Устройство для дифференцирования частотноимпульсных сигналов

Устройство для дифференцирования частотноимпульсных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСЛ-НЙЕ

1t I I 495675

0о1оз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

®9@ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.10.74 (21) 2067979/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.75. Бюллетень хов 46

Дата опубликования описания 08,07 76 (51) М. Кл. G 06g 7/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335(088.8) (72) Авторы изобретения

1О. В, Калинников

Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ

ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть применено в информационно-измерительных и управляющих системах с частотно-импульсными входными сигналами.

Известны дифференцирующие устройства, содержащие блок управления, соединенный входом с входом устройства, неуправляемый делитель частоты, выход которого подключен к входу основного счетчика, генератор опорной частоты и три управляемых делителя частоты, счетный вход первого из которых соединен с входом неуправляемого делителя частоты.

К недостаткам таких устройств относятся низкое быстродействие, обусловленное необходимостью предварительного преобразования входного сигнала в цифровую форму, и низкая точность вычисления производной при больших диапазонах изменения дифференцируемых частот.

Для повышения быстродействия и точности вычислений в предложенное устройство дополнительно введены три группы вентилей, блок вычитания импульсов и распределитель импульсов, включенный на входе блока вычитания импульсов, сигнальные входы распределителя импульсов соединены с выходамн первого и второго управляемых делителей частоты, счетные входы которых подключены к выходу генератора опорной частоты. Счетный вход третьего управляемого делителя частоты соединен с выходом блока вычитания импульсов, управляющие входы каждого управляемого делителя частоты подключены к выходам соответствующей руппы дополнительных вснтплей, сигнальные входы которых соединены с выходами основного счетчика, и входы обнуления управляемых делителей час10 тоты, управляющие входы дополнительных групп вентилей и распределителя импульсов подключены K соответств т IoLII,IIII входам блока управления.

Каждый управляемый делитель частоты со15 держит счетчик, регистр памяти и группу вентилей переноса, соединенную выходами с разрядными входами счетчика, сигнальными входами с выходами регистра памяти, а управляющими входами с выходом счетчика и выхо20 дом управляемого делителя частоты, причем входы регистра памяти подключены к управ,IHIDLllIIì входам управляемого делителя частоты, а вход обнуления регистра памяти и счетный вход счетчика соединены соответ25 ственно с входом обнуления и счетным Входом управляемого делителя частоты.

Работа устройства основана на способе дифференцирования частотно-импульсного сигнала, заключающемся в выборе величины

30 задержки в каждом такте дпфференцнрова3

495675

10 ния, равным соответствующему периоду входного сигнала, и в получении вычитаемых сигналов путем обратно-пропорционального преобразования временных интервалов, равных соответствующему и предыдущему периодам, с одновременным увеличением в le раз преобразуемых величин.

На чертеже пзобра кена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, неуправляемый делитель частоты 2, три управляемых делителя частоты 3, 4, и 5, каждь{й из которых состоит из вычитающего счетчика 6, регистра памяти 7 и группы вентилей переноса 8, основной суммирующий счетчик 9, распределитель 10 импульсов, -блок 1! вычитания импульсов, блок 12 управления и группы вентилей 13, 14 и 15.

В блоке 12 из последовательности импульсов входного сигнала f,,(t) формируются управляющие сигналы, определяющие последовательность работы узлов устройства. С выхода генератора 1 опорная частота fo подается на счетные входы управляемых делителей 3 и 4, где она делится на коэффициенты, записапные в виде параллельного кода в регистры памяти соответствующего делителя. Опорная частота, делясь в делителе 2 на коэффициент !г, поступает на счетный вход счетчика

9, где суммируется в промежутках времени., равных текущим периодам входного сигнала, и формируется путем подачи на сбросовый вход счетчика импульсов входного сигнала через блок 12.

На кодовых выходах счетчика 9 в момент опроса образуется код, пропорциональный текущему периоду входного сигнала. Этот код через вентили 15 и вентили 13 либо 14 в зависимости от сигналов управления с блока 12 записывается в предварительно очищенные от старой информации сигналами сброса регистры памяти управляемых делителей частоты.

Вентили 15 открываются по каждому импульсу окончания текущего периода и в регистр управляемого делителя 5 записывается код

i-го периода. Вентили 13 и 14 открываются поочередно, в результате чего в регистр памяти одного будет записан код i-го периода, а в другом останется код i — 1-го периода, записанный ранее. На выходе делителей 3 и 4 в зависимости от содержимого регистров памяти образовываются частоты

F» (t) ——

ЫТ; Т, fo

ФТ Т1 — 1 { — !

Эти частоты поступают на распределитель

10 импульсов, который управляется от блока

12 таким образом, что всегда на одном пз его выходов будет частота F,,(t), а на другом

55 б0

Еv(t — Т,)), независимо от того, на какие входы >Tè частоты поступили. С помощью б,тока 11 формируется разность этих частот, которая затем поступает на вход управляемого делителя 5 частоты, осуществляющего деление разностной частоты на величину, пропорциопалы{ую текущему периоду входного спгна IB.

Частота на выходе делителя 5 равна

Р. (/) — Р(t — Ti) leo df (t)

_#_T, fo т. е. выходная частота пропорциональна производной входного сигнала по времени.

Формула изобретения

1. Устройство для дифференцирования частотно-импульсных сигналов, содержащее блок управления, соединенный входом с вхо:{ом устройства, неуправляемый делитель частоты, вьпод которого подключен к входу основного счетчика, генератор опорной частоты и три управляемых делителя частоты, счетный вход первого из которых соединен с входом неуправляемого делителя частоты, о т л и ч а ю III, ее с я тем, что, с целью повышения быстро.Jействия и точности вычислений, в него дополнительно введены три группы вент. {лей, блок вычитания импульсов и распределитель импульсов, включенный па входе блока вычитания импульсов, сигнальные входы распределителя импульсов соединены с выходами первого и второго управляемых делителей частоты. счетные входы которых подключены к выходу генератора опорной частоты, счетный вход третьего управляемого делителя частоты соединен с выходом блока вычитания импульсов, управляющие входы каждого управляемого делителя частоты подключены к выхо дам соответствующей группы дополнительных вентилей, сигнальные входы которых соед,шены с выходами основного счетчика, а входы обнуления управляемьп делителей частоты, управляющие входы дополнительных гругщ вентилей и распределителя импульсов подключены к соответствующим выходам блока управления.

2. Устройство по и. 1, отл и ч а юще ее с я тем, что каждьш управляемый {елптель частоты содержит счетчик, регистр памяти и группу вентилей переноса, соединенную выходами с разрядными входами счетчика, сигпальными входами с выходами регистра памяти, а управляющими входами с выходом счетчика и выходом управляемого делителя частоты, причем входы регистра памяти подклночены к управляющим входам управляющего делителя частоты, а вход обнуления регистра памяти и счетный вход счетчика соеди. пены соответственно с входом онуления и счетным входом управляемого делителя частоты.

495675

Составитель С. Казинов

1схред М. Семенов

Рсдактоп Н. Коган

Корректор Л Котова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1849 3 Изд. М 2120 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4, 5