Устройство допускового контроля скорости изменения периода сигнала

(57) Изобретение может быть в системах автоматического к равления. Целью изобретения ширение функциональных в путем обеспечения допуско скорости изменения периода можными помехами при наде жении пропадания сигнала допускового контроля скорос периода сигнала содержит ф 1 - 4 коротких импульсов, элем 12, элементы И 13 - 15, счетчик регистр 17 и общую шину, Дл цели в устройство введены ин и пороговые элементы 8 и 9,СО ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОУУ СВИДЕ(71) Институт спектроскопии АН СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 811156, кл. 0 01 В 23/00, 07.03.81. Авторское свидетельство СССРМ 1325375, кл. 6 01 й 23/00, 23,07,87,(54) УСТРОЙСТВО ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ПЕРИОДСИГНАЛАиспользовано онтроля и упявляется расо зможн остей ваго контроля сигнала с возжном обнару- . Устройство ти изменения ормирователи енты ИЛИ 10- 16 импульсов я достижения теграторы 5-7 3 ил.Изобретение относится к электро- и радиоизмерительной технике и может быть использовано в различных системах автоматического контроля и управления.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения допускового контроля скорости изменения периода сигнала с возможными помехами. при надежном обнаружении пропадания сигнала.На фиг.1 представлена функциональная схема устройства допускового контроля скорости изменения периода сигнала, на фиг.2 - эпюры напряжения.Устройство содержит первый, второй, третий и четвертый формирователи 1,2,3 и 4 коротких импульсов, первый, второй и третий интеграторы 5,6 и 7, первый и второй пороговые элементы 8 и 9, первый, второй и третий элементы ИЛИ 10,11 и 12, первый, второй и третий элементы И 13,14 и 15, счетчик 16 импульсов, регистр 17, входы 18 - 22 устройства, выходы 23-25 устройства, общую шину 26, выходы элементов И 13-15 являются выходами 23 - 25 устройства, к входам элемента И 13 подключены прямые выходы регистра 17, к входам элемента И 15 - инверсные выходы регистра 17, а к входам элемента И 14 - прямой выход нулевого и инверсный выход первого разрядов регистра 17, информационный вход которого подключен к выходу счетчика 16, нулевой и первый разряды информационного входа которого подключены к общей шине 26, а счетный вход и вход записи соответственно к выходу второго и выходу третьего элементов ИЛИ 11 и 12, к входу записи регистра 17 подключен выход первого элемента ИЛИ 10, к входам которого подключены выход первого и выход третьего формирователей 1 и 3 коротких импульсов, к входам второго элемента ИЛИ 11 подключены выход второ,го и выход третьего формирователей 2 и 3 коротких импульсов, а к входам третьего элемента ИЛИ 12 - выход первого формирователя 1 коротких импульсов, вход которого является первым входом 18 устройства, входом контролируемого сигнала, выход первого формирователя 1 коротких импульсов подключен также к входу четвертого формирователя 4 коротких импульсов и к третьим управляющим входам первого и третьего интеграторов 6 и 7, первые входы которых являются соответственно четвертым и пятым входами 21 и 22 устройства, вторым и третьим входами 19 и 20 которого являются соответственно второй и первый входы первого интегратора 5, третий вход которого подключен к инверсному выходу четвертого формирователя 4, а выход - к вторым вхо 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 дам второго и третьего интеграторов 6 и 7,выходы которых подключены соответственно к входу первого и входу второго пороговых элементов 8 и 9, инверсные выходыкоторых подключены соответственно к входу второго и входу третьего формирователей 2 и 3 коротких импульсов.На фиг,2 обозначены напряжения навыходе первого и четвертого 1 и 4 формирователей коротких импульсов (а) и (б), второгои третьего формирователей 2 и 3 короткихимпульсов (в) и (г), первого интегратора 5(д),второго и третьего интеграторов 6,7 (е) и (ж),на первом, втором, третьем выходах устройства 23,24 и 25 (3), (и) и (к),На фиг.