Устройство задержки сигналов Советский патент 1984 года по МПК H03H7/32 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технщсе и может быть использовано при создании высоконадежных систем для управления тех нологическими процессами. По основному авт.св. № 970333 известно устройство задержки сигнало содержащее программируемый блок задержки, состоящий из двоичного счетчика, выполненного на триггерах, еди ничные и нулевые выходы которых подключены к программируемому коммутатору, вьтолненному на однополюсных переключателях, выходы которого через многовходовой элемент И подключены к управляющему входу вентиля, выход которого является выходом устройства, а импульсный вход подключен к выходу блока управления, содержащему задакиций генератор, выход которого подключен к импульсному входу управляемого вентиля, к входу управления которого подключен единичный выход триггера управления, единичный вход которого подключен к входной клемме устройства, нулевой вход к установочному входу программируемого блока задержки, соединенному с нулевыми входами триггеров двоичного счетчика и с выходной клеммой уст ройства, а выход управляемого вентиля подключен через делитель частоты к выходу блока управления, соединенному со счетным входом первого триггера счетчика, формирователь контг рольного кода, контрольный блок, фор мирователь сигналов сбоя с индикатор ным устройством, первый и второй элементы ИЛИ, блок задержки, причем первьй и второй информационные входы формирователя контрольного кода подключены к единичным выходам триггеров счетчика и к выходам коммутатора, которые являются соответственно первым и вторым информационными выходами программируемого блока задерж ки, первый и второй импульсные входы формирователя контрольного кода подключены к единичным выходам триггеров счетчика и к выходам коммутатора, которые являются соответственно первым и вторым информационными выходами программируемого блока задержки, первый и второй импульсные входы формирователя контрольного кода подключены соответственно . к выходу устройства и входной клемме и к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, выход; которого через блок задержки подключен к входу опроса контрольного блока, на первый вход которого подключен выход формирователя контрольного кода, на второй вход - выход второго элемента ИЛИ, на выход которого подключены выходы Больше i Меньше и Равно контрольного блока, причем Больше и Меньше подключены к первому и второму входам формирователя сбоя, третий вход которого подключен к первому и второму входам формирователя сбоя, к третьему входу которого подключен выход второго элемента ИЛИ, а на первый и второй установочные входы подключены соответственно входная и выходная клеммы устройства tl 3. Недостатком известного устройства задержки сигналов является имеющаяся временная погрешность, вызванная несинхронизированным поступлением входного импульса с частотой задающего генератора, в результате чего первый импульс серии заданицего генератора поступает на вход делителя частоты блоки управления с некоторой задержкой, максимальная величина которой примерно рав«а периоду частоты задающего генератора. Величину задержки в известном устройстве можно определить следующим образом: Г - Г ВЫх 3 величина задержки сигнала на выходе устройства f - величина задержки сигнала, соответствующая установленной кодовой комбинации; Л - временная погрешность, обусловленная рассогласованием между пусковым импульсом и первым импульсом с задакицего генераторапри этом О i д Т где Т - период между импульсами задающего генератора. Цель изобретения - повьш1ение точности задержки сигнала. Цель изобретения достигается тем, что в устройство задержки сигналов дополнительно введет блок коррекции временной погрешности, первый вход которого соединен с входом устройства, второй вход - с выходом управляемого вентиля блока управления, третий вход - с первым выходом уст3

ройства, а выход блока коррекции временной погрешности является вторым выходом устройства.

Кроме того, блок коррекции временной погрешности содержит два элемента ИЛИ, причем первый вход первого элемента ИЛИ является первым входом блока коррекции временной погрешнбсти, вторым входом которого является первый вход второго элемента ИЛИ, а третьим входом - второй вход первого элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены соответственно к единичному и нулевому входам триггера, соединенного выходом с одним входом элемента И, к другому входу которого подключен генератор импульсов высокой частоты,- выход элемента И подключен к счетному входу счетчика, установочные входы которого соединены с первым входом первого элемента ИЛИ, выходы счетчика подключены к входам дешифратора, выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛ и является выходом блока коррекции временной погрешности.

