Устройство для определения разности частот следования двух серий импульсов Советский патент 1985 года по МПК H03K5/26 

Изобретение относится к цифрово технике и может быть использовано в различных системах автоматики, в частности в системах автоматического регулирования электродвигателей.

Известно устройство для определения разности частот следования двух серий импульсов, содержащее триггеры элементы И, выход первого триггера соединен через первьй элемент И с первым входом второго триггера, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, инвертор, вход которого соединен с пе;рвым входом первого триггера и с вторым входом первого элемента И Dl.

Недостатком данного устройства является невозможность преобразования унитарного кода в фазу.

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения разности частот следования двух серий импульсов, содержащее первый и второй триггеры, первый выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, а второй выход - со вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, третий элемент И-НЕ, два расширите ля и два элемента совпадения 2.

Недостатком известного устройства является невозможность измерения фазового сдвига при подаче на один из его входов унитарного кода. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения преобразования унитарного кода в фазовый сдвиг.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения разности частот следования двух серий импульсов, содержащее первый и второй триггеры, первый выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй и третий элементы И-НЕ,введены третий триггер, инвертор, четвертый и пятый элементы И-НЕ, элемент И и дедитель частоты, второй выход первого триггера соединен с первым входом эяемеята И, выход которого соединен со счетным входом второго триггера, первый вход устройства соединен с Д -входом третьего триггера, К -вход которого соединен с общей шиной, -вход соединен -с вторьтм входом устройства и вторыми входами первого

элемента И-НЕ и элемента И, а выход с первым входом второго элемента И-НЕ. выход которого соединен со счетным входом первого триггера, выход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, а через инвертор - с первым входом третьего элемента И-НЕ,.второй вход которого соединен с третьим входом устройства, а выход - с первым входом четвертого элемента И-НЕ, выход элемента И соединен с Первым входом пятого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход - с вторым входом четвертого элемента И-НЕ, выход которого соединен через делитель частоты с выходом устройства.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие его работу.

Устройство для определения разности частот следования двух серий импульсов содержит триггеры 1 и -2, элементы И-НЕ 3 и 4, элемент И 5, инвертор 6, триггер 7, элемент И-НЕ 8, делитель 9 частоты, элементы И-НЕ 10 и 11.

Устройство работает следзтяцим образом.

Рассмотрим сначала работу устройства при отсутствии унитарного кода, т.е. когда его частота F 0.

Так как вход К триггера 1 подключен к потенциалу О, импульс тактовой частоты, поступающий на счетный вход триггера 1, устанавливает его в состояние 1, При этом с выхода триггера 1 на вход элемента И-НЕ 3 поступает сигнал 1.

Импульс тактовой частоты, проходя через элементы И-НЕ 4 и 3, устанавливает триггер 2 в состояние, при котором на входы элементов И 5 и И-НЕ 4 поступают соответственно сигналы 1 и О. При этом элемент. И-НЕ 4 закрьшается, импульсы тактовой частоты больше не проходят на счетньй вход триггера 1, и он далее сохраняет свое состояние.

