Устройство для сравнения частот Советский патент 1984 года по МПК H03D13/00 

00

со

00

со ел

УСТРОЙСТВО для СРАВНЕНИЯ ЧАСТОТ, содержащее три триггера, счетные входы первых двух из которых подключены к входным шинам, дешифратор, три входа которого соединены с выходами соответственно первого, второго и третьего триггеров, выход третьего триггера подключен к первой выходной шине и два элемента И, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при одновременном повьшении надежности, в него введен четвертый триггер, выход которого подключен к второй выходной шине, R -вход соединен с первьми входами- элементов И и первым выходом дешифратора, второй выход которого.соединен с вторыми входами элементов И,, третий выход - с третьим входом первого элемента(И, R-входом третьего триггера и. S-входом четвертого триггера, четвертый выход - с третьим входом второго элемента И и 5 входом третьего триггера, причем выходы первого и второ(Л го элементов И соединены соответственно с R-входами второго и первого триггеров.

дУиг:7 Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в ситемах автоматического управления, например, скоростью двигателя. Известен частотно-фазовый .компаратор, содержащий два триггера, два элемента И и четьфе элемента ИЛИНЕ tl. Недостатки устройства -низкая надежность, обусловленная формирова нием ложных коротких импульсов на выходах при смене состояний, и необходимость соблюдения равенства длительностей входных импульсов, поступающих по двум шинам. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дискриминатор импульсов, содержащий три триггера, счетные входы двух из KoTopbtx подключены к входным шинам, а счетный вход третьего триггера соединен с выходом элемента И-НЕ, два элемента И-НЕ, первьй вход кажд го из которых подключен к выходу третьего триггера, два интегрирую щих RC. -элемента, резистор и .дешифратор, первый вход которого соединен с выходом первого триггера и вт рым входом первого элемента И-НЕ, в ход которого соединен через первый интегрирующий RC-элемент с вторым ВХОДОМ первого триггера и первым вькодом дешифратора, второй вход ко торого соединен с одним из выходов третьего триггера, третий вход соединен с выходом второго триггера и вторым входом второго элемента И-НЕ ВЫХОД которого соединен через второ интегрирующий RC -элемент с вторым входом второго триггера и вторым выходом дешифратора, третий и четвертый выходы которого соединены с входом элемента НЕ 2. Недостатками известного дискрими натора являются невысокая надежность j обусловленная большим количе ством элементов, и ограниченные фун циональные возможности. Цель изобретения - повьшение над ности и расширение функциональных возможностей за счет формирования дополнительного дискретного сигнала сравнения частот. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения частот, содержащее три триггера, счетные входы первых двух из которых подключены к входным шинам дешифратор, три вход которого соедине ны с выходами соответственно перво- 1 го, второго и третьего триггеров, и два элемента И, при этом выход третьего триггера подключен к первой выходной шине, введен четвертьй триггер, выход которого подключен к второй выходной шине, R -вход соединен с первыми входами элементов И и первым выходом дешифратора, второй выход которого соединен с вторыми входами элементов П, третий выход - с третьим входом первого элемента И, R-входом третьего триггера и 5 -входом четвертого триггера, четвертый выход - с третьим входом второго элемента И и 3 -входом третьего триггера, причем выходы первого и второго элементов И срединены соответственно с R -входами второго и первого триггеров. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы его работы. Устройство содержит первый, второй, третий и четвертый триггеры 14, первьй и второй элементы И 5 и 6, дешифратор 7, первую и второую входные шины 8 и 9, первую и вторую выходные шины 10 и 11. Выходы триггеров 1-3 подключены к входам дешифратора 7, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами элементов И 5 и 6. Третий выход дешифратора 7 соединен с третьим вхо; ом элемента И 5, R -входами триггера 3 и 5 -входом триггера 4. Четвертый выход дешифратора 7 соединен с третьим входом элемента И- 6 и входом триггера 3. Выходы элементов И 5 и 6 подключены соответственно к R -входам триггеров 2 и 1. Счетньй вход триггера 1 подключен к входной шине 8, а счетньй вход триггера 2 к входной шине 9. Выходы триг геров 3 и 4 подключены соответственно к выходным шинам 10 и 11. На -входы триггеров 1 и 2 подается логическая 1, а на их К-входы - логический О. Работа дешифратора в зависимости от потенциалов напряжения, поступающих на его входы, поясняется таблицей. Здесь индексами X обозначены входы дешифратора, а индексами Y - его выходы. Устройство для сравнения частот работает следующим образом.

Предположим, что в начальном соетояйии триггеры 1-4 находятся в слеующем состоянии: Q;, Q Qi О, Qx t и Q. 0. При этом на входы дешифратора 7с выходов тригге- s ров 1-3 подаются напряжения . Х О, У-2. О и 3 Согласно таблице на выходах Х|- гу. потенциалы равны 1, на выходах элементов И 5 и 6 потенциалы также равны 1. 10

С приходом первого импульса f (фиг. 2с() триггер 1, учитывая начальное состояние по его входам R 1, I 1, К. 0, опрокидывается в состояние Q 1 (фиг, 26). На :J5 входах дешифратора 7 при этом Х2 О и Xj 1. Согласно таблице на выходеY формируется потенциал, равный О (фиг. 2с«), на выходах элементов И 5 и 6 напряжение также ста-.20 новится равным О, (фиг. 2н им), триггеры 1 и 2 опрокидьшаются в состояния Q. О ( фиг.. 2&) и Q О (фиг. 2), После этого X.J О, О, Хз 0 выход Y2 дешифратора 7 закры-25 вается, потенциал на вькодах дешифратора 7 Y Y УЗ УЗ 1 на вькодах элементов-К 5 и 6 потенциалы становятся также равными .1. Потенциал на выходе триггера 4 остается преж- зо ним Q О (фиг. 2е) .

