Устройство для получения суммы и разности частот двух импульсных последовательностей Советский патент 1984 года по МПК G06G7/14 H03K5/156 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых устройствах различного назначения, наприме в цифровых измерительных приборах. .Известно устройство для получения суммы и разности частот двух импульс ных последовательностей, содержащее два формирователя импульсов, четыре схемы И, триггер, две схемы ИЛИ 11. Недостатком данного устройства яв ляется ограниченный диапазон изменения частот входных импульсных последовательностей, а именно частота второй входной импульсной последовательности f-f может изменяться в диапазоне от О до 0,5 частоты первой входной импульсной последовательност Наиболее близким к предлагаемому является устройство для формирования импульсов разностной частоты, содержащее первый элемент И, выход которого является выходом разности часто а первый вход соединен с инверсным выходом первого триггера, прямой выход которого через первый формирователь импульсов соединен с входом сброса второго триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с установочным входом первого триггера, а также содержащее элемент задержки, вход которого соединен с входом первой входной импульсной последовательности и вторым входом второго элемента И, а выход соединен с входом сброса первого триггера и вторым входом первого элемента И, причем вход второй входной импульсно последовательности соединен с устано вочным входом второго триггера 121. Недостатками известного устройств являются наличие элемента задержки на величину длительности входного импульса, которую проходится подбирать и которая приводит к ограниченности диапазона взаимного изменения рабочих частот, и отсутствие одновре менного формирования суммы частот входных импульсных последовательностей. Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей устройства путем одновременного формирования суммы и разности частот; при одновременном расширении диапазона рабочих частот. Поставленная цель достигается тем,что в устройство для получения суммы и разности частот двух импульсных последовательностей, содержащее первый элемент И, выход которого является выходом разности частот устройства, а первый вход соединен с инверсным выходом первого триггера, прямой выход которого через первый формирователь импульсов связан с входом сброса второго триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с установочным входом первого триггера, дополнительно введены второй и третий формирователи импульсов и элемент РШИ, причем вход второго формирователя импульсов является первым входом устройства, первый выход соединен с вторым входом второго элемента И, а второй выход - с входом сброса первого триггера, вторым входом первого элемента И и первым входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом суммы частот, а второй вход соединен с выходом первого формирователя импульсов, при этом установочный вход второго триггера подключен к выходу третьего формирователя импульсов, вход которого является вторым входом устройства. Благодаря указанным особенностям на выходе элемента ИЛИ образуется сумма частот входных импульсных последовательностей устройства и исключается взаимозависимость частот . входных импульсных последовательностей, что позволяет расширить диапазон их изменения. На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства для получения суммы и разности частот двух импульсных последовательностей; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая работу предлагаемого устройства. Устройство содержит первый элемент И Т, первый триггер 2, первый формирователь 3 импульсов, второй триггер А, второй элемент И 5, второй 6 и третий 7 формирователи-импульсов, элемент ИЛИ 8. Входы второго 6 и третьего 7 формирователей являются входами устройства. Выход первого элемента И 1 является выходом разности частот, его первый вход соединен с инверсным входом первого триггера 2, прямой выход которого через первый формирователь 3 соединен с входом сброса второго тр гера 4, установочный вход которого соединен с выходом третьего вателя 7, а прямой выход подключен к первому входу второго элемента И 5, выход которого подключен к уст новочному входу первого триггера 2, а второй вход соединен с первым obix дом второго формирователя 6, второй выходкоторого соединен с входом сб са первого триггера 2, вторым входом первого элемента И 1 и перв1 м входом элемента ИЛИ 8, второй вход которог соединен с выходом первого формиров теля 3. Первый 3 и третий 7 формирователи формируют короткие импульсы по фронту входных импульсов и могут быть выполнены, например, на основе дифференцирующих цепочек. Второй форми рователь 6 по первому выходу формирует короткие импульсы, привязанные к срезу входных импульсов, а по второму выходу - короткие импульсы, привязанные к фронту входных импульсов. Первый 2 и второй 4 триггеры перебрасываются в единичное состояние по фронту импульса, поступающего на установочный вход, и перебрасываются в нулевое состояние срезом импульса, поступающего на вход сброса. Устройство работает следующим образом. Входная импульсная последовательность большей частоты -F, (фиг. 2а) со I скв ажностью: импульсов Q 2, поступающая на первый вход устройства, с помощью второго формировател 6 преобразуется в две импульсные последовательности коротких импульсов, соответствующие переднему и заднему фронтам входных импульсов (фиг. 2в, г). Входную импульсную последовательность низкой частоты Pj со скважностью импульсов 0. 2, поступающую на второй вход устройства, третий формирователь 7 .преобразует в импуль ную последовательность коротких импульсов, соответствующую переднему фронту входных импульсов (фиг. 2д). Эти импульсы, поступая на SCTHHOвочный вход второго триггера 4, своим фронтом перебрасывают его в единичное, состояние, чем разрешается добавление и вычитание очередного импульса к (из)-импульсной последовательности (фиг. 2е). Так как входные импульсные последовательности / и 2 независимы, разрещение на сложение и вычитание может придти на второй элемент И 5 в любой момент действия импульса на втором входе этого элемента. Если разрешение приходит до появления такого импульса, то импульс Hi-, выходе второго лемента И 5 имеет длительность, равную длительности импульса на втором входе этого элемента (фиг. 2ж). В случае, если разрешение приходит в момент действия импульса на втором входе элемента И 5, на его выходе появляется импульс, длительность которого меньше длительности импульса на его втором входе и может оказаться недостаточной для срабатывания первого триггера 2. В результате на установочный вход первого триггера 2 поступают импульсы с Длительностью, равной и в некоторых случаях меньшей длительности импульсов, формируемым вторым формирователем 6 (фиг. 2ж). Если длительность импульса на выходе второго элемента И 5 достаточна для срабатывания первого триггера 2, то данный триггер опрокидывается и на его инверсном выходе устанавливается уровень логического нуля, запрещающий прохождение очередного импульса второго формирователя 6 на выход первого элемента И 1, ос тцествляя таким образом.вычитание частот. Одновременно на прямом выходе триггера 2 образуется положительный перепад, который первым формирователем 3 преобразуется в короткий импульс (фиг. 2и), расположенный между импульсами основной импульсной последовательности (фиг, 2в), который поступает на элемент ИЛИ 8, где складывается с импульсами этой последовательности. Этот же импульс задним фронтом сбрасьшает в исходное состояние второй триггер 4. Сброс первого триггера 2 в исходное состояние происходит по заднему фронту следующего импульса, с формирователя 6, поступающего на его вход сброса. Есл11 длительность импульса на выходе элемента И 5 (второй импульс фиг. 2ж) недостаточна для срабатывания триггера 2, данный триггер не изменяет своего нулевого состояния, сигналов на вычитание и добавление чэчередногр импульса на схему совпадения и ИЛИ не поступает, и на их выходах имеется соответ ствующая импульс ная последовательность (фиг, 2в). Так как в этом случае не формируется импульс сброса триггера 2, на его выходе сохраняется сигнал разрешения проведения операции сложения и вычитания и следующий импульс с первого входа формирователя 6 уже полносты проходит через элемент И 5 (фиг. 2ж) и опрокидывает триггер 2 в единичное состояние, в результате чего в элементах И 1 и ИЛИ 8 происходит соFJ

