ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1970 года по МПК G06F7/64 

Изобретение относится к устройствам вычислительной техники. Известны устройства, выполненные на преобразователе и двух счетчиках импульсов, работаюш;их на принципе ступенчатого перемагничивания материала с прямоугольной петлей гистерезиса.

Однако эти устройства недостаточно быстродейственны (они работают в три такта) и имеют малый коэффициент передачи (сумма выходных импульсов за время дифференцнрования составляет лишь V.-j девиации частоты на входе).

С целью новышения быстродействия и коэффициента передачи в предложенном устройстве схема выделения разности выполнена на логической схеме «ИЛИ, логической схеме «И и трех логических схемах «Запрет, причем первый вход первой схемы «Запрет соединен со входом схемы «И, выход которой подсоединен ко входу второй схемы «Запрет и к первому входу первого счетчика, второй вход которого соединен со входом третьей схемы «Запрет, выход которой подключен ко входу схемы «ИЛИ, выход схемы «ИЛИ соединен со входом второго счетчика и со вторым входом первой схемь1 «Запрет.

Иа чертеже дана блок-схема устройства.

«Запрет 5-8, два счетчика 9 и 10 и схему выделения разности 11, состоящую из логической схемы «ИЛИ 12, логической схемы «И 13 и трех логических схем «Запрет 14-16.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 3 н 4 находятся в «О ц импульсы 18 входного частотного сигнала на вход устройства не поступают. После замыкания ключа 17 первым импульсом генератора 2 триггеры 3 и 4 перебрасываются в состояние «1. При этом открываются схемы «Запрет 5 и 6 и входными импульсами 18 через ограничительный резистор 19 счетчик 10 намагничивается в течение первого такта (в исходном состоянии оба счетчика были размагничены). Через схемы 7 и S в первом такте импульсы 18 не проходят.

С приходом второго импульса от генератора 2 триггер 3 перебрасывается в «О, а триггер 4 остается в состоянии «1. Благодаря этому, во втором такте счетчик 10 через 01 раничительный резистор 20, с.хему «ИЛИ 12 и схемы «Запрет 16, 7 и 5 размагничивается входными импульсами 18. Во втором такте пмпульсы 18 через схемы бив не проходят. В момент времени, когда счетчик Ш размагничивается, исчезают импульсы 21 на «Занрещающем входе схемы 14, вследствие этого с момента исчезновения импульсов 21 до конца второго такта импульсы 18 проходят через схему 14 на первый выход дифференцирующего устройства. Число этих импульсов на первом В1.1ходе пр01юрпнонал1 но скорости увеличения частоты следоваипя импульсов 18 входного спгпала (положительной производной). С приходом третьего импульса от генератора 2 триггер 3 перебрасывается в состояиие а триггер 4 - в «О, после чего импульсы IS проходят через схему 8. Когда схема 8 открыта, через схемы 6 и 7 импульсы 18 не проходят, так как в это время схема 5 закрыта триггером 4. Первым же импульсом 18, прошедшим в третьем такте через схемы 8 и 15, триггер 4 перебрасывается в состояние «1. После этого схема 8 триггером 4 закрывается, а схема 5 открывается и все последуюш,ие импульсы 18, начиная со второго в третьем такте, через резистор 19 и схемы 6 н 5 намагничивают счетчик 10. Затем счетчик 10 снова размагничивается н т. д. При увеличеиип частоты входных импульсов 8 вспомогательный счетчпк 9 в работе устройства ие используется. Если частота входных импульсов 18 уменьшается, то к концу второго такта счетчик 10 полностью не размагпнтится (ввиду того, что во втором такте на счетчик 10 поступает импульсов 18 меньше, чем в первом) и не будет входных импульсов на выходе схемы 14. С приходом третьего импульса от генератора 2 триггер 3 перебрасывается в состояние «1, а триггер 4 - в «О. При этом схема 5 закрывается, а схема 8 открывается. Через схему 8 в третьем такте импульсы 18 поступают па схему 13 п на размагннчиваюший вход (через схему 12) счетчика 10. До того момента, пока счетчик 10 нолностью не размагнитится, через схему «И 13 импульсы 18 поступают на намагничивающий вход (через ограничительный резистор 22) вспомогательного счетчика 9, «запрещающий вход схемы 15 и на второй выход дифференцирующего устройства. Количество этих импульсов на втором выходе устройства пропорционально отрицательной производной выходного частотного сигнала. В момент, когда счетчик 10 размагнитится, импульсы 21 исчезнут на входе схемы «И 13 (а следовательно, исчезнут импульсы и на «запрещающем, входе схемы 15), поэтому первым же импульсом 18 после того, как счетчик 10 размагнитится, через схему 15 триггер 4 перебрасывается в состояине «1. С этого момента до конца третьего такта, как и в первом такте, счетчик 10 намагннчпвается импульсами /8. После иостунления четвертого импульса от геиератора 2 через схему 7 нмпульсы 18 постуиают на размагничивающий вход (через резистор 23) вспомогательпого счетчика 9 н па вход схемы «запрет 16, а на размагничивающий вход (через схему 12 и резистор 20) счетчика 10 импульсы 18 поступают лишь после того, когда размагнитится счетчик 9 (в этот момеит исчезиут имиульсы 24 на занрещающем входе схемы 16). Благодаря этому на размагничивающий вход счетчика 10 в четвертом такте, как и в третьем такте, не ноступит число имиульсов, пропорцнональное скорости уменьшения частоты входных импульсов 18 (это же количество импульсов запоминалось во вспомогательиом счетчике 9). В четвертом такте счетчик 10 полиостью не размагничивается. В начале пятого такта на втором выходе дифф еренцирующего устройства снова появится пачка импульсов, количество которых в пачке пропорцпопальио отрицательиой производной. При дальнейшем уменьшении частоты входных импульсов 18 входиые иачки импульсов на втором выходе устройства будут появляться в тактах 7-м, 9-м, 11-м и т. д. Таким образом, и при возрастании, и ири уменьшении частоты входных имиульсов 18 описываемое устройство работает в два такта. Коэффициент передачи подобных дифференцнрующпх устройств определяется числом тактов, а от величины коэффициента передачи устройства зависит точность интегрирования приращения (или уменьщения) частоты при использовапии их в интеграторах приращения (или уменьшения) частоты. Предлагаемое устройство ио сравнению с известными имеет более широкий диапазон пзменения частоты входных сигналов и большую точность, которая обеспечивается тем, что измеиеиие емкости счетчика не прпводит к ошибке дифферепцпровання, так как счетчик работает без переполнення. Предмет изобретения Диффереицирующее устройство, содержащее счетчики, соединенные с выходами коммутатора и со входами схемы выделеиия разности, отличающееся тем, что, с целью новышеиия быстродействия и коэффициента передачи, в нем схема выделения разности выполиена из логических схем «ИЛИ, «И и «Запрет, причем один из входов первой схемы «Заирет соединен со входом схемы «И, выход которой нодключен ко входу второй схемы «Запрет и ко входу одного из счетчиков, второй вход которого подсоединен ко входу третьей схемы «Запрет, выход последней схемы подключен к схеме «ИЛИ, выход которой соедииеи со входом второго счетчика и с другим входом нервой схемы «Запрет.