Второй импульс 0 переключает триггер -1 в состояние 0f 1. По ходам дешифратора: 7 Х 1, Х О

и Хз О- Согласно таблице по выхо- , ДУ 4/ формируется потенциал, равный и (фиг. 2.О, на выходе элемента И 6 потенциал становится также равным 0. Триггеры 1 и 3 опрокидываются в состояния Q О, (фиг. 2 ), 40 Qe 1 ( фиг. 2 ). По входам дешифратора 7 Х О, Х2 1 и.Х2. 0. Согласно таблице на выходах дёшифратора 7 У У4 1.

Состояние триггера 4. не изменя- 45 ется.

Как следует из анализа переходных . процессов, с приходом второго импульса 0 возникает состояние Х 1, Х2 О, Х О, при котором открывает-JQ ся выход YA дешифратора 7 и переключается элемент И -6 в состояние О

.г .(фиг. 2лО . После окончания переходных процессов в элементе И 6 и триг-f герах 1 и 3 на вход дешифратора 7 , подаются напряжения, соответствукицие состоянию Х-| О, Х2 1 и Xj 0. Согласно таблице после окончания переходных процессов в дешифраторе 7 на его выходах V - устанавливаются напряжения, соответствукнцие состоянию 1. При этом на вход R. триггера 1 управляющий потенциал, равный О, приходит с запаздьшгнием относительно потенциала Y4 0, подаваемого на вход триггера 3, на время f, , равное времени переходного процесса элемента И 6. В этот промежуток времени на входах дешифратора 7 потенциалысоответствуют Х 1, Х2 1 и Х 0.

Согласно таблице после окончания переходных процессов в дешифраторе на его выходах Y,-.Y4 устанавливаются напряжения, соответствующие, состоянию 1, т.е. при неодновременном срабатывании триггеров 1 и 3 на выходах дешифратора не возникает напряжений, вызывающих появление, ложных состояний на выходах устройства. Для правильного функционирования устройства необходимо, чтобы сотояние О на выходе Yj. дешифратора 7 сохранилось после окончания переходного процесса в триггер 3 на время, на меньшее времени переходного процесса в элементе И 6. Длительность этого :промежутка1 определяется временем переходного процесса в дешифраторе 7f . Из этого вытекает, что при конструировании устройства следует соблюдать следующее соотношение : f -1 .

Третий импульс f (фиг.2 ) перекидьгоает триггер 1 в состояние

1 1Импульс .j (фиг. 2 ) переключает триггер 2 в состояние &2 По входам дешифратора 7 при этом Х-, U Х2 1 и Хз 1- На выходе V

формируется потенциал, равный О (фиг. 2з) на выходах элементов И 5 и 6 - также потенциал, равный 0. Пр этом триггеры 1 и 2 переключаются в противоположное состояние, в результате чего Q О, QO 1, Q О и Qi|. О. При этом потенциал на шине 10 (фиг. 2 ), равный потенциалу Q , соответствует 1, потенциал на шине 11 (фиг. 2), равный потенциалу Q., соответствует 1.

Последующий импульс возвращает триггер 1 в состояние Q- 1 Когда между соседними импульсами 0 приходят два импульса частоTO с приходом первого импульса v триггера 2 переключается в состояние Qj 1 при этом по входам дешифратора 7 Х 1 1, на выходе Y-, формируется потенциал, равный О, который подтверждает состояние Q., О и опрокидывает триггеры 1 и 2 в состояния Q О и Q 0. С приходом подряд второго импульса :f триггер 2 опро кидьюается в состояние Q 1 при этом по входам дешифратора Х О, Xg 1, Х 1, на выходе Yj (фиг.2 дешифратора формируется потенциал, равный О, Триггеры 2-4 опрокидываются с состояния Q2 0, Q,, О и Q4 1. Таким образом, с приходом подряд второго Импульса -fj, , что соответствует для данного интервала времени положению f,.7fo изменяется потенциал на шине 10 устройства на проти воположньтй Q О ( фиг. 2г) и на шине 11 Qj О .(фиг. 250. При последующем чередовании импульсовfjj и триггеры 1 и 2 остаются в состоянии Q- 0, р2 « 0 а триггер 3 от импульсов переходит в состояние Q j 1, от импульсов ,и - в состояние Qj 0 Если между двумя импульсами повторно придут два импульса частоЙ) , то второй импульс переключит триггер 2 в состояние Qz 1 5 При последующем чередовании импульсов if, и j триггеры 1 и 3 остаются в прежнем состоянии, триггер 2 от импульса о переходит в состояние Q2 О импульса в состояние Q 1. Если затем частота импульсов f; понизится и между двумя импульсами Q придут два импульса частоты то второй импульс Q переключит триггер 3 в состояние Q 1. При последующем чередовании импульсов f , и , триггеры 1, 2 и 4 остаются в прежнем состоянии, причем по выходу Yj на вход триггера 4 регулярно поступают импульсы, подтверждающиесостояние Q 1, а триггер 3 от импульсов Q переходит в состояние Q 1, от импульсов f - в состояние Q 0. Технико-экономический эффект от применения предлагаемого устройства заключается в расширении функциональных возможностей за счет введения дополнительного триггера 4 с функциями компаратора частоты, повышением надежности и упрощении дискриминаторной части устройства путем устранения цепи второй обратной связи по R-входам вспомогательных триггеров 1 и 2 и исключении дискретных элементов.

fpui. 2