Устройство для формирования импульсов разностной частоты Советский патент 1985 года по МПК H03K5/156 

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок определения знака разности частот содержит четыре триггера, два элемента И и элемент задержки, причем информационный вход первого триггера соединен с вторым входом блока определения знака разности частот и с информационным входом второго триггера, вход синхронизации которого подключен к первому входу блока определения знака разности частот и через элемент задержки - к входу синхронизации первого триггера, прямые выходы первого и второго триггеров соединены с первыми входами

соответственно первого и второго элементов И, а инверсные выходы первого и второго триггеров подключены к вторым входам соответственно второго и первого элементов И, выходы которых соединены соответственно с единичным и нулевым входами третьего триггера, инверсный выход которого подключен к входу синхронизации четвертого триггера, информационный вход которого соединен с третьим входом блока определения знака разности частот, выход которого подключен к выходу четвертого триггера.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ РАЗНОСТНОЙ ЧАСТОТЫ, содержащее три триггера, причем информационный вход первого триггера соединен с первой входной шиной и с информационным входом второго триггера, вход синхронизации которого подключен к второй входной шине, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, в него введены два элемента И, элемент задержки и блок определения знака разности частот, первый вход которого соединен с информационным входом второго триггера, вход синхронизации которого подключен к второму входу блока определения знака разности частот и через элемент задержки - к входу синхронизации первого триггера, прямые выходы первого и второго триггеров соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, а инверсные выходы первого и второго триггеров подключены к вторым входам соответственно второго и первого элементов И, выходы которых соединены соответственно с единичным и нулевым входами третьего триггера, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к первой I выходной шине и к третьему входу блока определения знака разности частот, выход которого соединен с второй выходной шиной. СО о ел о 1C

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в цифровых системах автоматического контроля и регулирования, а также в приборах для линеаризации характеристик частотных датчинов. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет исключения сбоев в работе при входных импульсных последовательностях, близких по частоте. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для формирования импульсов разностной частоты; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство для формирования импульсов разностной частоты содержит триггеры 1-3 два элемента И 4 и 5, элемент 6 задержки и блок 7 определения знака разности частот, причем информационный вход первого триггера 1 соединен с первой входной шиной 8, с первым входом блока 7 определения знака разности частот и с информационным входом второго триггера 2, вход синхронизации которого подключен к второй входной шине 9, к второму входу блока 7 определения знака разности частот и через элемент 6 задержки-к входу синхронизации первого триггера 1, прямые выходы первого 1 и второго 2 триггеров соединены с первыми входами соответственно первого 4 и второго 5 элементов И, а инверсные выходы первого 1 и второго 2 триггеров подключены к вторым входам соответственно второго 5 и первого 4 элементов И, выходы которых соединены соответственно с единичным и нулевым входами третьего триггера 3, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к первой выходной шине 10 и к третьему входу блока 7 определения знака разности частот, выход которого соединен с второй выходной шиной 11. Блок 7 определения знака разности частот содержит четыре триггера 12-15, два элемента И 16 и 17 и элемент 18 задержки, причем информационный вход первого триггера 12 соединен с вторым входом блока 7 определения знака разности частот и с информационным входом второго триггера 13, вход синхронизации которого подключен к первому входу блока 7 определения знака разности частот и через элемент 18 задержки к входу синхронизации первого триггера, прямые входы первого и второго триггеров соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И 16 и 17, а инверсные выходы первого и второго триггеров подключены к вторым входам соответственно второго и первого элементов И 17 и 16, выходы которых соединены соответственно с единичным и нулевым входами третьего триггера 14, инверсный выход которого подключен к входу синхронизации четвертого триггера 15, информационный вход которого соединен с третьим входом блока 7 определения знака разности частот, выход которого подключен к выходу четвертого триггера 15. Устройство для формирования импульсов разностной частоты работает следующим образом. Импульсные последовательности с частотами fi и fa поступают на входные шины 8 и 9 устройства (фиг. 2а, б). Работа устройства основана на стробировании импульсной последовательности с частотой fi, поступающей на D-вход триггера 2, передним фронтом положительных импульсов последовательности с частотой f2, поступающей на С-вход триггера 2. При этом на выходе триггера 2 формируется сигнал с частотой, равной разности частот входных импульсных последовательностей. Работа устройства не зависит от начального состояния триггеров и от того, какая из входных импульсных последовательностей имеет более высокую частоту.

