Устройство для допускового контроля частоты следования импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K5/19 

Изобретение относится к импульсной технике и быть использовано для контроля частоты, например, в системах автоматического регулирования частоты генераторов напря-, жения.

Известно устройство для контроля частоты, содерхсащее формирователь, элементы И, два триггера, преобразователь длительность импульсов код, многовходовой элемент Н Llji

Однако указанное устройство имеет недостаточно высокое быстродействие, так как контроль частоты осуществляется через один период следования входных импульсов, и невысокую достоверность контроля, так как устройство выдает информацию лишь при превышении частоты по отношению к заданной норме.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для допускового контроля частоты следования импульсов, обла дающее повышенным быстродействием з счет обеспечения контроля частоты в кадый период следования контролируемы 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/ два элемента Н,многовходовой элемент И-НЕ, выход формирователя имГтульсов соединен с нулевым входом триггера, с первым входом первого элемента И и с входом установки преобразователя, вход преобраз.ователя подключен к инверсному выходу триггера и,к второму входу первого элемента Н, выходы преобразователя подключены к соответствующим входам многовходового элемента И-НЕ, В1ЯХОД которого соединен с единичным входом триггера, прямой выход триггера подключен к одному входу второго элемента И непосредственно, а к второму входу - через элемент задержки J2}.

Однако известное устройство имеет недостаточно высокую достоверность контроля частоты, так как в нем отсутствует возможность получать информацию в случае, 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 разные входы триггера, могут поступать одновременно, что может привести к неустойчивой работе триггера, и в. этом случа:е при фактическом номинальном значении контролируемой

частоты с одного или другого хода устройства может выдаваться информация об отклонении частоты от нормы, если в результате одновременного действия сигналов на обоих входах триггера последний переключится в единичное состояние, преобразователь не запустится и очередной период следования контролируемых импульсов не будет контролироваться.

Цель изобретения - повышение дог стоверности контроля частоты следования импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для допускрвого контроля частоты следгования импульсов, 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 преобразвателя 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, 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 которого соединен с вторым входом первого элемента И, с выходом многовходового элемента И и входом эле.мента задержки, выход первого элемета И соединен с вторым входом дополнительного триггера, вход сброса которого соединен с вторым входом триггера, первый вход которого подключен к второму входу блока выделения разностной частоты, причем первый разрядный выход преобразователя длительность импульса - код подключен к второму входу дополни тельного элемента И.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства) на фиг. 2 - пример выполнения преобразвателя длительность импульса - код, на фиг. 3 - один из примеров реализации блока для выделения разностной частбты..