Введение в известное устройство блока коррекции временной погрешности позволяет зафиксировать, временное рассогласование между запускающим импульсом и первым импульсом серии задающего генератора, который поступает на вход делителя частоты блока управления в каждом конкретном случаете тем, чтобы, производя корректировку выхода сигнала с устройства задержки сигналов, повысить точность его работы.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит блок 1 управления, в который входит задающий генератор 2, триггер 3 управления, управляемый вентиль 4 и делитель 5 частоты, причем единичный вход триггера 3 управления подключен к входной клемме устройства, а единичный выход - к входу управления управляемого вентиля 4, импульсный вход которого подключен к выходу задающего генератора 2, а выход соединен с входом делителя 5 частоты.

В состав устройства входит программируемый блок 6 задержки, содержащий двоичный счетчик на N разрядов 7, программный коммутатор 8, многовходовой элемент И 9, входы которого подключены к выходным клем46554

мам программного коммутатора 8, а выход соединен с управляющим входом вентиля 10, импульсный вход которого соединен со счетным выходом первого разряда двоичного счетчика 7, а также выходом делителя 5 частоты, выход вентиля 10 соединен с выходом задержанного сигнала программируемого блока 6 задержки. Выходы двоичного счетчика 7 являются первым информационным выходом программируемого блока 6 задержки, а выходы программного коммутатора 8 являются вторым информационным выходом. Формирователь 11 контрольного кода содержит первый блок 12 передачи числа,блок 13 инвертирования контрольного кода, второй блок 14 передачи числа. Пер- , вый и второй импульсные входы формирователя 11 контрольного кода подключены соответственно к выходу задержанного сигнала программируемого блока 6 задержки и первому выходу устройства и к входной клемме, а также к первому и второму входам первого элемента ИЛИ 15 и через блок 16 задержки к контрольному блоку 17, который содержит контрольный регистр 18, выходные концы которого поразрядно подключены на первые потенциальные входы контрольного устройства 19 сравнения. На вторые потенциальные входы контрольного устройства 19 сравнения подключены выходные клеммы контрольного коммутатора 20, подключенного к минусу источника постоянного напряжения.

Выходы контрольного устройства 19 сравнения Больше, Меньше, авно

подключены к входам второго элемента ИЛИ 21, причем выходы Больше и Меньше подключены также соответственно к первому и второму входам формирователя 22 сигналов сбоя, на

третий вход которого подключен выход второго элемента ИЛИ 21, соединен.ный также с установочными входами триггеров контрольного регистра 18. Формирователь 22 сбоя содержит первый триггер 23, управляемый вентиль 24, второй триггер 25, управляемые вентили 26-29, к выходам которых подключено индикаторное устройство 30. К единичному входу первого

