Устройство для получения разностной частоты двух импульсных последовательностей

Устройство для получения разностной частоты двух импульсных последовательностей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

k к

В.И. Антонов, Ф.P. Кушнеров и Л.И. Нудельман (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАЗНОСТНОЙ ЧАСТОТЫ

ДВУХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ 1 Изобретение. относится к авто матике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления и обработки информации.

Известно устройство для получения разностной частоты, содержащее пять триггеров и элемент НЕ, подключенный входом к шине синхронизации и импульс" ному входу первого триггера, соединенного потенциальным входом с шиной уменьшаемой частоты и подключенного выходом к первому импульсному входу второго три ггера, выход которого соединен с первым импульсным входом третьего триггера, подключенного вто- 15 рым импульсным входом к выходу четвер" того триггера, соединенного первым импульсным входом с выходом пятого триггера, потенциальный вход которого подключен к шине вычитаемой час- го тоты (1 .

Недостатками данного устройства являются пониженная точность формирования раэностной частоты, обусловлен2 ная наличием сбоев в работе при ра" венстве или малых отличиях уменьшаемой и вычитаемой частот и отсутстви" ем возможности получать раэностнуа частоту двух импуяьсных последова" тельностей при условии, когда вычита" емая частота больше уменьшаемой, так как невозможно установить знак разности вычитаемых частот.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является вычитатель частот, содержащий триггеры и элемент НЕ, подключенный входом к шине синхронизации и к импульсному входу первого триггера, соединенного потенциальным входом с шиной уменьшаемой частоты и подключенного выходом к первому импульсному входу второго триггера, выход которого соединен с первым импульсным входом тре" тьего триггера, подключенного вторым импульсным входом к выходу четвертого триггера, соединенного первым импульсным входом с выходом пятого триггера, 943723 потенциальный вход которого подключен к шине вычитаемых частот, при этом дополнительно введен элемент И и триггер, соединенный первым импульсным входом с первым входом первого 5 элемента И, подключенного выходом к выходной шине и с выходом второго элемента И, подключенного входами соответственно к первому импульсному входу и первому выходу третьего триггера, а второй импульсный вход дополнительного триггера, соединенного. выходом со вторым входом первого элемента И, подключен к выходу третьего элемента И, входы которого соединены со- 1> ответственно с вторым импульсным .вхоДом и вторым выходом третьего триггера, причем выход инвертора, подключенного входом к второму импульсному входу четвертого триггера, со- 20 единен с вторым импульсным входом второго триггера и импульсным входом пятого триггера (7).

Недостатками данного устройства является пониженная точность формиро- вания разностной частоты, обусловленная возможностью сбоев в работе, когда заднии фронт импульса вычитаемой частоты синхронно совпадает с перед- . ним фронтом импульса уменьшаемой час- Зо тоты. При этом на выходе вычитателя . не должна появляться часть сравниваемых импульсов, однако в силу неодинаковости фронтов и длительностей импульсов уменьшаемой и вычитаемой

35 частот, которые преобразуются по заднему фронту импульсов синхронизации и заднему фронту инвертированных импульсов синхронизации, соответственно, на выходе вычитателя возможно появле- щ ние ложных сигналов, что снижает точность данного устройства; отсутствует возможность получать разностную частоту двух импульсных последовательностей при условии, когда вычитаемая частота больше уменьшаемой, что ограничивает функциональные возможности устройства, если необходимо управлять как по "положительной", так и "отрицательной" разности частот, так как невозможно установить знак разности вычитаемых частот.

Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства за счет фиксации знака разности частот, Для достижения поставленной цели у устройство для получения разностной частоты двух импульсных последовательностей, содержащее триггеры и элементы И, содержит четырехфазный генератор синхроимпульсов, элементы НЕ, триггер знака и элемент ИЛИ, причем вход первого элемента НЕ соединен с первым входом первого элемента И и первым входом частоты устройства, а выход первого элемента НЕ подключен кб-входу первого триггера, прямой выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, а инверсный выход - с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов и третьему входу первого элемента И, выход первого элемента И соединен с 5 --входом второго триггера, R - вход которого подключен к выходу второго элемента И, прямой выход второго триггера соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен ко второму выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов, а выход подключен к A-входу первого триггера и к S-входу третьего триг" гера, прямой выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен

I к третьему выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов, а выход соединен c R" входом четвертого триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу пятого элемента И, второй вход которого подключен к S-входу третьего триггера, а выход соединен с S-входом триггера знака, прямой выход которого является первым выходом знака разности устройства, и с первым входом элемента ИЛИ, вход второго элемента HE соединен с первым входом шестого элемента И и вторым входом частоты устройства, а выход второго элемента НЕ подключен к S-входу пятого триггера, прямой выход которого соединен со вторым вхбдом шестого элемента И, а инверсный выход - с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого подключен ко второму выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов и к третьему входу шестого элемента И, выход которого подключен к S-входу шестого триггера, R"âõoä которого подключен к выходу седьмого элемента И, а прямой выход— к первому входу восьмого элемента И, второй вход которого подключен к пер9437 вому выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов, а выход - к R-входу пятого триггера, S-входу четвертого триггера и S-входу седьмого триггера, R-вход которого подключен к третьему выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов, а прямой выход " к первому входу девятого элемента И, второй вход которого соединен с четвертым выходом четырехфазного генератора !О синхронных импульсов и R-входом третьего триггера, а выход подключен к R -входу восьмого триггера, -вход которого соединен с .з -входом третьего триггера, а инверсный выход под- !5 ключен к первому входу десятого элемента И, второй вход которого подключен к б вЂ, входу седьмого триггера и к

5-входу четвертого триггера, а выход соединен cR -входом триггера знака, 2в инверсный выход которого является вторым выходом знака устройства, и со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу разности частот устройства. 25

Цель достигается за счет исключения возможности сбоев в работе или дробления импульса при. получении разности частот, когда задний фронт вычитаемой частоты синхронно совпадает Зв с передним фронтом уменьшаемой часто-.

1ты и за счет фиксации в устройстве знака разностной частоты.

На чертеже изображена структурная схема устройства для получения

35 разностнои частоты двух импульсных последовательностей.

Устройствс содержит триггеры 1-8, триггер знака 9, элементы И 10-19, элементы НЕ 20,21, элемент ИЛИ 22, четырехфазный генератор синхроимпульсов 23.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии входных сигналов

45 триггеры 1, 5 находятся в единичном состоянии, триггеры 2, 3, 4, 6 7 8в нулевом состоянии, а триггер знака 9 — в режиме хранения. Четырехфазный генератор синхроимпульсов 23 вырабатывает синхроимпульсы частоты

С1 =, С2 СЬ с смещенные по фазе относительно друг друга на с и

С где сС вЂ” длительность каждого синхроимпульса. Синхроимпульсы частоты fc

2 55 поступают на второй вход элемента И 12, на третий вход элемента И 15 и на второй вход элемечта И 16. Синхроимпульсы частоты поступают на

23 6 второй вход элемента И 13 и R-вход триггера 7. Синхроимпульсы частоты

fc< поступают на третий вход элемен" та И 10, второй вход элемента И ll и второй вход элемента И 17, Синхроимпульсы частоты fc< поступают на Йвход третьего триггера и второй вход элемента И 18. Импульсы частоты f и

fg разрешают прохождение синхроимпульсов частоты Гс и Гс2через элементы И 10 и И 15 соответственно. Первые пришедшие си нхрои мпульсы частоты fey и Гсгпроходят через элементы И 10 и

И 15 соответственно, устанавливая триггер 2 и триггер 6 в единичное состояние. Следующие синхроимпульсы частот fc2и fc< проходят через элементы И 12 и И 17, соответственно, и сбрасывают триггер и триггер 5 в нулевое состояние; после этого триггеры находятся в режиме хранения до и ри хода следующе го и мпул ьса частот

Е и 12 соответственно. Следующие синхроимпульсы частот fc< и fc2 и охо дят через элементы И l l и И 16 соответственно, устанавливая в нулевое состояние триггер 2 и триггер 6, которые своим прямым выходом запрещают, прохождение синхроимпульсов частот F2 и fc< через элементы И 12 и И 17. Таким образом, на выходе элементов И 12 и И 17 формируется последовательность синхронизированных импульсов с частотами f и f2 и скважностью о,=

= Т /Тс, где Т = 1Л„, Тс = 1Лс2 и q, = т /Тс, где Т = 1/т.2, тс = г

C1

Синхронизированные импульсы с частотами f и f2 устанавливаж соответ1 ственно триггер 3 и триггер 7 в еди- ничное состояние, Триггер 3 и триггер 7 своими прямыми выходами разрешают прохождение синхроимпульсов частот <с3 и Г, через элементы И 13 и И 18 соответственно. Синхроимпульсы частот fc9 и fc+ проходят через элементы И 13 и И 18, устанавливая в нулевое состояние триггер 4 и триггер 8, которые своими инверсными выходами,. разрешают прохождение синхронизированных сигналов частот f< и 1 через элементы И 14 и И 19. Если до прихода следующего синхронизированного импульса частоты fl на триггер 4 поступает си нхрони зи рова нный и мпуль с частоты f<, триггер 4 установится в единичное состояние и своим инверсным выходом Запретит прохождение им пульсов через элемент И 14. В против23