Устройство содержит (фиг. 1) формирователь 1 импульсов, преобразователь 2 длительность импульса код, многовходовой элемент И 3, триггеры 4 и 5, блок 6 для выделени разностной частоты, элементы И 7-9, элементы 10 и 11 задержки, элемент ИЛИ 12, входную шину 13, выходные шины 14-16. Преобразователь 2 содержит (фиг. 2) генератор 17 импульсов ст бильной частоты, элемент И 18, сче чик 19 импульсов. I . . Блок 6 содержит (фиг. 3) элемен ты НЕ 20 и 21, элемент ИЛИ 22, триггер 23, элементы Н 24-29. Устройство работает следующим образом. После включения питания на Сброс подается импульс, устанавливающий триггеры 4 и 5 в нулевое состояние. При этом преобразователь длительность импульса - код не работает, элемент И 7 закрыт низкими потенциалами выходов формирователя 1 и многовхоДового элемента И 3, элемент И 8 закрыт по первому входу НИЗКИМ выходным потенциалом элемента 10 задержки. Элемент И 9 закрыт (НИЗКИМ потенциалом выхода элемента 11 задержки. Блок 6 выделения разностной частоты работает .таким образом, что на обоих его выходах сигналы отсутствуют, если на первый и на второй входы сигналы поступают пооч редно или одновременно. Если после поступления сигнала, например, на первый 9ХОД на второй вход поступает два и более сигналов подряд, то первый из них подготавливает схему для прохождения сигналов по вторсяну каналу, а второй - для прохождения последующих сигналов на второй выход устройства. С поступлением первого импульса с шины 13 на вход формирователя 1 по переднему фронту этого импульса формирователь вырабатывает короткий импульс, который устанавливает триг гер 4 в единичное состояние, устанавливает преобразователь 2 длитель ность импульса - код,в исходное сос тояние и поступает на первый вход блока 6 вьщеления разностной частоты подготавливая его для прохождения сигналов по первому каналу. Разрешающий (высокий) потенциал прямого выхода триггера 4 запускает преобразователь 2 длительность импульса - код. Если частота контролируемых импульсов меньше заданной нормц V Т TyjQn,), то при достижении заданного кода в преобразователе 2 с выхода многовходового элемента И 3 вьщается короткий импульс, поступаю щий на элемент 11 задержки и череэ элемент ИЛИ 12 на второй вход блока б выделения разностной-частоты, подготавливая его для прохождения импульсов по второму каналу. Задержанный элементом задержки импульс поступает через открытый по второму входу элемент И 8, элемент ИЛИ 12 на второй вход блока бис его соответствующего выхода на выход 15 устройства. С приходом второго контролируемого импульса короткий импульс с выхода формирователя 1 снова осуществляет сброс преобразователя 2 в исходное состояние и, поступая на первый вход блока 6 выделения разностной частоты, подготавливает его. для прохождения сигналов по первому каналу. При достижении заданного кода с выхода многовходового элемента И 3 снова выдается импульс, вызывающий на выходе элемента ИЛИ 12 появление парных импульсов, один из которых подготавливает блок б выделения разностной частоты для прохождения импульсов по второму . каналу, а второй проходит на выход блока и на выход 15 устройстйа ..д. Преобразователь 2 длительность импульса - код работает следующим образом. Поступающий на установочный вход счетчика импульс устанавливает счетчик 19 в исходное нулевое состояние, при котором на выходах его разрядов устанавливаются 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 единичного сигнала элемент И 18 открывается по первому входу, и импульсы с генератора 17 начинают поступать на вход счетчика 19, показание которого возрастает. Очередной импульс, поступающий через установочный вход на счетчик 19, возвращает счетчик 19 в исходное состояние, при котором на выходах его разрядов устанавливаются нулевые сигналы. По окончании этого импульса счетчик 19 вновь начинает подсчитывать импульсы, поступающие на его вход с генератора 17. Блок 6 выделения разностной частоты работает следукяцим образом. На входы блока 6 поступают импульсы вычитаемых частот, разностные частоты снимаются с выходов.блсжа 6. Предположим, в исходном состоянии устройства триггер 23 находится в нулевом состоянии, при котором на его прямом и инверсном выходах соответственно нулевой и единичный сигналы, Если на входы блока 6 поступают импульсыодинаковых частот, т.е. импульсы поступают поочередно, то импульсы на выходы блока не проходят.

Предположим, к моменту поступления импульса на вход Q 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 Н 28.

Входной импульс с входа сГ блока б через элементы И 26 поступает на первый вход элемента И 29, однако элемент Н 29 закрыт по второму входу нулевым сигналом и на выход импульс не поступает. Одновременно импульс с выхода элемента Н 26 через подготовленный по первому входу элемент И 28 и элемент ИЛИ 22 поступает на счетный вход триггера 23, который переключается по заднему фронту tпо окончании) счетного импульса.

Триггер 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 инверс ного 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 (Г на выход блока и запрещается прохождение импульса первой импульсной последовательности с входа S блока 6 на выход.