контрольного триггера 23 подключен выход второго элемента ИЛИ 21, нулевой вход первого контрольного триггера 23 подключен к входной клемме устройства,„единичный и нулевой входы второго контрольного триггера 25 подключены к установочным входам формирователя 22 сигналов сбоя, соединенным соответственно с входной и первой выходной клеммами устройств Устройство содержит также блок 21 коррекции временной погрешности, сос тоящий из генератора 32 импульсов высокой частоты (частота которого в m раз больше частоты задающего генератора 2), триггера 33, первого и второго элементов ИЛИ 34 и 35 блока 31 коррекции временной погрешности, элемента И 36 блока 31 коррекции временной погрешности, счетчика 37 и дешифратора 38, причем первый вход первого элемента ИЛИ 34, являющийся первым входом блока 31 коррекции временной погрешности, подключен к входной клемме устройства, второй вход первого элемента ИЛИ, являющийся третьим входом блока 31 - к перво выходной клемме устройства, первый вход второго элемента ИЛИ 35, являющийся вторым входом блока 31 коррек ции временной погрешности подключен к выходу управляемого вентиля 4 блока 1 управления, выходы первого и вт рого элементов ИЛИ 34 и 35 блока 31 коррекции временной погрешности подключены соответственно к единичному и нулевому входам следящего триггера 33, единичный выход которого подключен к одному входу элемента И 36 блока 31 коррекции временной погрешности, на другой вход которого подключен генератор 32 импульсов высоко частоты, выход элемента И 26 блока 31 коррекции временной погрешности подключен на .счетный вход счетчика 37 блока 31 коррекции временной погрешности, на установочный вход которого подключен вход перового элемента ИЛИ 34, выходы счетчика подклю чены к дешифратору 38, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ 35 и является выходом блока коррекции временной погрешнослти и вторым выходом устройства. Емкость счетчика 37 выбрана несколько большей максимального числа импульсов генератора 32 импульсов .высокой частоты, поступающих на его счетный выход за период выбранной частоты задакщего генератора 2. Устройство работает чшедующим образом. 556 Перед началом работы производится установка исходного состояния триггера 3 управления, р-азрядов двоичного счетчика 7, контрольного регистра 18, первого и второго контрольных триггеров 23 и 25, следящего триггера 33 и счетчика 38 (цепь ус:Тановки О на чертеже не показана) . На переключателях программного коммутатора 8 и контрольного коммутатора 20 производится набор кодовой комбинации для получения задержки необходимой длительности. По сигналу Пуск, поступающему на вход управления устройства, производится установка триггера 3 управления в единичное состояние, в результате чего на вход управления вентиля 4 подается разрешающий потенциал низкого уровня. Для устранения временного рассогласования между сигналом Пуск и первым импульсрм серии задающего генератора 2, с приходом которого на вход делителя 5 частоты начинается отсчет истинного времени задержки по установленному коду. Сигнал Пуск поступает также- на первый вход блока 31 коррекции временной погрешности, где производится обнуление счетчика 37 (что необходимо для нормальной работы устройства) и через первый элемент ИЛИ34 производится установка триггера 33 в единичное состояние, в результате чего с генератора 32 импульсов высокой частоты через элемент.И 36 начинают поступать на счетньй вход счетчика 37 импульсы. С приходом первого импульса с задающего генератора 2 вход делителя 5 частоты и на второй вход блока коррекции временной погрешности работа счетчика 37 прекращается, так как этим сигналом через элемент ИЛИ 35 блока коррекции временной погрешности производится установка триггера 33 в исходное состояние. Таким образом., временной интервал Л между сигналом Пуск и первым импульсом с задающего генератора 2 в каждом конкретном случае фиксируется путем включения счетчика 37, который по сигналу Пуск отрабатьгоает часть периода Т задающего генератора 2. Сигналом Пуск производится установка в исходное состояние первого контрольного триггера 23, второго контрольного триггера 25 в единичное состояние, этим же сигналом производится опрос второго блока 14 передачи числа, в ре зультате чего контрольная кодовая комбинация, соответствующая выбранной временной задержке, подается на входы контрольного регистра 18 и далее на первые потенциальные входы контрольного устройства 19 сравне ния. .После установления потенциалов производится опрос контрольного устройства 19 сравнения и в зависимости от результатов сравнения контрольног кода с контрольного регистра 18 с кодом задержки, установленным на коммутаторе 20, формируется один из трех возможных сигналов на выходе контрольного устройства 19 сравнения а именно Больше, Равно или Мень ше, причем по сигналам Больше или Меньше, поступающих на импульсные входы вентилей 27 и 26, производится контроль исправности контрольного коммутатора 20, программного коммутатора 8 и двоичного счетчика 7. Любой из выходных сигналов контрольного устройства 19 сравнения с выхода элемента ИЛИ 21 переключает первый контрольный триггер 23, который при отсутствии сигнала с выхода контроль ного устройства 19 сравнения сохраняет свое исходное состояние, сигналом с выхода элемента ИЛИ 21 производится также установка исходного состояния разрядов контрольного регистра 18. С приходом входного сигнала двоич ньй счетчик 7 начинает счет и при достижении в нем кода, равного коду, установленному на переключателях про граммного коммутатора 8, на выходе элемента И 9 формируется низкий потенциал разрешающего уровня, который поступает на управляющий вход вентиля 10. На выходе вентиля 10 формируется сигнал, который подается на пер вую выходную клемму и является первым выходным сигналом устройства, причем величина задержки на этом выходе равна Т„-ь Д бЬХОД г где tT - величина задержки сигнала, соответствующая установлен ной кодовой комбинации Д - временная погрешность, обусловленная рассогласова нием между пусковым импуль сом и первым импульсом с задающего генератора; Т - период работы задающего генератора. По этому сигналу производится установка второго контрольного триггера 25 в исходное состояние, триггер управления 3 также устанавл1шается в исходное состояние, в результате чего прекращается поступление импульсов задающего генератора 2 на вход двоичного счетчика 7. При поступлении на импульсные входы опроса вентилей первого блока 12 передачи числа первого выходного сигнала производится запись числа, соответствующего прямому коду, при котором на первом выходе устройства сформировался выходной задержанный сигнал, поступающий в контрольный регистр 18, а затем через блок 16 задержтси производится опрос контрольного устройства 19 сравнения. При этом, если выходной задержанный сигнал с программируемого блока 6 задержки сформирован вовремя, т.е. в соответствии с кодом, установленным на переключателях программного коммутатора 8, сигнал сбоя не формируется. При появлении на выходе контрольного устройства 19 сравнения сигналов Больше или Меньше, поступающих на импульсные входы вентилей 28 и 29, формируются сигналы сбоя, сигнализующие, что выходной сигнал сформирован раньше или позже, чем требовалось по программе. Первый выходной сигнал поступает также на импульсный вход вентиля 24 блока 22 формирования сигналов сбоя и в случае отказа контрольного устройства 19 сравнения формирует сигнал сбоя, который поступает на вход индикаторного устройства 30. Первый выходной сигнал с устройства задержки сигналов поступает также на третий вход блока 31 коррекции временной погрешности и через первый элемент ИЛИ 34 блока 31 коррекции временной погрешности производит второе за цикл работы устройства задержки сигналов переключение триггера 33 в единичное состояние, в результате чего-через элемент И 36 блока 31 коррекции временной погрешности разрешается поступление импульсов с генератора 32 импульсов высокой частоты на счетный вход счетчика 37, который продолжает работать до тех пор, пока на его выходах не установится двоичная кодовая комойнация, которая соответствует числу импульсов генератора 32 импульсов высокой частоты за период между импульсами задающего генератора 2, после чего на выходе дешифратора 38 формируется сигнал, по которому через второй элемент ИЛИ 35 блока 31 коррекции временной погрешности производится установка триггера 33 в исходное положение, в результате чего прекращается поступление импульсов с генератора 32 импульсов высокой частоты на счетный вход счетчика 37, Сигнал с выхода дешифратора 38, поступающий на выход блока 31 коррекции временной погрешности, который является вторым (точным) выходом устройства задержки сигналов, причем время задержки на этом выходе равно

