Часточно-импульсное дифференцирующее устройство

(7) ел СТОТНО ИМПУЛЬСНОЕ ДИфФЕРЕНЦИРУЮ УСТРОЙСТВО 54 1Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии может быть использовано в информациойно измерительных и управляюЪихсистемах для формирования в виде цифрового кода производной частотно-импульсного сигнала,Известно частотно-импульсное дифференцнрувщее устройство1 , содержащее блок возведения в куб., блок выделения разности периодов, элемент Ии счетчик результата.Недостатком такого устройства является низкая точность дифференцированиясигналов.Известно также диффереицируюаееустройство2 1, содержащее блок управленин генератор ойорной частоты, управляемые делители частоты, неуправляемый делитель частоты, счетчик периода, группыэлементов И, счетчик результата и блокприращения периода.Недостатком этого устройства является пониженное быстродействие.,2Наиболее блйзким к данному изобретенйо является частотно -импульсное диффе ренцирующее устройство3 ; содержащее генератор опорной частооты, подключенный выходом к входу делителя частоты и к счетному входу первого счетчика, соединенного разрядными входами с выхо дами элементов И первой группы нодклю ченных первыми входами к выходу перво го счетчика и счетному входу второго 10.; счетчика, соединенного разрядными входами с выходами элементов И второй группы, подключенных первыми входами к выходу второго счетчика, счетному входу третьего счетчика, соединенного 15разрядными входами с выходами елемен тов И третьей группы, и счетному вхо ду четвертого счетчика, соединенного разрядными входами с выходами элементов И четвертой группы, подключенных первыми входами к выходу четвертого счетчика, выход третьего счетчика сое динен с первыми входами элементов И третьей группы, вторые входы которыхсчетчики, реверсивный счетчик 6 результата, делитель 7 частоты, первую 8, вторую 9 и третью 10 группы элементов И, . четвертый 11, пятый 12 и шестой 13 счетчики, регистр памяти 14, дополнительный делитель 15 частоты, дешифратор 16, четвертую 17, пятую 18 и шестую 19 группы элементов И, дополнительную группу 20 элементов И, первый 21 и второй 22 триггеры, первый 23, второй 24 и третий 25 элеменшы И, блок управления 26, 27 35-.выходы блока управления.Выход генератора 1 соединен со счетным входом счетчика 3. Выход счетчика 3 соединен со счетным входом счетчика 4 и подключен к первым входам элементов И первой группы 8, выходы которых соединены с поразрядными входами счетчика 3, Выход счетчика 4 подключен к счетным входам счетчиков 5 и 11, входу делителя частоты 15 и первым входам элементов И второй группы 9, выходы которых соединены с поразрядными входами счетчика 4. Выход счетчика 11 соединен с первыми входами элементов И четвертой группы 17, подключенных выходами к поразрядным входам счетчика 11 и подключен к счетному входу триггера 22, Первые входы элементов И группы 17 через регистр памяти 14 соединены с выходами элементов И дополнительной группы 20, первые входы которых подключены кпоразрядным выходам счетчика 12 и входам дешифратора 16, выход которого соединен с первым входом триггера 21. Выход триггера 21 подключен к первым входам элементов И 23.1 24, 25. Второй вход элемента И 24, соединенного выходом с вычитающим входом реверсивного счетчика результата 6, подклю чен к выходу счетчика 5 и первым вхорые входы элементов И групп 8, 910соединены с поразрядными выходами счетчика 12, Выход делителя частоты 15 подключен к второму входу элемента И 23,ходами с поразрядными входами реверсив 3 691893 4подключены к вторым входам элементов: ного делителя частоты подключены к соИ первой и второй групп и к разрядным . ответствующим выходам блока управле выходам пятого счетчика, соединенного ния,счетным входом с выходом делителя час- На чертеже показана блок-схема пред.