Нмпульс первой последовательности подаваемый на вход О , проходит через элементы Н 25 и 27 и элемент ИЛИ 22 на счетный вход триггера 23, импульс через элемент И 24 на выход блока не проходит. Триггер 23 пере ключается в нулевое состояние. Следующие импульсы, поступакидие поочередно на входы Q и (5 , на выходы блока 6 не проходят, а только лишь переключают триггер 23 в состояние, соответствующее запрету прохождения импульсов по смежному входному каналу на выход блока 6. Если частоты входных импульсных последовательностей различаются между собой, например частота входных импульсов, подаваемых на вход а , то возникает ситуация, когда после поступления импульса первой последовательности на вход а следуюгаим приходит импульс также на вход а а не на вход 6 .В случае второй входной импульс по первому каналу проходит через элемент Н 25 на .первый вход элемента И 24, подготовленный по второму входу единичным сигналом с инверсного выхода триггера 23.

На выходе элемента F 24 формируется импульс, который поступает на выход блока-б и свидетельствует о превьшении частоты импульсов первой импульсной последовательно ти под частотой импульсов второй импульсной последовательности.

Аналогично, если частота импульсов второй последовательности, подаваемой на вход Г , больше частоты импульсов первой последовательности, подаваемой на вход q , то возникает ситуация, когда после импульса на входе О поступают подряд два импульса на вход б . В этом случае второй импульс, поступающий на вход d , проходит на выход блока 6 и свидетельствует о превышении частоты, импульсов второй импульной последовательности.

Если частота контролируемых импульсов больше заданной нормы (Т Т(у0д,) и следующий импульс посту пает на вход формирователя 1 до момента срабатывания преобразователя 2, то этот импульс и все последующие, поступая на первый вход блока выделения разностной частоты, пройдут на выход блока и выход 14 устройства.

Если контролируемая частота равна норме Т Т Qn ) , то импульс с выхода формирователя 1 и импульс с выхода многовходового элемента ИЗ, проходящий через элемент ИЛИ 1 будут поступать на входы блока б выделения разностной частоты одновременно. При этом сигналы на выходах блока б будут отсутствовать. При совпадений двух импульсов открывается элемент И 7, выходной сигнал которого переключает триггер 5 в единичное состояние. Низким потенциешом инверсного выхода триггера 5 закрывается по. второму входу элемент И 8, в результате чего выходной импульс многовходового элемента И3, задержанный элементом 10 задержки, на второй вход элемента Или 12 и на второй вход блока б не поступит.

При переключении триггера 5 в единичное состояние положительный потенциал появится на вы одной шине 16, а через время, определяемое элементом 11 задержки - на втором входе элемента И 9, после чего импульс с выхода первого разряда преобразователя 2 длительность импульс - код отк1Ж1вает элемент И 9 и всэзвращает триггер 5 в нулевое состояние. Для надежной работы устройства время задержки элемента 11 задержки должно быть больше времени задержки 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 элемента

ИЛИ 12 парных нмпупъсов, 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 устро 1ства, выдается только при отклонениях кон|тролируемой частоты соответственно B&mie или ниже номинального значения, при этом исюввчавтс я возмож-. ность вьвдачи ложной кнформацян с этих выходов при нои«иальном значении контролируелюй частоты за,счет получения даяюлнительной иыфоЕ 4ация (с третьего выхода устройств а) |i когда контролируемая частота стано- вится равной норме, и за счет получения дополнительной информации (с второго выхода устройства/ в вм0де последЪвательности парных ишцгльсов пря пропадании частоты йа входе устройства

УСТРОЙСТВО. ДЛЯ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ, содержащее форми рователь 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 много входового элемента И, второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом элемента задержки, отлич ающе еся тем, что. с целью повышения достоверности контрюля частоты следований импульсов, S него дополнительно введены последовательно соединенные элемент ИЛИ и блок выделения разностной частоты и последовательно соединенные элемент задержки, элемент И и триргер, 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 ко-горого соединен с вто|шм входом первого элемента И, с выходом многовходового элемента И и входом элемента задержки, выход первого элемента И coejuiHeH с вторым входом дополнительного триггера, вход сброса которого соединен с вторым ВХОДСЯ4 триггера, первый вход которого подклкучен к второму входу блока вьзделения разностной частоты, причем первый разрядный выход преобразователя длительность импульсакод подключен к вторсму входу дополнительного элемента И. СО о: СП

/