Устройство для определения середины импульсов периодической монотонной импульсной последовательности Советский патент 1990 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при измерении сдвига фаз гармонических сигналов, в частности в преобразователях перемещения (угол) фаза - код, и является усовершенствованием устройства по авт. св. N 1282072.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определения середины импульсов периодической монотонной импульсной последовательности в реальном масштабе времени.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для определения середины импульсов периодической монотонной импульсной последовательности.

Устройство для определения середины импульсов периодической монотонной импульсной последовательности содержит входную шину 1, соединенную со счетным входом триггера 2, с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ 3 и 4, выходы которых соединены с входами сброса счетчиков 5 и 6, с первым входом дополнительного триггера 7, с первыми входами первого 8, второго 9, третьего 10, четвертого 11 зле- меитов И. Первый выход триггера 2 соединен с вторыми входами первого элемента ИЛИ 3, первого 8, четвертого 11, пятого 12, восьмого 13 элементов И, второй выход счетного триггера соединен с вторыми входами второго элемента ИЛИ 4, второго 9, третьего 10, шестого 14, седьмого 15 элементов И, выход опорного генератора 16 соединен с элементом 17 задержки, первыми входами пятого 12, шестого 14, седьмого 15, восьмого 13 элементов И, третьими входами первого 8, третьего 10 элементов И, выходы первого 8 и третьего 10 элементов И подключены к входам + реверсивных счетчиков 5 и 6 соответственно, а выходы второго 9 и четвертого 11 элементов И подключены ко входам - реверсивных счетчиков 5, 6, выходы которых поступают на входы схемы 18 сравнения, выход которой является первым выходом 19 устройства и одновременно поступают на второй вход дополнительного триггера 7, выход которого соединен с третьими входами пятого и седьмого 15 элементов И, выходы пятого 12 и седьмого 15 элементов И поступают на входы + реверсивных счетчиков 20 и 21, .входы - которых соединены с выходами шестого 14 и восьмого 13 элементов И. Выходы счетчиков 20 и 21 соединены соответственно, с входами дешифраторов 22 и 23 нулевого состояния, выходы которых соединены соответственно с входами формирователей 24 и 25 импульса и с третьими входами

шестого 14 и восьмого 13 элементов И. Выходы формирователей 24 и 25 импульсов поступают на соответствующие входы элементов ИЛИ 26, выход 27 которого является вторым входом устройства.

По идентичности работы в устройстве можно выделить два функциональных блока 28 и 29, каждый из которых содержит два элемента И, реверсивный счетчик, дешиф0 ратор нулевого состояния и формирователь импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Монотонная импульсная последова5 тельность поступает на входную шину 1. Передний фронт измеряемого импульса переключает триггер 2, на первом выходе которого появляется единичный потенциал, который разрешает прохождение импуль0 сов с выхода генератора 16 на суммирующий вход счетчика 5 через элемент И 8. Кроме этого, единичный потенциал с первого выхода триггера 2 разрешает прохождение импульсов с выхода генератора 16,

5 задержанных на половину периода частоты этого генератора элементом 17 задержки, на вычитающий вход реверсивного счетчика 6 - через элемент И 11.

По спаду измеряемого импульса пре0 кращается поступление счетных импульсов с генератора 16 на счетчик 5, и нулевым уровнем с выхода элемента ИЛИ 4 обнуляется счетчик 6.

Фронтом следующего измеряемого

5 импульса, поступающим на счетный вход триггера 2, устанавливается единичный потенциал на втором выходе триггера 2, который разрешает прохождение счетных импульсов с выхода генератора 16 на сум0 мирующий вход счетчика 6 через элемент И 10. Кроме того, единичный потенциал с второго выхода триггера 2 разрешает прохождение счетных импульсов с выхода генератора 16, задержанных на полавину

5 периода элементом 17задержки, на вь1чита- ющий вход реверсивного счетчика 5.

Таким образом, в течение следующего измеряемого импульса происходит измерение его длительности счетчиком 6 и счи0 тывание состояния счетчика 5. После окончания измеряемого импульса нулевым потенциалом с выхода элемента ИЛИ 3 обнуляется счетчик 5.

В процессе работы счетчиков 5 и 6 их

5 выходные коды постоянно сравниваются на блоке 18 сравнения и при равенстве на первой выходной шине 19 появляется импульс, фиксирующий середину предыдущего импульса Относительно фронта измеряемого импульса.

Функциональныр блоки 28 и 29 по своему построению и принципу работы идентичны и работают поочередно.

С приходом измеряемого импульса на шину 1 один из функциональных блоков 28, 29 производит измерение временного интервала, заключенного между моментами появления фронта выходного импульса с первой выходной шины 19 и спада измеряемого импульса, а в течение следующего измерительного импульса аналогичные измерения производит другой функциональный блок.

После измерения временного интервала каждый функциональный блок в течение следующего своего измерительного импульса фиксирует его центр.

Функциональный блок 28 работает следующим образом.

Входной измерительный импульс с ши- ны 1 своим фронтом устанавливает триггер 2 в такое состояние, при котором на первом его выходе формируется единичный потенциал, который поступает на второй вход элемента И 12. После этого, через интервал времени, равный половине длительности предыдущего измерительного импульса, на первой выходной шине 19 появляется импульс напряжения, который поступает на второй вход второго триггера 7 и устанавливает его в единичное состояние. Сигнал еди- ничного уровня с выхода этого триггера поступает на третий вход элемента И 12 и разрешает прохождение через него импульсов опорного генератора 16 на суммирующий вход реверсивного счетчика 20, в котором происходит накапливание числа до появления спада входного измеряемого импульса, который своим нулевым уровнем установит триггер 7 в нулевое состояние и запретит прохождение импульсов опорного 4 генератора 16 через элемент И 12.

