Дифференцирующее устройство Советский патент 1975 года по МПК G06J3/00 

1

Изобретение относится к дифференцирующим устройствам, предназначенным для измерения производных от фазовых сдвигов, и может быть использовано при построении

;автоматических устройств, где требуется измерение скорости изменения сигналов, выраженных в форме фазовых сдвигов.

Известны цифровые дифференциаторы, измеряющие скорость изменения резуда.татов кодовых преобразований, содержащие преобразователь аналог-код, регистрь счетчики, блок управления, логические схег мы.

Работа известных устройств заключается в преобразовании исходной аналоговой величины в код, запоминании результатов этих преобразований на время, равное интервалу между следующими один за другим преобразованиями и вычитании предшеству- ющего результата преобразования из последующего. Однако эти устройства сложны, требуют ВЫПОЛНИния больщого количества операций и значительного времени измерения.

Цель изобретения - уменьшение време-П ни измерения и упрощение устройства.

Предложенное устройство содержит фазо-j вращатель, соединенный выходом с входом I нуль-органа, выход которого подключен к f входу линии задержки, счетчик, к выходам J которого подключены соответственно схемы прямого и инверсного съема кода, управЛ5ПОЩИЙ триггер и генератор тактовых импульсов, подключенные к соответствующим 1 входам схемы И, выход которой соединен со счетным входом счетчика, и схему управления, содержащую знаковый триггер , и две схемы И, подключенные выходами к соответствующим входам схем прямого и инверсного съема кода. Первые входы схем И схемы сравнения соединены с соответствующими выходами знакового триггера, а вторые входы подключены к одному выходу линии задержки, другой выход которой соединен с разрядными входами записи числа в счетчик, обнуляющим входом знакового триггера и одним входом управляющего триггера, соединенного вторым входом Ъ выходом нуль-органа; причем 4783 счетный вход знакового триггера подключен к выходу счетчика. На чертеже изображена схема устройства. Дифференцирующее устройство содержи индукционный фазовращатель 1, нулЕ -орга 2, линию задержки 3 с двумя выходами а и б, счетчик 4, знаковый триггер 5, управляющий триггер 6, схемы И 7,8, образующие вместе с триггером 5 схему сравнения, схему И 9. подключенную вы ходом к входу счетчика, генератор 1О та товых импульсов, подключенный к входу схемы И 9, схемы И 11-13, подклю ченные к единичным выходам разрядных триггеров счетчика 4 и образующие схемы прямого съема кода, схемы И, 14- 16, подключенные к нулевым выходам разрядных триггеров счетчика 4 и образу щие схему инверсного съема кода. Работа устройства базируется на преобразовании в код временных интервалов ,-At,.,(1) связанных с измеряемой скоростью вращения ротора фазовращателя 1 соотноще- нием + „W -. TO f ru ий - К гдаУрч: Р (2 При ЗЛ/р и с параметрами фазовращателя 1 соотно шением 7Ч То,к-Т,,к ( где Ati,. ,д. - интервалы, пропорциональные углу в поворота ротора фазовращателя 1, заключешшю между .началам t (К 12 ) периода Т напряжени питания ) фазовращателя 1 и началами ttпериода Т его выходного 1) напряжения; р - число пар полюсов, измеряемая скорость вращения ротора фазовращателя 1. Выражение (3) приводится к удобному для обработки виду V(4H-4KMl 4o-,ki () которое реализуется дифференцирующим устройством, где t, (.