тоты, причем разрядные выходы шестого 5 лагаемого устройства, которое содержитсчетчика подключены к первым входам генератор опорной частоты 1, входнуюэлементов И пятой группы, соединенных шину 2, первый 3, второй 4 и третий 5выходами с разрядными входами ревер- " " сивного счетчика результата, разрядныевыходы которого подключены к первым 10входам элементов И шестой группы, а-установочные входы первого, второго,третьего, четвертого и пятого счетчиков,вторые входы элементов И пятой и шестой групп и входы обнуления делителя 15частоты, реверсивного счетчика результата и шестого счетчика соединены ссоответствующими выходами блока управления, подключенного входом к входной шине устройства.20Недостатком этого устройства является сложность конструктивной реализации,понижающая надежность работы и не обеспечивающая выравнивание коэффициентовпропорциональности составляющих кодав счетчике результата,Целью изобретения является упрощение устройства.Этодостигается тем, что в предлагаемое устройство введены дешифратор, ре30гистр памяти, дополнйтельная группа элементов И, дополнительный делитель частоты, два триггера и три элемента И,подключенные первыми входами к выходу первого триггера соединенного пер. вым входом с выходом дешифратрра, подюиоченного входами к разрядным выходам пятого счетчика и к-первым входам. элементов И дополнительной груйпы, вы 40ходы которых через регистр памяти подОключены к вторым входам элементов Ичетвертой группы, соединенных первымивходами со счетным входом второго триггера, подключенного выходом к второму15входу первого элемента И, выход которого соединен с суммирующим входомреверсивного счетчика результата, подключенного вычитающим входом к выходу второго элемента И, соединенного вто- дам элементов И третьей группы 10. Вто 50рым входом с выходом третьего счетчика, счетный вход которого подключенчерез дополнительный делитель частотык второму входу третьего элемента И,соединенного выходом со счетным входом соединенному выходом со.счетным входом55шестого счетчика, причем вторые входы счетчика 13, поразрядные выходы котороэлементов И дополнительной группы, вто- го подключены к первым входам элеменрой вход первого триггера и входы об- тов И пятой группы 18, соединенных вынуления регистра памяти и дополнитель91 6импульсами, равных текущим периодам Твходной частоты 1. В конце каждо"ьяго периода входной частоты в счетчике 12 образуется код, пропорциональный заканчивающемуся периодуф,= -т.Т 1Этот код перед установкой счетчика 12 в начальное положение переписывает ся через группу элементов И 20 в предварительно очищенный регистр памяти 14, где хранится до окончания следую щего периода, Первый импуль частотывызывает переполнение счетчиково3, 4, 5, выходные импульсы которых через соответствующие группы элемен тов 8, 9, 10 переписывают текущий код счетчика 12 в эти счетчики 3, 4, 5. При последующих переполнениях счет чиков 3, 4, 5 этот процесс повторяет, ся. На выходе счетчика 3 формируется частота 1К1,= - ,)обратно пропорцйональная времени 1 прошедшему с начала текущего периода. На выходе счетчика 4 формируется час" тота 1КВобратно пропорциональная квадрату времени 1 , На выходе счетчика 5 форми1руется частота Е 3. (: - в3 а З уообратно пропорциональная кубу времениИмпульсы частоты 1 с выхода счет чика 4 через делитель частоты 15 с коэффициентом деления К21 а1 1( Яппропорциональным минимальному периоду Т . входной частоты, поступают чеш 1 През элемент И 23 на вход счетчика 13, где эти импульсы суммируются за время, на которое открывается элемент И 23.Импульсы с выхода счетчика 4 поступают также на вход счетчика 11, ко торый совместно с регистром памяти 14 и группой элементов И 17 образует управляемый делитель частоты с коэффи циентом деления, равным коду в регистре 14 и пропорциональным закончившемуся периоду входной частоты, Частота на выходе счетчика 11 равна 30 5 6918,ного счетчика 6, подключенного суммирующимвходом к выходу элемента И 25,второй вход которого соединен с выходомтриггера 22, и соединенного поразрядными выходами с первыми входами элементов И шестой группы 19. Выходы элементов И группы 19 подключены к выходнойшине устройства. Выходы блока управления 26 соединенного входом с входнойшиной 2 устройства, подключены следующим образом: выход 27 - к второмувходу триггера 21, выход 28 - к вторым входам элементов И группы 19,выход 29 - к входу обнуления реверсивного счетчика 6, выход 30 - к вторым 15входам элементов И группы 18, выход31 - к входу обнуления счетчика 13,выход 32 - к входу обнуления регистрапамяти 14, выход 33 - к вторым вхо-дам элементов И группы 20, выход 2034 - к установочному входу счетчика11, выход 35 - к установочным входамсчетчиков 3, 4, 5, 12 и входам обнуления делителей частоты 7 и 15,Устройство работает следующим образом.