З представлена диаграмма напряжений на выходе первого и четвертогоформирователей 1 и 4 коротких импульсов(а) и (б) и на выходе первого и второго интеграторов 5 и 6 в масштабе, позволяющемнаблюдать переходный процесс при установке в интеграторы начального напряжения.Устройство работает следующим образом.По сигналу на первом входе 18 устройства первый формирователь 1 формируетпоследовательность коротких импульсов 10с тем же периодом, что и сигнал (фиг.2 а).Первый интегратор 5 постоянно интегрирует положительное напряжение, установленное на третьем входе 20 устройства ипериодически передним фронтом импульсас выхода четвертого формирователя 4 устанавливается на напряжение, заданное навтором входе 19 устройства (д). Длительность импульса, формируемого четвертымформирователем 4 (фиг.2 б, фиг.Зб), устанавливают как можно меньшей, но не менеедлительности переходных процессов призаписи в интеграторы 6 и 7.К приходу переднего фронта импульсав, где 1 - любое целое, на выходе первого1интегратора 5 будет находиться напряжение= К 1 О 1 ( Т - 4 ) + Оо,О 0,К 10, О 10,О 0,где К 1 - коэффициент пропорциональности,характеризующий строение первого интегратора 5;Оо и О 1 - положительные напряженияна втором и третьем входах 19 и 20 устройства;тФ - длительность импульса, формируемого четвертым формирователем 4;Т - интервал между импульсами Ь" и1 оЧтобы напряжение О на выходе первого интегратора 5 (фиг.Зв) к моменту приходапереднего фронта импульса то (фиг,3 э) соответствовало Т - интервалу между импульсами то и то, на второй вход 19 устройства-1подают напряжение Оо = К 1 01 г 4, компенсирующее запаздывание на т 4 установки 5 первого интегратора 5 по. отношению к времени прихода переднего фронта им пульса ЬЕсли указанное напряжение Оо установлено, то по переднему фронту импульса 10 то во второй и третий интеграторы 6 и 7 установится напряжение О=К 101 Т с выхо да первого интегратора 5.Далее вплоть до импульса то, второй и третий интеграторы 6 и 7 будут интегриро вать отрицательные напряжения, присутствующие соответственно на четвертом и пятом входах 21 и 22 устройства (е), (ж).Напряжения на выходе второго и третьего интеграторов 6 и 7 достигают нулевого 20 значения (при отсутствии импульса соф ) соответственно через интервалы времени Т +1 Т +1Т+1 К 1 01К 2021 25К 2 01К 3103Кз 0; К 20; 020; ОзО,где К 2 и Кз- коэффициенты пропорциональности, характеризующие строение второгои третьего интеграторов 6 и 7 соответственно; 02 и Оз - напряжение на четвертом ипятом входах 21 и 22 устройства соответственно,35Проверка условия Т 1 ( ТТг+1 . +1+1осуществляется путем формиования по истечении интервалов Т 1 и Т 2 после пере+1 +1днего фронта импульса то, при помощипервого и второго пороговых элементов 8 и 409 и второго и третьего формирователей 2 и3 коротких импульсов ц и тг (фиг. 2 в и г)и определения положения ожидаемого импульса 1 о относительно этих двух импуль+1сов. Осуществляется эта проверка и выдачасоответствующих сигналов аппаратуройконтроля очередности прихода импульсов,тод 1 и 12, включающей в себя элементы ИЛИ10 - 12, элементы И 13-15, счетчик 16 и регистр 17 с соответствующими связями,Своим передним фронтом каждый изимпульсов т 1 и 12, формируемых соответст-венно вторым и третьим формирователями2 и 3, прибавляет единицу к содержимомусчетчика 16, а задним фронтом импульсов то 55и сг информация из счетчика 16 переписывается в регистр 17, причем задним фронтом импульса то счетчик обнуляется, т.е.переходит в исходное состояние, начиная тем самым новый цикл контроля времени прихода очередного импульса то.Возможны следующие варианты прихода очередного импульса то)+1.Импульс то приходит раньше 11, В+1 +1 этом случае по переднему фронту импульса то во второй и третий интеграторы 6 и 7+1заносится напряжение О с выхода перво+1го интегратора 5, отменяя тем самымформирование импульсов т 1 и 1,2 и запуская+1+1процесс, в результате которого должны бу+дг +г дут формироваться импульсы т 1 и тг для контроля следующего импульса то, Кроме+1 того, задним фронтом импульса то, прошедшего через первый элемент ИЛИ 10, в регистр 17 заносится код "00" с выхода счетчика 16, который обнуляется задним фронтом импульса то, прошедшего через+1третий элемент ИЛИ 12, используемый в качестве задержки. В результате чего аппаратура контроля переходит в исходное состояние и готова контролировать приход импульса то, а на третьем выходе 25 уст+2ройства присутствует логическая единица при нулях на двух других выходах 23 и 24, свидетельствующая о раннем приходе импульса то, - сигнал "Период меньше нормы".