Устройство для допускового контроля частоты Советский патент 1989 года по МПК H03K5/26 

/

h

19

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматизированного контроля и измерения параметров, например, электромагнитных генераторов переменного тока, а также как устройство контроля частоты вращения электромагнитных генераторов. Устройство для допускового контроля частоты содержит формирователь 1 импульсов, триггеры 2 и 4, элементы И 3, 5, 12-15, элемент ИЛИ 6, преобразователь 7 длительность импульса - код, входную шину 16, выходные шины 17-20, причем преобразователь 7 длительность импульса -код содержит генератор 8 импульсов, элемент И 9, счетчик 10 импульсов, дешифратор 11. Обеспечение возможности индикации отсутствия входной последовательности позволяет расширить функциональные возможности устройства. 2 ил.

17

«

4;; со со 4;

05 01

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматизированного контроля и измерения параметров, например, электромагнитных генераторов переменного тока, а также как устройство контроля частоты вращения электромашинных генераторов.

Цель изобретения - расширение фун« ционапьных возможностей за счет обеспечения возможности индикации отсутствия входной последовательности при одновременном упрощении устройства.

На фиг. 1 показана структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит формирователь 1 импульсов, первый триггер 2, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И 3, первый вход которого соединен с выходом формирования и первым входом второго триггера 4. Инверсный выход триггера 2 соединен с первым входом второго элемента И 5, а второй вход - с выходом элемента ИЛИ 6. Выход формирователя 1 соединен с первым входом преобразователя 7 длительность импульса - код, который содержит последовательно соединенные генератор 8 импульсов, элемент И 9 и счетчик 10 импуль.сов, вход сброса которого соединен с вторым входом преобразователя 7, второй вход которого соединен с вторым входом элемента И 9, выход переполнения - с выходом переполнения счетчика 10, а кодовый выход - с кодовым выходом счетчика 10 и входом дешифратора 11. Прямой выход триггера 2 соединен с первым входом четвертого элемента И 13° второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И 14. Выход элемента И соединен с первым входом шестого элемента И 15. Вход формирователя 1 соединен с входной шиной .16, а выходы элементов 13 - 15 и И 5 соединены соответственно с выходными шинами 17 - 20, Вторые входы элементов ИЗ, 12 и 14 соединены с выходом дешифратора 11. Выход переполнения преобразователя 7 соединен с вторым входом триггера 4 и первым входом элемента ИЛИ 6, второй вход которого соединен с выходом элемента И 13. Прямой выход триггера 4 соединен с BTOpbJM входом преобразователя 7, ин- вареный выход - с вторым входом эле

д

5

0 5 0 с О

0

5

мента И 5, а первый вход - с первым входом элемента И 14. Прямой выход триггера 2 соединен с вторым входом элемента Н 15.

Устройство работает следующим образом .

При подаче питания на устройство на вторые входы триггеров 2 и 4 и вход сброса счетчика 10 подается импульс, устанавливающий триггеры 2 и4 в нулевые Состояния на прямых выходах (и в единичные состояния на инверсных выходах), а счетчик 10 - в нулевые состояния на разрядных выходах (цепи прохождения этого импульса не показаны).

Единичные уровни с инверсных выходов триггеров 2 и 4 (фиг. 2л,м), совпадая на первом и втором входах элемента И 5, формируют на его выходе сигнал fg/ O, (фиг. 2н) . На выходах всех остальных элементов устройства нулевые уровни.

Генератор 8 р-аботает, но его импульсы (частота которых значительно выше f0) через элемент И 9 на счетный вход счетчика 10 не проходят, так как элемент И 9 закрыт нулевым уровнем с прямого выхода трттера 4

Такое состояние устройства сохраняется до момента подачи частотного сигнала (fgx) на шину 16 устройства (участок ОР на фиг. 2).