? 9437 йом случае синхронизированный импульс частоты f< проходит через элемент И 14 и элемент ИЛИ 22 на выходную,шину уст. ройства, устанавливая триггер знака 9 в единичное состояние. Т.е. если S

1 - > 1, на выход устройства проходит последовательность импульсов, среднее значение частоты которой равно т -f .

Аналогично, если f2 f, синхронизи" рованный импульс частоты f через 1в элемент И 19 и элемент ИЛИ 22 проходит на выходную шину устройства, устанавливая триггер знака 9 в нулевое состояние. В этом случае на выходе устройства получаем последователь« 1S ность импульсов, среднее значение частоты которой равно f -f . Таким обра" зом, на выходе разностной частоты устройства имеет среднее значение разностной частоты равное f "f /. 2ф

За базовый образец принято известное устройство. Относительная погрею" ность вычитания двух импульсных последовательностей определяется по формуле 25

/Ьтист АЬ ч/100

< ист где g f " истинная разность частот;

h f<в- измеренная разнусть частот .

В предложенном устройстве 8 ОФ, зв и f - f > 0, f< - f2 4 О, когда

° °

Т „ - Т / >, где f — частота синхронизации, а известная .Q

1063 n f — 62 (0.

Таким образом, предложенное устройство позволяет исключить сбои в работе и расширить функциональные возможности устройства. формула изобретения

Устройство для получения разностной частоты двух импульсных последовательностей, содержащее триггеры и эле; менты И, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и рас ирения функциональных возможностей стройства за счет фиксации знака . разности частот, оно содержит четырехфазный генератор синхроимпульсов, элементы НЕ, триггер знака и элемент ИЛИ, причем вход первого элемента HE соединен с первым входом первого элемента И и первым входом частоты устройства, выход первого элемента HE подключен

SS к S"âõîäó первого триггера, прямой выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, а инверсный выход - с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов и третьему входу первого элемента И, выход которого соединен с S-входом второго триггера, R"вход которого подключен к выходу второго элемента И, а прямой выход соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен ко второму выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов, а выход подключен к R-входу. первого триггера и к S"âõîäó третьего триггера, прямой выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов, а выход co"" единен с й-входом четвертого триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу пятого элемента И, второй вход которого подключен к S-входу третьего триггера, а выход соединен с S-входом триггера знака, прямой выход которого является первым выходом знака разности устройства, и с первым входом элемента ИЛИ, вход второго элемента HE соединен с первым входом шестого элемента И и со вторым входом частоты устройства, а выход второго элемента НЕ подключен к 5-входу пятого триггера, прямой выход которого соединен со вторым входом шестого элемента И, а инверсный выход - с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого подключен ко второму выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов и к третьему входу шестого элемента И, выход которого подключен кб -входу шестого триггера, Р -вход

„ которого подключен к выходу седьмого элемента И, а прямой выход - к первому входу восьмого элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу четырехфазного генератора сийхроимпульсов, а выход - к Я -входу пятого триггера, S --sxopy w iepvoro rp rreра и б "входу седьмого триггера,R "вход которого подключен к третьему выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов, а прямой выход - к первому входу деьятого элемента И, второй вход которого соединен с четвертым выходом четырехфазного генератора синхроимпульсов и с Й -входом третьего триггера, а выход подключен к R -входу вОсьмого три г гера, $ - вход которого соединен с5 "входом третьего триг9 943723 гера, а инверсный выход подключен к первому входу десятого элемента И, второй вход которого подключен кS -входу седьмого триггера и к б -входу четвертого триггера,. а выход соединен з сЯ,-входом триггера знака, инверсный выход которого является вторым выходом знака устройства, и со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого под10 ключен к выходу разности частот устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

8Г 466509, кл. 6 06 F 7/385, 1972

2. Авторское свидетельство СССР

У 658560, кл. G 06 F 7/50, 1977 (прототип). филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ВНИИПИ Заказ 5111/56 Тираж 731 Подписное