Импульс то приходит позже импульса+1 +1т 1, но раньше импульса тг . В этом случае напряжение на выходе второго интегратора 6 через время Т 1 после переднего фронта импульса то, понижаясь, проходит нулевойуровень. Вследствие чего, на инверсном выходе первого порогового элемента 8 появляется положительный перепад, по которому второй формирователь 2 формирует короткий импульс 11, который, пройдя через+1второй элемент ИЛИ 11; своим передним фронтом увеличивает содержимое счетчика 16 на единицу, на выходе которого появляется код "01".С приходом импульса 10, по его пере+1днему фронту во второй и третий интеграторы заносится напряжение 0 с выхода первого интегратора 5, отменяя тем самым формирование импульса тг и запуская процесс, в результате которого должны будут сформироваться импульсы т 1 и 1 для контроля следующего импульса то Кроме того, задним фронтом импульса то+1 прошедшего через первый элемент ИЛИ 10, в регистр 17 заносится код "01" с выхода счетчика 16, который обнуляется задним+1с.фронтом импульса то, прошедшего через третий элемент ИЛИ 12, используемый в качестве задержки, в результате чего аппаратура контроля переходит в исходное состояние и готова контролировать приход очередного импульса то, а на втором выхо 2де 24 устройства присутствует логическаяединица при нулях на двух других выходах23 и 25 устройства, свидетельствующая онормальном приходе импульса т 0, - сигнал "Период в норме". 5Импульс 10 приходит позже импульсан 112 или не приходит вообще. В этом случае,аналогично предыдущему сформируется ко 1+1роткий импульс 11, который, пройдя черезвторой элемент ИЛИ 11, своим передним 10фронтом увеличивает содержимое счетчика16 на единицу, на выходе которого появитсякод "01". Кроме того, напряжение на выходетретьего интегратора 7, через время Т 2и после переднего фронта импульса т 0, понижаясь, проходит нулевой уровень. Вследствие этого на инверсном выходе второгопорогового элемента 9 появляется положительный перепад, по которому третий формирователь 3 формирует короткий импульс 20т 2, который, пройдя через второй элементИЛИ 11, своим передним фронтом увеличивает содержимое счетчика 16 на единицу, навыходе которого появляется кад "11", который, пройдя через первый элемент ИЛИ 10 25своим задним франтом, переписывает кад"11" с выхода счетчика 16 в регистр 17. Врезультате на первом выходе 23 устройстваприсутствует логическая единица при нуляхна двух других выходах 24 и 25, свидетельствующая о позднем приходе или отсутствии ожидаемого импульса т 0, вообще -н 1сигнал "Период больше нормы",В случае прихода импульса то па егоН переднему фронту во второй и третий интеграторы б и 7 заносится напряжение О 1 свыхода первого интегратора 5, запускаяпроцесс, в результате которого должны будут сформироваться импульсы 112 и т 2для контроля следующего импульса то " 40Кроме того, задним фронтом импульса таН 1прошедшего через первый элемент ИЛИ 10,в регистр 17 повторно заносится код "11" свыхода счетчика 16, который обнуляется задним фронтом импульса 10прошедшего 45Н,через третий элемент ИЛИ 12, используемый в качестве задержки. Диагностика приэтом не меняется, а аппаратура контроляпереходит в исходное состояние и готоваконтролировать приход очередного импульса ь,Импульс 1 о перекрывается во времеН.1НИ ИМПУЛЬСОМ 11".Поскольку по переднему фронту импульса 10 , где- любое целое, второй 55н 1интегратор 6 устанавливается на начальноеположительное напряжение, та максимальный интервал га 1 между передним фронтомимпульса Ь и передним фронтом импульса т 1, следующего позже импульса ь 0Ни равен максимальному времени задержкиконца интегрирования и начала установки,второго интегратора 6 относительно переднего фронта импульса со плюс максин 1мал ьное время задержки первогопорогового элемента 8 плюс максимальноевремя задержки второго формирователя 2.