- Т о г- моменты, запаздывающие на Т относио1-ельно начала t, периода к-г Работает устройство следующим обраВыходное синусоидальное напряжение и фазовращателя 1 поступает на вход нуль-органа 2, который в моменты одно значных переходов через нуль синусоиды напряжения Ui формирует узкие импульсы ti к )-Для предшествующего момента измерения . импульс с выхода нуль-органа 2 поступает j на вход линии задержки 3, задерживается в ней на время Т и с ее выхода d поступает на входы установки начального числа N счетчика 4, на обнуляющий вход знакового триггера 5 и на первый вход триггера управления 6. В счетчике 4 записывается начальное число N.. , выходные потенциалы знакового триггера 5 устанав- ливают схему И 7 в состояние разрешения, а схему И 8 - в состояние запрета. Управляющий триггер 6 устанавливает схему И 9 в состояние разрешения, и импульсы тактовой частоты с генератора 10 начинают заполнение счетчика 4. Счетчик 4 заполняется в течение времени, равного 2 - NQ /l-j-tj, где m - чиоло его разрядов, и формирует на своем выходе импульс переполнения t., t-. + . 1|0 1, ,,rAe Т,,,Т„, последнее равенство обеспечивается подбором значений Т , tn и N о NO) где, V Г определяется из (2) при ft I -Р f ; Il Импульс t, о поступает на счетный .вход : знакового триггера 5 и.опрокидывают его. Выходные потенциалы триггера. 5 устанавливают схему И 7 в состояние запрета, а схему И 8 в состояние разрешения. При В О, Т Т и счетчик 4 после )Н О момента переполнения t-.. „ начинает второй цикл своего заполнения. В момент t на выходе нуль-органа 2 формируется ±, К фазовый импульс, который поступает на вход линии задержки 3 и на второй вход управляющего триггера 6. Триггер 6 пере- водится в состояние, при котором схема И 9 устанавливается в состояние запрета. На вход счетчика 4 прекращается поступление импульсов ц и на его выходах фиксируется число vz ц пропорциональное измеряемой скорости g. Импульс t ., ь поступает на вход линии задержки 3, задерживается в ней на время 1 , с ее первого выхода а поступа.ет на входы схем И 7 и И 8, проходит через схему И 8 на входы схем И 11-13 и производит съем кода vZi, о внешние устройства, знаком + которого является импульс на выходе схемы И 8. Время ZT линии задержки 3. равно времени переходного процесса триггера 6 и схемы .И 9, которое обеспечивает искл1О чение неоднозначности при съеме кода с счетчика 4. О. : При Т и фазовый -I If формируется на выходе импульс i,K нуль-органа 2 }эаньше момента переполнения счетчика 4. В момент t на нулевых выводах разрядных триггеров счетчика 4 зафиксирован код 1 Чи«тч- Ч который в этом случае описывается во внешние устройства через схемы инвероного съема И 14 - 16 импульсом t, прошедшим через линию задержки 3 и схе му И 7. Знак - выходного кода формируется импульсом на выходе схемы И 7. Устройство работает непрерывно производя измерения ь каждом фазовом цикле. Разрешающая способность дифференцируюшего устройства для положительного и отрицательного направлений вращения )(2-o«coo/p2 ; где Од о- круговая частота вращения магнитного поля фазовращател 1; П - 2 (f ц Т JJ) Пределы измеряемых скоростей 4. ; PrridX Для обеспечения устойчивой работы при ни ких значениях 1змеряемых скоростей не должно нарушаться условие f . . изобретения р е д м е т Дифференцирующее устройство, содержащее фазовращатель, соединенный выходом с входом нульр-органа, выход которого подключён к входу линии задержки, счетчик, к выходам которого подключены соотверственно схемы прямого и инверсного съема кода, управляющий триггер и генератор тактовых импульсов, подключенные к соот ветствуюишм входам схемы И, выход которой соединен с счетным входом счетчика, отличающееся тем, что с целью повышения быстродействия и упрошения устройства, в него введена схема. ; сравнения, содержащая знаковый триггер и две схемы И, подключенные выходами к соответствующим входам схем прямого и инверсного съема кода, первые входы схем И схемы сравнения соединены с соответствующими выходами знакового триггера, а вторые входы подключены к одному выходу линии задержки, другой выход которой соединен с разрядными входа- . ми записи числа в счетчик, обнуляющим входом знакового триггера и одним входом управляющего триггера, соединенного вторым входом с выходом нуль органа, причем счетный вход знакового триггера подключен к выходу счетчика.