода триггера 5закрывается по, второму входу элемент И 8, в результате чего выходной импульс многовходового элемента И 3, задержанный элементом 10задержки, на второй вход элементаИЛИ 12 и на второй вход блока бне поступит,При переключении триггера 5 вединичное состояние положительныйпотенциал появится на выходной шине 16, а через время, определяемоеэлементом 11 задержки - на второмвходе элемента И 9, после чегоимпульс с выхода первого разрядапреобразователя 2 длительность импульс - код открывает элемент И 9и возвращает триггер 5 в нулевоесостояние, Для надежной работы устройства время задержки элемента 11задержки должно быть больше временизадержки элемента 10 задержки.Если в процессе контроля частоты произойдет пропадание прекращение) входных импульсов, то появляющиеся периодически импульсы на выходе многовходового элемента И 3 приводят к появлению на выходе элементайОЗ 4165 ИЛН 12 парных импульсов, которые,поступая на второй вход блока б выделения разностной частоты, проходят на его .выход и выходную шину 15. Таким образом, предлагаемое уст ,ройство позволяет повысить достоверность контроля частоты за счет того, что инФормация, получаемая с одного или другого. выхода устройства, выдается только при отклонениях 10 контролируемой частоты соответственно выше или ниже номинального зна 8.1 чения, при этом исключается возмож-, ность выпачн ложной иноформации с этих выходов цри ноющальном значе нии контролируемой. частоты за счет получения дополнительной ииФормации (с третьего выхода устройства), когда контролируемая частота стано-. вится равной норме, и за счет:поау чения дополнительной ииФормации (с второго выхода устройства. в виде последовательности парных иэщуль-сов при пропадании частоты на входе устройства.1034165 Составитель В.Чижоведактор С.Квятковская Техред А,Бабинец Корректор Ю,макаренко Вв5642/58 ак Филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. тная,Тираж 936ВННИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская н Подпи оноСР