После поступления каждого импульсавходной частоты в блоке управлейия 26формируются сигналы, которые последовательно по выходу 27 устанавливаюттриггер 21 в положение, закрыйающееэлементы И 23, 24, 25, по выходу 28открывают группу элементов И 19 и кодрезультата со счетчика 6 передается навход устройства. Затем счетчик 6 сигна 35лом по выходу 29 обнуляется и в негочерез группу элементов И 18, открытуюсигналом с выхода 30, заносится кодиз счетчика 13, после чего счетчик 1340обнуляется сигналом по выходу 31 блока управления, Затем сигналом йо выходу 32 обнуляется регистр памяти 14 ив него через группу элементов И 20, открытую сигналом с выхода 33, заносится45код из счетчика 12. После этого в счетчике 11 сигналом по выходу 34 блокауправления устанавливается обратный кодединицы ( 2 - 1, где П - число разряПдов счетчика). Сигналом по выходу 3550обнуляются делители 7, 15, в счетчике12 устанавливается код единицы, а всчетчиках 3 4, 5 - обратный код единицы, После этого импульсы высокойчастоты 1 с выхода генератора 1, проо 55шедшие через делитель частоты 7 с ко-эффициентом деления К, поступарт навход счетчика 12, где они суммируютсяв промежутках времени между входными25Ист 6 чники информациипрййятйе во енимайие при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 399860, кл. 6 06 7/38, 1971.2. Эаявка М 2395060/24,5 О кл. 8 0633/Об, 1976, по которойпринято решейие о Выдаче авторскогосвйдетельства,3. Заявкй М 2119484/24,кл, 8 0667/18, 1978, по которой"принято решение о выдаче авторского; свидетельства,969 счетчика, соединенного разрядными входами элементов И четвертой группы, под" ключенных первыми входами к выходу четвертого счетчика, выход третьего счетчика соединен с первыми входами элементов И третьей группы, вторые входы которых подключены к вторым входам элементов И первой и второй групп и к разрядным выходам пятого счетчика, соединенного счетным входом с выходом делителя частоты, причем разрядные выходы шестого счетчика подключены к первым входам элементов И пятой группы, соединенных выходами с разрядными входами реверсивного счетчика результата, разрядные выходы которого поделю чены к первым входам элементов И шес той группы, а установочные входыпер" вого, второго, третьего, четвертого и пятого счетчиков, вторые входы элемен тов И пятойи шестой групп и вхойы обну-. ления делителя "частоты, рейереиМогб счетчика результата и ййстом счетчика соединены с соФтветстйукнйиМВ Выхбдамиблока управленйя;: включенного "входом к входной шине устройства, о т л ич а ю щ е е с я, .тем, 3 то, с далью упрощения устройства, в него введФнй дешифратор, регистр памяти, дополйитейьная группа элементов И, дополнительный: делитель частоты, два триггера и три эпемента И, подключенные первыми входами к выходу первого триггера, соеди ненного первым входом с выходом дешифратора подключенного входами к разряд. ным вЬходам пятого счетчика и к пер 189110вым входам элементов И дополнительной группы, выходы которых черезрегистр памяти подключены к вторымвходам элементов И четвертой группы, 5 соединенных первыми входами со счетнымвходом второго триггера, подключенноговыходом к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с суььмирующим входом реверсивного счетчикаО результата, подключенного вычитающимвходом к выходу второго элемента И,соединенного вторым входоМ с выходомтретьего счетчика, счетный вход которого подключен через дополнйтельный 15 делитель частоты к второму входу третьего элемента И, соединенном выходоМсо счетньй эходоМ шестогб счетчика,причем входы элемейтов И дополнительной группы, второй вход первого тригге 0 ,ра "ивходМ обнуления регистра памяти идопаайтельйого делителя частотй йщключены к свюветотвуйщим выходамблока управление691891 адерновск Заказ 6219/41 Тираж 780 ЦНИИПИ Государственного к по делам изобретений и от 113035, Москва, Ы( 35, Раушская