Таким образом, в реверсивном счетчике 20 установится число, пропорциональное половине длительности следующего измерительного импульса.4

С появлением следующего измерительного импульса счетный триггер 2 установится в противоположное состояние, при котором элемент И 12 закрывается, а элемент И 14 открывается, и импульсы опорно- 5 го генератора 16 через элемент И 14 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 20 и в момент обнуления всех его разрядов на выходе первого дешифратора 22 нулевого состояния формируется 5 сигнал нулевого уровня, который закрывает элемент И 14 и формирует на выходе формирователя 24 стандартный импульс напряжения, который через третий элемент ИЛИ

5 0

5

26 поступает на вторую выходную шину 27 Фронт этого выходного импульса напряжения фиксирует центр теперь уже текущего измеряемого импульса.

Аналогичным образом работает второй функциональный блок 29, который в следующем измерительном цикле на выходе фор- мирователя 25 формирует импульс напряжения, фиксирующий центр измеряемого импульса в реальном масштабе времени, и через второй вход третьего элемента ИЛ И 26 и вторую выходную шину 27 направляется на выход устройства.

Таким образом, при обработке периодической монотонной импульсной последовательности, поступающей на входную шину 1, циклически в течение каждого измеряемого импульса на первой выходной шине 19 формируется импульс напряжения, отстоящий от фронта измеряемого импульса на половину.длительности предыдущего измерительного импульса, а на второй выходной шине 27 формируется импульс напряжения, фиксирующий центр измеряемого импульса в реальном масштабе времени.

При постоянном приращении погрешность определения середины измеряемого импульса в реальном масштабе времени равна периоду частоты опорного генератора 16.

Устройство для определения середины импульсов периодической монотонной импульсной последовательности может быть реализовано на микросхемах: 133ТМ2 - триггеры 2, 7; 133ЛАЗ - элементы ИЛИ 3, 4, 26; 133ИЕ7 - реверсивные счетчики 5, 6, 20, 21,- 133ЛА7 - опорный генератор 16 (с использованием внешних радиоэлементов): 133ЛП5 - 133ЛА2 - элемент 18 сравнения- 133ЛА8 и ЛЗ-МЛЗ-1-600 (линия задержки) - элемент 17 задержки; 133ЛА4 - элементы И 8, 11, 12, 15; 133ИДЗ-дешифраторы22, 23 нулевого состояния; 133АГ1 - форми ровате- ли 24, 25 импульсов.

Предлагаемое устройство в отличие от известных позволяет в реальном масштабе времени определять середины импульсов монотонной импульсной последовательности.

Предлагаемое устройство может быть применено, например, в устройствах для отслеживания фазы гармонических сигналов, в частности в преобразователях перемеще- ния (угол) фаза-код, при этом повышается точность отслеживания фазы, так как заданное значение фазы отслеживается в реальном масштабе времени и управление исполнительным устройством производится без задержки во времени, что нельзя обеспечить известными устройствами.

Кроме того, предлагаемое устройство можно применить при исследовательских работах, когда требуется количественная оценка производной изменения фазы измерительного сигнала этой же частоты.Б зтом случае используется временной сдвиг между выходным Сигналом, выдаваемым по первой выходной шине, и выходным сигналом, выдаваемым по второй выходной шине. Формул а изобретения Устройство для определения середины импульсов периодической монотонной импульсной последовательности по авт. св. №1282072, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения середины импульсов Периодической монотонной импульсной последовательности в реальном масштабе времени, в него дополнительно введены дополнительный триггер, пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы И, третий и четвертый реверсивные счетчики, первый и второй дешифраторы нулевого состояния, первый и второй формирователи импульсов, третий элемент ИЛИ и вторая выходная шина, причем выход опорного генератора соединен с первыми входами пятого, шестого, седьмого и восьмого элементов И, первый выход .первого триггера

соединен с вторыми входами пятого и восьмого элементов И, а его второй выход соединен с вторыми входами шестого и седьмого элементов И, входная и первая выходная шины соединены соответственно с первым и вторым входами второго триггера, выход которого соединен С третьими входами пятого и седьмого элементов И, при этом выход пятого элемента И соединен с суммирующим входом третьего реверсивного счетчика, выходы разрядов которого соединены с информационными входами первого дешифратора нулейого состояния, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов и с третьим входом шестого з лемента И. выход которого соединен с вычитающим входом третьего реверсивного счетчика, а выход седьмого элемента И соединен с суммирующим входом четвёртого реверсивного счетчика, выходы разрядов которого соединены с информационными входами второго дешифратора нулевого состояния, выход которого соединен с входом второго формирователя импульсов и с третьим входом восьмого элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом четвертого реверсивного счетчика, выходы первого и второго формирователей импульсов соединены с входами третьего элемента 0 ИЛИ. выход которого соединен с второй выходной шиной устройства.

0

5

0

5

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при измерении сдвига фаз гармонических сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается путем определения середины импульсов периодической монотонной импульсной последовательности в реальном масштабе времени. Устройство для определения середины импульсов периодической монотонной импульсной последовательности содержит входную шину 1, триггер 2, два элемента ИЛИ 3,4, реверсивные счетчики 5,6, четыре элемента И 8,9,10,11, генератор 16 счетчик импульсов, элемент 17 задержки, блок 18 сравнения, первый выход 19 устройства. В устройство введены второй триггер 7, элементы И 12, 13, 14, 15, два реверсивных счетчика 20, 21, два дешифратора 22, 23 нуля, два формирователя 24, 25 импульсов, третий элемент ИЛИ 26, второй выход 27 устройства. За счет введения новых блоков и новых связей достигается цель изобретения. 1 ил.