Пусть на шину 16 устройства по- студает последовательность импульсов переменной частоты (fg,). По каждому импульсу этой последовательности формирователь 1 формирует короткий положительный импульс (фиг. 2а). Первый импульс переключает триггер 2 в единичное состояние на прямом выходе и нулевое на инверсном (фиг. 2м), поступая на вход сброса счетчика 10, подтверждает сброс его разрядных выходов в нулевые состояния; поступая через элемент И 3 (так как на втором входе элемента И 3 и нет запрещающего сигнала с выхода дешифратора 1) на первый вход триггера 2, переключает его в нулевое состояние на инверсном выходе (фиг. 2л) и единичное состояние на прямом выходе (фиг. 2в). На выходе элемента И 5 сигнал исчезает (фиг. 2н).

Все вьш1еперечисленные процессы отражены на временных диаграммах (фиг. 2 начало участка PR). Элемент И 9 открывается (единичным уровнем

с прямого выхода триггера 4) н на счетный вход счетчика 10 начинают поступать импульсы с генератора 8.

Рассмотрим три характерных режима

работы устройства п , и режим.

fex f

п

когда t в, в процессе работы устройства пропадает.

Первый режим: fg f „ (участок PR на фиг. 2.

Если ,, то при формировании счетчиком 10 кода, соот- ветствующего fп (а формирование его

возможно потому, что

,,

где Т,

и Т gjj - периоды пороговой и входной частот), на выходе дешифратора 11 формируется импульс (фиг. 2г), который проходит через элемент И 12

10 на шину 19 устройства (фиг. 2ж) и разрешает прохождение импульсов формирователя 1 через элемент И 14 на шину 18 устройства (фиг. 2и). Сигнал с шины 18 устройства

15 (фиг. 2и), поступая на второй вход элемента 13, запрещает прохождение импульсов с выхода дешифратора 11 (фиг. 2г), проходящих через элемент

30

f j, (участок RS

, .И 12 (фиг. 2д), через элемент И 3

(фиг. 2д), так как на первом его вхо- 20 (фиг.2е). де есть разрешающий сигнал с прямого выхода триггера 2 (фиг. 2в) , и д.гщее через элемент И 13, так как на его инверсном входе нет запрещающего сигнала, на шину 17 устройства (фиг.2е). 25

Этот сигнал поступает через элемент ИЛИ 6 на второй вход тригге15а 2 и переключает его в кулевое состояние на прямом выходе (фиг. 2в).

На этом цикл сравнения частот в случае , заканчивается. С приходом следующего импульса f g цикл сравнения частот повторяется.

Второй режим: йа фиг. 2) .

Если fg;(f л, сигнал на выходе де шифратора 11 не формируется из-за того, что Т Тр, код на выходе счетчика 10 не достигает значения, соответствующего Т .

Первый импульс (на участке RS фиг. 2) с выхода формирователя 1, проходя через элемент И 3 (фиг. 26), переключает триггер 2 в единичное состояние на прямом выходе (фиг. 2в), которое открывает элемент И 15, второй В последующие на этом участке импульсы формирователя 1 проходят через элемент И 15 на шину 19 устройства (фиг. 2ж).

Третий режим: на фиг. 2).

Если первый импульс (на участке ST он же последний на участке RS фиг. 2) проходит через эле.- 35

40

Четвертый режим: д пропадает (участок TF на фиг, 2).

Если импульсов fgy нет (пропали в процессе работы устройства), то сбро счетчика 10 в нулевые состояния на разрядных выходах не происходит, счетчик 10 продолжает заполняться и при его заполнении на выходе переполнения появляется сигнал переполне ния (фиг. 2к). Поступая на второй вход триггера 4 и через элемент ИЛИ 6 на второй вход триггера 2, этот сигнал переключает их в единичное состояние на инверсных выходах (фиг. 2м), тем самым сигнал на выходе элемента И 5 (фиг. 2и).

Необходимо отметить, что емкость счетчика 10 должна определяться тем интервалом времени, который выбирается как признак пропадания fgy,например, интервалом времени большим.

.вх

45

f „ (-участок ST

50

чем период минимально до пустимой f Например, если , 100 Гц, а до- пустимые пределы изменения f g от 50 Гц (ц) до 150 Гц (f), то счетчик должен заполняться (без переполнения) в течение времени, большего периода нижнего допустимого значения ( мс).

