Устройство для формирования импульсов разностной частоты Советский патент 1992 года по МПК H03K5/156 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматики и измерительной техники для получения разностной частоты импульсов. В частности, изобретение может быть использовано в схемах выделения разностной частоты частотных дифференциальных датчиков механических нагрузок.

Известны устройства для получения разностной частоты импульсов по авт. свид. СССР 1169158, 1181128, 1238220 кл. Н 03 К 5/156.

Недостатком этих устройств является ограничения сверху по значению вычитаемых частот, обусловленные наличием в составе устройств тактового генератора и требованием непревышения значения вычитаемых частот величины, примерно равной половине частоты тактового генератора.

Известно устройство для получения разностной частоты импульсов по авт. свид. СССР 1465978, кл. Н 03 К 5/156, 1986 г., содержащее элемент сравнения кодой, первая и вторая группы входов которого соединены с выходами соответственно первого и

второго счетчиков импульсов, первую to вторую входные шины и вентиль, выход которого соединен с выходной шиной.

Указанное устройство наиболее близко подходит к заявляемому по техническому решению, оно выбрано за прототип. Недостатком известного устройства является его неработоспособность при неравномерном поступлении входных частот, что ограничивает область применения устройства .

Целью изобретения является устранение указанного недостатка - расширение области применения за счет обеспечения работоспособности в условиях неравномерности входных частот.

Указанная цель достигается временем в устройство детектора изменений и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, при этом Младший разряд первого счетчика импульсов выполнен на триггере D-типа, информационный вход которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом элемента сравнений кодов, второй - со счетным входом старших, начиная со второго разрядов первого счетчика импульсов и с инверсным

СО

с

XI о

ел о

выходом младшего разряда первого счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с первой входной шиной, с тактовым входом детектора изменений и с первым входом вентиля, второй вход которого соединен с выходом детектора изменений, информационный вход которого сбёдинен с прямым выходом младшего разряда первого счетчика импульсов, причем счетный вход второго счетчика импульсов соединен со второй входной шиной,

На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу,

В состав устройства входят первый счетчик импульсов 1, содержащий триггер D-типа 2 и счетчик импульсов 3, второй счетчик импульсов 4, детектор изменений 7, содержащий триггер D-типа б и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, элемент сравнения кодов 5, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9, вентиль 10 на логическом элементе 2ИЛИ-НЕ.

Вход синхронизации С-вход триггера D- ти па 2 соединен с первой входной шиной - источником первой входной частоты F1, с С-входом триггера D-типа б и входом вентиля 10.

Информационный D-вход триггера D- типа 2 соединен с выходом элемента ИСК- ЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9. Прямой выход триггера D-типа 2 соединен с l-ым разрядом 1-й группы входов элемента сравнения кодов 5, с D-входом триггера D-типа 6 и первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8. Инверсный выход триггера D-типа 2 соединен с С-входом счетчика импульсов 3 и первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9.

Поразрядные выходы 2..,т счетчика импульсов 3 соединены с входами 2,..т первой группы входов элемента сргзненмя кодов 5. Вход синхронизации С-вход счетчика импульсов 4 соединен с второй входной шиной - источником второй входной частоты F2.

Выходы 1...m счетчика импульсов 4 соединены со второй группой входов элемента сравнения кодов 5.

Прямой выход триггера D-типа б соединен со вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8

Выход элемента сравнения кодов 5 соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9.

Выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 соединен с управляющим входом вентиля 10, выход которого является выходом устройства, на котором формируется разностная частота F F1 - F2.

Работает устройство следующим образом

Пусть в какой-то момент времени состояние первого счетчика импульсов 1, образованного триггером D-типа 2 и счетчиком импульсов 3, совпадает с состоянием счетчика импульсов 4 Тогда на первую и вторую группы входов элемента сравнения кодов 5 поступают одинаковые коды и на его выходе

0 формируется сигнал логической . Этот сигнал поступает на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9. Так как выход этого элемента инверсный, на нем формируется сигнал, инверсный по отношению к

5 сигналу с инверсного выхода триггера D-типа 2. Если триггер D-типа 2 в состоянии логического О, на его инверсном выходе логическая 1, поступающая на первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9, Так

0 как сигналы на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 равны, на триггер D-типа 2 поступает логический О. Если триггер D- тмпа находится в состоянии логической 1, то на его инверсном выходе логический О,

5 а на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 и D-вхоце триггера 2 логическая 1. Таким образом на вход D триггера D- типа 2 поступает логический сигнал, совпадающий с логическим сигналом на

0 основном выходе триггера D-типа

Теперь возможны 2 варианта - либо в этот момент приходит импульс частоты F1, либо F2,

Рассмотрим первый случай - на вход

5 устройства поступает сигнал частоты F1.

По переднему фронту сигнала частоты F1 в триггер 6 переписывается информация из триггера 2. Так как сигнал на входе D триггера 2 совпадает с сигналом на его вы0 ходе, т риггер 2 не переключается. На обоих входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 одинаковые сигналы, на ее выходе логический О (инверсный выход) и вентиль 10 открыт. Сигнал логического нуля частоты F1

5 проходит на выход устройства.

Все последующие импульсы частоты F1 проходят на выход устройства.s

Рассмотрим второй случай - на вход устройства поступает сигнал частоты F2.

0

При поступлении этого сигнала счетчик 4 изменяет свое состояние и на выходе элемента сравнения кодов логический О. Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ обеспечивает

5 подачу на вход D триггера D-типа 2 сигнала, инверсного по отношению к сигналу с прямого выхода триггера D-типа 2. Если теперь на вход устройства поступит импульс частоты F1, то из-за изменения состояния триггера D-типа 2 на входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 поступают разные сигналы, что приводит к закрытию вентиля 10.

На фиг.2 приведены возможные вари- анты поступления входных сигналов.

Импульсы F1 и F2 поступают неравно- мерно. Всего поступает 15 импульсов частоты F1 и F2 - частоты F2. На выходе формируется 3 импульса. Показанная на фиг.2 неравномерность достигает трех импульсов. Емкость первого счетчика импуль- сов 1, образованного триггером D-типа 2 и счетчиком 3, должна быть равна емкости второго счетчика импульсов 4. Указанная емкость должна превышать максимально возможную неравномерность прихода им- пульсов частоты F1, F2.

В устройстве по авт. свид. 14S5978 (прототип) неравномерность поступления входных импульсов частот F1, F2 приводит к появлению ложных выходных сигналов.

Формула изобретения Устройство для формирования импульсов разностной частоты, содержащее элемент сравнения кодов, первая и вторая группы входов которого соединены С выходами соответственно первого и второго

счетчиков импульсов, первую и вторую входные шины и вентиль, выход которого соединен с выходной шиной, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения работоспособности в условиях неравномерности входных частот, в него введены детектор изменений и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, при этом младший разряд первого счетчика импульсов выполнен на fpnrrep D-типа, информационный вход которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом элемента Сравнения кодов, второй - со счетным входом старших, начиная с второго, разрядов первого счетчика импульсов и с инверсным выходом младшего разряда первого счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с первой входной шиной, с тактовым входом детектора изменений и с первым входом вентиля, второй вход которого соединен с выходом детектора изменений, информационный вход которого соединей с прямым выходом младшего разряда первого счетчика импульсов, причем счетный вход второго счетчика импульсов соединен с второй входной шиной.

Фиг 2

Изобретение может быть использовано в системах ав-. иматики и измерительной техники. Устройство содержит два счетчика импульсов 1 и 4, детектор изменений 7, элемент сравнения кодов 5, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9, элемент ИЛИ-НЕ 10 с соответствующими связями, 2 ил.