Для надежного перехода аппаратурыконтроля в исходное состояние необходимообеспечить отсутствие гонки переднегофронта импульса т 1 и заднего фронта имН пульса ь 0, для чего необходимо, чтобы заН дний фронт импульса т 0 приходил позжеН 1и.переднего фронта импульса т 1 на времят - время срабатывания элемента ИЛИплюс время задержки переключения счетчика 16. Отсюда для длительности импульсовь 0, г, имеем требование; то ) то 1+ гПри выполнении этого условия появление импульса т 1 при контроле приходаН.1импульса т 0 надежно влечет диагностикуН 1"Период в норме", а отсутствие - диагностику "Период меньше нормы",Импульс то перекрывается во времеН.1ни с импульсом т 2 . Для длительности импульсов Ь имеем требование т 0та 2+ ггде г 02 - масимально возможный интервал между передним фронтом импульса ЪН 1и передним фронтом импульса т 2, следую+щего позже импульса 10 . С другой стороны,+1поскольку по заднему фронту импульсов т 2происходит запись в регистр 17, а обнуление счетчика 16 должно быть позже переписи его содержимого в регистр 17,необходимо, цтобы т, ъ г 02+ г 2,гд е г 2 - дЕос ИМПУЛЬСОВ 12,При выполнении этого условия заднийфронт импульса т 2, если импульс появляН 1ется, всегда предшествует заднему фронтуимпульса т что гарантирует в начале пеН 1репись в регистр 17 содержимого счетчика16, а затем уже обнулечие последнего.Формула изобретенияУстройство допускавого контроля скорости изменения периода сигнала, содержащее первый, второй, третий и четвертыйформирователи коротких импульсов, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, счетчикимпульсов, регистр и общую шину, причемпервым, вторым и третьим выходами устройства являются соответственно выходы первого,второго и третьего элементов И, к входампервого из которых подключены прямые выходы регистра, к входам третьего - инверсные выходы регистра, а к входам второго -прямой выход нулевого и инверсный выходпервого разрядов регистра, информацион 1698815 10ный вход которого подключен к выходу счетчика импульсов, нулевой и первый разряды информационного входа которого подключены к общей шине, а счетный вход и вход записи - соответственно к выходу второго и 5 третьего элементов ИЛИ, к входу записи регистра подключен выход первого элемента ИЛИ, к входам которого подключены выход первого и выход третьего формирователей коротких импульсов, к вхо дам второго элемента ИЛИ подключены выход второго и выход третьего формирователей коротких импульсов, а к входам третьего элемента ИЛИ - выход первого формирователя коротких импульсов, вход 15 которого является входом контролируемого сигнала, отл и ч а ю щее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения допускового контроля скорости изменения периода сиг нала с возможными помехами при надежном обнаружении пропадания сигнала, в него введены первый, второй и третий интеграторы, первый и второй пороговые элементы, причем выход первого формирователя коротких импульсов подключен к входу четвертого формирователя коротких импульсов и к управляющим входам второго и третьего интеграторов, первые входы которых являются соответственно четвертым и пятым входами устройства, вторым и третьим входами которого являются соответственно второй и первый входы первого интегратора, управляющий вход которого подключен к инверсному выходу четвертого формирователя коротких импульсов, а выход - к вторым входам первого и третьего интеграторов, выходы которых подключены соответственно к входу первого и второго пороговых элементов, инверсные выходы которых подключены соответственно к входу второго и входу третьего формирователей коротких импульсов,1698815Составитель Е.Соловьеведактор Ю.Середа Техред М,Моргентал Корректор Э.Сли каз 4393 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Рауаская наб., 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г; Ужгород, ул,Гагарина, 101