Для надежной работы устройства в режиме fgx время задержки импульса с выхода дешифратора 11 в элементах И 12 и 14 должно быть одинаковым Устройство позволяет однозначно

И 3 (фиг. 26), подтв ерждает еди- классифицировать f по четырем при,

мент

ничное состояние на прямом выходе триггера 2 (фиг. 2в). Второй и по- оледующие на этом участке импульсы

f ,

f

.

знакам: ijx n; с формированием сигналов, соответствующих указанным соотношениат по

жима

ессе

PR

ит-его

Т,

дра 11 отос формирователя 1 совпадают с импульсами с выхода дешифратора 1 1 (фиг.2г) ; сформированными по достижении кода

5 на выходе счетчика 10 значения, соответствующего f.

Импульс с выхода дешифратора 11 закрывает элемент И 3, препятствует прохождению импульсов формирователя 1

10 на шину 19 устройства (фиг. 2ж) и разрешает прохождение импульсов формирователя 1 через элемент И 14 на шину 18 устройства (фиг. 2и). Сигнал с шины 18 устройства

15 (фиг. 2и), поступая на второй вход элемента 13, запрещает прохождение импульсов с выхода дешифратора 11 (фиг. 2г), проходящих через элемент

30

20 (фиг.2е). 25

35

40

Четвертый режим: д пропадает (участок TF на фиг, 2).

Если импульсов fgy нет (пропали в процессе работы устройства), то сброс счетчика 10 в нулевые состояния на разрядных выходах не происходит, счетчик 10 продолжает заполняться и при его заполнении на выходе переполнения появляется сигнал переполнения (фиг. 2к). Поступая на второй вход триггера 4 и через элемент ИЛИ 6 на второй вход триггера 2, этот сигнал переключает их в единичное состояние на инверсных выходах (фиг. 2м), тем самым сигнал на выходе элемента И 5 (фиг. 2и).

Необходимо отметить, что емкость счетчика 10 должна определяться тем интервалом времени, который выбирается как признак пропадания fgy,например, интервалом времени большим.

.вх

5

0

чем период минимально до пустимой f Например, если , 100 Гц, а до- пустимые пределы изменения f g от 50 Гц (ц) до 150 Гц (f), то счетчик должен заполняться (без переполнения) в течение времени, большего периода нижнего допустимого значения ( мс).

Для надежной работы устройства в режиме fgx время задержки импульса с выхода дешифратора 11 в элементах И 12 и 14 должно быть одинаковым. Устройство позволяет однозначно

классифицировать f по четырем приf ,

f

.

знакам: ijx n; с формированием сигналов, соответствующих указанным соотношениям частот, на четырех выходах устройства.

Устройство можно использовать как частотный распределитель импульсов и как частотный дискриминатор, поскольку сигналы на выходных шинах устройства имеют ту же частоту и форму, что и входной сигнал. В случае использования трех выход |ных шин устройства (J(f„l ) имеем распределитель импульсов: импульсы fen в зависимости от частоты распределяются по трем каналам,

В случае использования какой-либо одной из указанных выходных шин имеем частотный дискриминатор, выделяется (дискримитируется) f g только лишь меньшая f „, только лишь боль- шая fp, только лишь равная f„.

Формулаизобретения

Устройство для допускового конт- роля частоты, содержащее формирователь импульсов, вход которого соединен с входной шиной, а выход - с первым входом элемента И и первым входом преобразователя длительность импульса - код , кодовый выход которого соединен с входом дешифратора, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом второго элемента И, причем выход формирователя импульсов соединен с первым входом второго триггера, прямой выхо

о

5

которого соединен с вторым входом преобразователя длительность импульса - код, а также третий элемент И, элемент ИЛИ и с первой по третью выходные шины, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности индикации отсутствия входной последовательности при одновременном упрощении устройства, в него введены с четвертого по шестой элементы И и четвертая выходная шина, причем выход переполнения преобразователя длительность импульса - код соединен с первым входом элемента ИЛИ и вторым входом второго триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с четвертой

выходной шиной, а с первой по третью выходные шины соединены с выходами соответственно с четвертого по шестой элементов И, причем второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И, а выход - с вторым входом первого триггера, первый вход которого соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом дешифратора, а выход - с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно формирователя импульсов и дешифратора.

«VI

§