ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕ-СГЛАЖИВАЮЩИЙ ЧАСТОТОМЕР Советский патент 1970 года по МПК H03M1/60 G01R23/02 

Изобретение относится к области преобразования частотно-импульсных сигналов в код.

Известные дифференцирующе-сглаживающие частотомеры, содержащие основной и дополнительный реверсивные счетчики и распределители импульсов, двоичные умножители, устройство для разнесения совнадающих импульсов, вычитающее устройство, обладают неудовлетворительной точностью при измерении сигналов, которые могут временно пропадать.

Предлагаемый частотомер отличается от известных тем, что он содержит пороговый лереключатель, причем входы доислнительного реверсивного счетчика через вычитающее устройство и дополнительный распределитель подключены к выходам порогового переключателя, выходы вычитающего устройства и дополнительного умиожителя через основной распределитель подсоединены ко входам основного реверсивного счетчика, коммутируемые входы порогового переключателя соединены с выходом устройства для разнесения совпадающих импульсов, первый вход которого подключен к выходу основного двоичного умножителя, а второй вход устройства для разнесения совпадающих импульсов соединен со входом частотомера, первый управляющий вход порогового переключателя подключен к одному из выходов дополнительного умножителя, второй управляющий вход порогового переключателя

подключен к другому выходу дополнительного умножителя.

Кроме того, для повыщенпя точности устройство содержит пороговый переключатель с вычитающим устройством, коммутирующим триггером и импульсно-нотенциальными вентилями, причем выходы первого вычитающего устройства соединены через ключ с вычитающим входОМ второго вычитающего устройства, суммирующий вход которого соединен -с одним из выходов дополнительного умиожителя, входы первого вычитающего устройства подключены к Импульсным входам вентилей, а потенциальные входы вентилей соединены с выходом коммутирующего триггера, входы которого подключены к выходам второго вычитающего устройства.

Это позволяет повысить помехоустойчивость частотомера за счет запоминания закона изменения полезного сигнала и воспроизведения текущего цифрового значения последцего во время пропадания сигнала или действия ломех больщей амплитуды.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство включает собственно частотомер Ij содержащий основной реверсивный счетчик /, дополнительный реверсивный счетчик 2 с цепью обратной связи от знакового триггера 3, двоичные умножители 4 и 5. вычитающее устройство 6, распределители 7 и 8 импульсов, узел 9 для разнесения совпадающих импульсов, и пороговый переключатель //, в который входят два вычитающих устройства, содержащих триггеры W и 11 с вентилями 12, 13, 14 и 15, коммутирующий триггер 16 с вентилями 17, 18 и ключ 19. Частотомер работает следующим образом. С начала измерения сигнала f (t) до окончания переходного процесса ключ 19 разом кнут, и триггеры 11 и 16 под действием управляющего сигнала Fynp находятся в единичном состоянии, вследствие чего вентили 17 к 18 открыты, и частоты FX (t) и .4 (О через узел 9 поступают на входы частотомера. Работа устройства в этом режиме описывается системой уравнений .x.(0 ft.W + .(-) t .х,(-))-РЛ-); ,(0 (0; F,() F,N,,,(t), где «1, П2 - числа разрядов в счетчиках 1 и 2; зых1 (t), (О-текущие значения чисел в счетчиках 1 и 2, представленные в прямом коде с фиксированной запятой. Запись уравнений в операторной форме . (Я) - F, (Я) + F (Р) -F, (Р); . (Я) - F(P) - F,(P), F,(P) F,N,,,(P}; F,(P) F,N,,,(P). Значения (Р), (), являющиеся корнями уравнения (2), имеют вид Наличие оиератора Р в уравнении (4) указывает на возможность использования значения (О ДЛЯ оценки производной сигнала Fj (/), а равенство первых двух коэффициентов в уравнении (3) указывает на отсутствие в частотомере ощибки по скорости при измерении сигнала Fj. (t). Таким образом, при измерении линейно-изменяющихся сигналов по окончании времени переходного процесса динамическая ошибка в преобразователе отсутствует, и частота F (t) автоматически вырабатывается равной частоте Pjf (t), что соответствует нулевому сигналу на выходе вычитающего устройства 6. Очевидно, что при этом значения N аых1 (О вых2 (О не изменяются, если через вентили 17 и 18 отключить сигналы (t), F, (t). На этом и основан эффект запоминания в частотомере, который состоит в том, что по окончании переходного процесса ключ 19 замыкается вручную ИЛИ по сигналу от соответствующего разряда делителя частоты двоичного умножителя. Если после этого сигнал Fх (О пропадает или имеет заведомо ложное значение, причем выполняется неравенство F,(t)-F.(,,,,(5) то триггер 16 в указанные моменты времени устанавливается в нулевое состояние, и ложный сигнал не проходит через вентили 17 vi 18 на вход частотомера. В это время текущее численное значение частоты изменяется но линейному закону, определяемому величиной цроизводной, вычисленной до момента переключения триггера 16. После появления сигнала F (t) при условии невыполнения неравенства (5) измерение производится обычным образом в соответствии с выражениями (3) и (4). Допустимое время пропадания сигнала Fj (t), определяется уровнем помех, искажающих точное значение про 1зводной частоты Fjf (t), и временем, в течение которого закон изменения остается линейным. Нредмет изобретения 1.Дифференцирующе-сглалсивающий частотомер, содержащий основной и дополнительный реверсивные счетчики и распределители импульсов, двоичные умножители, устройство для разнесения совпадающих имиульсов, вычитающее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, он содержит пороговый переключатель, причем входы дополнительного реверсивного счетчика через вычитающее устройство и дополнительный распределитель подключены к выходам порогового переключателя, выходы вычитающего устройства и дополнительного умножителя через основной распределитель подсоединены ко входам основного реверсивного счетчика, коммутируемые входы пороговою переключателя соединены с выходом устройства для разнесения совпадающих импульсов, первый вход которого подключен к выходу основного двоичного умножителя, а второй вход устройства для разнесения совпадающих импульсов соединен со входом частотомера, первый управляющий вход порогового переключателя подключен к одному из выходов дополнительиого умножителя, второй управляющий вход порогового переключателя подключен к другому выходу дополнительного умножителя. 2.Устройство по ц. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно содерустройством, коммутирующим триггером и импульсно-потенциальными вентилями, -причем выходы первого вычитающего устройства соединены через ключ с вычитающим входом второго вычитающего устройства, суммирующий вход которого соединен с одним из .выходов дополнительного умножителя, входы первого вычитающего устройства подключены к импульсным входам вентилей, а потенциальные входы вентилей соединены с выходом коммутирующего триггера, входы которого подключены к выходам второго вычитающего устройства.

tdl

с

,/x2

r