При работе устройства, когда в момент поступления на С-вход триггера 2 положительного фронта импульсной последовательности с частотой f2 на D-входе триггера 2 действует импульс положительной полярности последовательности с частотой fi, в этом случае будет установлено или подтверждено единичное состояние триггера 2. Если же в этот момент на D-входе триггера 2 действует импульс отрицательной полярности последовательности с частотой fi, то будет установлено или подтверждено нулевое состояние триггера 2 (фиг. 2 д, з). Аналогично работает триггер 1 (фиг. 2е, и), отличие состоит только в том, что на его С-вход поступает последовательность импульсов с частотой h, задержанная на время, равное величине задержки элемента 6 задержки (фиг. 2г). При совпадении во времени импульсов положительной полярности на входах элемента И 5 на его выходе формируется импульс положительной полярности (фиг. 2ж).

Этот импульс устанавливает в единичное состояние триггер 3 (фиг. 2 л, т) и на выходной шине 10 устройства формируется высокий потенциал. При совпадении импульсов положительной полярности на входах элемента И 4 на выходе последнего сформируется импульс положительной полярности (фиг. 2к). Этот импульс устанавливает или подтверждает нулевое состояние триггера 3 (фиг. 2 л, т) и на выходной шине 10 устройства формируется низкий потенциал. Изменение состояния триггера 3, а следовательно, и уровня потенциала на выходной шине 10 устройства происходит тогда, когда в момент поступления на С-входы триггеров 1 и 2 очередного положительного фронта импульсной последовательности с частотой f2 на D-входах этих триггеров полярность импульса последовательности с частотой f отлична от полярности импульса этой последовательности, действовавшего на D-входах в момент поступления на С-входы предыдущего положительного фронта импульсной последовательности с частотой h- Таким образом, изменение уровня потенциала на выходной шине 10 устройства происходит с частотой, равной разности частот сравниваемых импульсных последовательностей fi и 2, т. е. с частотой |fi-f

Совокупность входящих в состав блока 7 определения знака разности частот триггеров 12-14, элементов И 16 и 17 и элемента 18 задеож.ки работает аналогично описанному. Отличие в их работе состоит в том, что на D-входы триггеров 12 и 13 поступает импульсная последовательность с частотой f2, а на С-входы - импульсная последовательность с частотой fi. Поэтому в блоке 7 определения знака разности частот на выходах триггеров 12 (фиг. 2 н, р) и 13 (фиг. 2 м, п происходит стробирование импульсной последовательности с частотой f2 передним фронтом положительных импульсов последоO вательности с частотой fi. Изменение уровня потенциала на выходе триггера 14 (фиг. 2 у) происходит по сигналам с выходов элементов И 16 и 17 (фиг. 2 с, о) с частотой, равной разности частот сравниваемых импульсных последовательностей f2 и fi, т. е. с частотой

5 |f2-fi Сигнал о знаке разности частот сравниваемых импульсных последовательностей формируется на выходе триггера 15 (фиг. 2ф), на котором осуществляется стробирование сигнала с частотой, равной |fi-f2|, поступающего на D-вход триггера 15, положительным

0 фронтом сигнала с частотой, равной |f2-fij, поступающего на С-вход триггера 15. При этом единичное состояние триггера 15 свидетельствует о том, что частота fi больше частоты f2, а нулевое состояние триггера 15 - о том, что частота fi меньше частоты f2.

5 В случае близких значений частот и совпадения во времени фронтов входных импульсных последовательностей возможно неоднозначное выходное состояние триггеров 1 и 2. Однако наличие в устройстве элемента 6 задержки полностью исключает

0 возможность одновременного неоднозначного выходного состояния триггеров 1 и 2, а элементы И 4 и 5 обеспечивают надежное переключение триггера 3 с частотой, равной разности частот входных импульсных последовательностей. Для аналогичных целей

служат элемент 18 задержки (фиг. 2 в) и элементы И 16 и 17, входящие в состав блока определения заказа разности частот.

Устройство позволяет получать с высокой надежностью информацию о разности частот двух импульсных последовательностей при выполнении следующих условий:

частоты входных импульсных последовательностей должны отличаться не более чем в 1,5 раза;

2 величина задержки элементов задержки должна превышать максимальную величину разности периодов входных импульсных последовательностей, но быть меньше длительности положительных импульсов входных импульсных последовательностей.

а

г

J 1

и

к

л м н

о п

р с

т

у

Ф

-T-Lf-Lrn n f- t

П. Г, t

. , /

t t t t t t t t t t

Фиг. 2