На фиг. 2 показано, что триггеры 1 и 2 установлены в указанные состояния. Импульсы тактовой частоты f проходят через элемент И 5 (выход 5) на счетньй вход триггера 7 и на один из входов элемента И-НЕ 10. На другой вход элемента И-НЕ 10 поступают импульсы с выхода триггера 7 (выход 7). В результате на выходе элемента И-НЕ 10 (выход 10) инвертированные импульсы имеют длительность, равную длительности импульсо тактовой частоты, и частоту - в два раза меньшую. Импульсы с выхода эле мента И-НЕ 10 через элемент И-НЕ 8 (выход 8) проходят на делитель 9 ча тоты, на выходе которого частота fg определяется выражением / 2Н7О) где Ng - коэффициент делителя 9. Этот сигнал по частоте и фазе соответствует опорному сигналу, частота которого определяется вьфажением2N9(2) В момент t (фиг. 2) проходит импульс унитарного кода, который поступает на вход R триггера 1, устанавливает его в состояние О и удерживает в этом состоянии (выход при этом импульсы тактовой частоты не могут воздействовать на триггер В момент tj импульс унитарного кода заканчивается и импульсы тактовой частоты снова могут воздействовать на триггер 1. В момент t, задний фронт импульса тактовой частоты воз вращает триггер 1 в состояние 1 (выход 1). Выходной импульс триггера 1 проходит через элемент И-НЕ 3 (выход 3) на счетный вход триггера 2 и в момент г, переключает его в сост яние 1. Выходной сигнал триггера 2 в момент tj открывает элемент И-НЕ В момент t4. через элемент И-НЕ 4 (выход 4) очередной импульс тактовой частоты проходит на элемент И-Н 3 и через него - на счетный вход триггера 2, ив момент tg- возвращает триггер 2 в состояние О (выход 2, вход 4). Этот же Импульс так товой частоты, проходя через элемен ты И-НЕ 4 и инвертор 6, поступает на вход элемента И-НЕ 11 и проходит через него или не проходит в зависи мости от сигнала X , управляющего элементом И-НЕ 11 и задающего знак фазового сдвига. Инверсный выходной сигнал триггера 2 в момент t, закрывает элемент И 5 (выход 5), и указанньм импульс тактовойч частоты в момент t не проходит через него. В последовательности импульсов на выходе элемента И 5 появляется пропуск одного импульса. В результате этого переключение триггера 7 задерживается на величину периода тактовой частоты (выход), и соответственно импульсы на его выходе и выходе элемента И-НЕ 10 задерживаются на величину половины периода их следования. Если сигнал X 0, то элемент И-НЕ 11 закрыт и его выход не влияет на вход элемента И-НЕ 8. В этом . случае выходной сигнал элемента И-НЕ 8 определяется только выходным сигналом элемента И-НЕ 10. Таким образом, задержка сигнала на выходе элемента И-НЕ 10 передается на выход 1 и элемента И-НЕ 8. При F, четвертый импульс отстает на величину Д t +(Tg/2) от четвертого импульса при О (выход 8) . Таким образом, на выходе всего устройства фазовый сдвиг, вызываемый воздействием одного импульса унитарного кода, при определяется выражением где Ng - коэффициент деления делителя 9. Если , то элемент И-НЕ 11 открыт и в момент t через него проходит импульс с выхода инвертора 6 на вход элемента И-НЕ 8, Сигнал на выходе элемента И-НЕ 8 при Fy О и формируется из совмещенных сигналов на выходе элемента И-НЕ 10 и выходе элемента И-НЕ 11. Результирующая последовательно сть импульсов при Fy О и содержит на один импульс больше, чем последовательность при F 0 и . Поэтому после воздействия импульса унитарного кода сигнал на выходе элемента И-НЕ 8 при F О и опережает по фазе на 360 сигнал при F О и . С учетом указанного выше фазового сдвига последнего сигнала Л 1Рб 180 сдвиг сигнала при F / О и относительно сигнала при Fy О составляет Д Mj +180°. Соответственно на выходе делителя 9, т.е. на выходе всего устройства, фазовый сдвиг, вызываемый воздействием одного импульса унитарного кода при , определяется выражением Фазовый сдвиг на выходе устройст115765 756 где п -- количество импульсов унитарного кода. Из выражений (2) и (5) следует, что средняя частота на выходе устройства отличается от опорной частоты fo на величину ± (F /2Ng) и определяется выражениями f г - FVK

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗНОСТИ ЧАСТОТ СЛЕДОВАНИЯ ДВУХ СЕРИЙ ИМПУЛЬСОВ, содержащее первый и второй триггеры, первый выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй и третий элементы И-НЕ, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены третий триггер, инвертор, четвертый и пятый элементы И-НЕ, элемент И и делитель частоты, второй выход первого триггера соединен с первым входом элемента И, i , , ход которого соединен со счетным входом второго триггера, первый вход устройства соединен с R-BXOдом тр.етьего триггера, -вход которого соединен с общей шиной, С-вход соединен с вторым входом устройства и вторыми входами первого элемента И-НЕ и элемента И, а выход - с первым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен со счетным входом первого триггера, выход . вого элемента И-НЕ соединен с вторым .входом второго элемента И-НЕ, а через инвертор - с первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с третьим входом устройства, а выход - с первым вхо(Л дом четвертого элемента И-НЕ, выход элемента И соединен с первым входом пятого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второгб триггера, а выход - с вторым входом четвертого элемента И-НЕ, выход которого соединен через делитель час-сд тоты с выходом устройства. 1 Од сл

вт кточнмв унитарною коду

Фиг.1

Фиг..