ОЫ 11

S 4 ответственно вычитание и добавление импульса описанным образом. Технический эффект предлагаемого устройства заключается в расширении его функциональных возможностей, а именно в осуществлении как вычитания, так и сложения частот двух импульсных последовательностей, в расширении диапазбна рабочих частот устройства и исключении зависимости работы устройства от взаимного расположения входных импульсных последовательностей за счет использования низкой частоты только в качестве управляющей и исключения элемента задержки.

Я-j

О-

5

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СУШЫ и РАЗНОСТИ ЧАСТОТ ДВУХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ, содержащее первый элемент И, выход которого является выходом разности частот устройства, а первый вход соединен с инверсным выходом первого триггера, прямой выход которого через первый формирователь импульсов соединен с входом сброса второго триггера, выход которого соединен с первым вхо;дом второго элемента И, вьЬсод которого соединен с установочным входом первого триггера, отличающееся тем, что, с целью расширерия функциональных возможностей устройства путем одновременного формирования суммы и разности частот при одновременном расширении диапазона частот, в него введены второй и третий формирователи импульсов и элемент ИЛИ, причем вход второго формирователя импульсов является первым входом устройства, первый выход соединен с вторым входом второго эле мента И, а второй -выход - с входом сброса первого триггера, вторым входом первого элемента И и первым вхоi дом элемента ИЛИ, выход которого является выходом суммы частот (Л устройства, а -второй вход соединен с выходом первого формирователя импульсов, при этом установочный вход второго триггера подключен к выходу третьего формирователя импульсов, вход которого является вторым входом устройства. со О5 N

.1

ri

п п

п п

ппп ппппп ппппп ппппп ппп ппппп

л-Д.

л

л

п п

л

п п

л

п

л

л