-1 +Т

В61ХОД2

где.Сз- величина задержки сигнала,

соответствующая установленно кодовой комбинации Т - период времени между импульсами задающего генератора

Технико-экономическая эффективность изобретения по сравнению с известным устройством заключается в повьппении точности работы устройства путем ликввдации временной погрешности, которая ранее находилась в пределах периода работы заданицего генератора и являлась случайной величиной, а в предлагаемом устройстве за счет отслеживания промежутка времени, равного периоду работы задающего генератора с момента поступления пускового импульса, временная погрешность сведена к постоянной (Величине Т .

Выжод

Пуск

1.УСТРОЙСТВО ЗАДЕРЖКИ СИГ- НАЛОВ по авт.св. № 970333, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности задержки, в него дополнительно введен блок коррекции временной погрешности, первый вход которого соединен с входом устройства, второй вход - с выходами управляемого вентиля блока управления, третий вход - с первым выходом устройства, a выход блока коррекции временной погрешности является вторым входом устройства. 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что блок коррекции временной погрешности содержит два элемента ИЛИ, причем первый вход первого элемента ШШ является первым входом блока коррекции временной погрешности, вторым входом которого является первый вход второго элемента ИЛИ, a третьим входом - второй вход первого элемента ШШ, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключень соответственно к единичному и нулевому входам триггера, соединенного выходом с входом элемента И, к другому входу которого подключен генератор импульсов высокой частоты, выход элемента И подключен к счетному входу счетчика, установочные входы которого соединены с первым входом первого элемента ИЛИ, выходы счетчика подключены к входам дешифратора, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и является выходом блока коррекции временной погрешности. 4 О5 ел ел