Устройство для сравнения частот последовательностей импульсов Советский патент 1977 года по МПК G06F7/00 H03K5/20 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано при реализации технических средств систем контроля и регулирования параметров, преобразуемых с помощью датчиков в частоту следования импульсов.

Известно устройство для сравнения двух последовательностей импульсов различпых частот, содержащее статические и динамические триггеры, а также элементы И, ИЛИ, НЕ. Устройство обеспечивает формирование на выходе последовательности импульсов, равной разности двух входных последовательностей. Однако это устройство сложно, имеет малую надежность и помехоустойчивость.

Известно также наиболее близкое по техническому решению к изобретению устройство для сравнения частот последовательностей импульсов, содержащее два формирователя, входы которых соединены с входными шинами устройства и с входами первого элемента И, прямой выход первого формирователя и инверсный выход второго подключены к входам второго элемента И, а инверсный выход первого формирователя и прямой выход второго формирователя - к входам третьего элемента И, триггер, элементы И, И-ИЛИ, элементы задержки.

Такое устройство содержит большое количество элементов, что делает конструкцию

сложной и снижает надежность работы устройства в целом. Кроме того, колебания частоты импульсов датчика неизбежно приводят к неустойчивой работе регулятора, так как

величина управляющего воздействия связана не с величиной, а со знаком отклонения частоты импульсов датчика от заданной.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.

Это достигается тем, что в устройстве выход первого элемента И соединен с одними из входов четвертого и пятого элементов И, выходы которых связаны соответственно с входами установки в единичное и нулевое состояние триггера; прямой выход триггера через первый элемент задержки соединен с первым входом элемента И-ИЛИ и с другим входом пятого элемента И, а инверсный выход триггера через второй элемент задержки подключен к второму входу элемента И-ИЛИ и к другому входу четвертого элемнта И; третий и четвертый входы элемента И-ИЛИ соединены с выходами второго и третьего элементов И.

На чертеже нредставлена функциональная схема устройства.

Она содержит элементы И 1-5, формирователи 6, 7, элемент И-ИЛИ 8, элементы 9 и 10 задержки и триггер 11.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим случай) когДа частота импульсов первой последовательности (Л) равна частоте импульсов второй последовательности (Б) и импульсы поступают на входные шины устройства поочередно.

liycTb первым поступил импульс с первой последовательности на вход формирователя 7. па прямом выходе формирователя 7 образуется единичный импульс. Он подается на вход элемента и 2, па второй вход которого поступает единичный сигнал с инверсного выхода формирователя 6. В результате этого па выходе элемента И 2 появляется единичный импульс. Этот импульс поступает па вход триггера 11 и на вход элемепта И-ИЛИ 8. Ири этом триггер И устанавливается в единичное состояние и сигнал с его прямого выхода поступает через элемент 9 задержки па второй вход элемента И-ИЛИ 8. Гак как время задержки задается больше длительности импульса датчика, на выходе элемента И-И,;1И и сигнал отсутствует несмотря па то, что на первом входе элемента И-ИлИ 8 присутствует единичный сигнал с выхода элемента И 2.

Через период времепи, определяемый временем элемента 9 задержки, единичный сигнал с выхода этого элемепта задержки подается на второй вход элемепта И-ИЛИ 8. Ио к этому моменту оканчивается импульс первой последовательности, поступивший через входную шину на формирователь 7, при этом исчезает единичный сигнал на прямом выходе формирователя 7 и закрывает элемнт И 2 по первому входу. Триггер 11 остается в единичном состоянии. Сигнал рассогласования па выходе элемента И-ИЛИ 8 не формируется, так как не было момента одновременного присутствия единичных сигналов на входах элемента И-ИЛИ 8.

Далее приходит первый импульс второй последовательности импульсов. Сигнал с инверспого выхода формирователя 6 закрывает элемент И 2 по второму входу. С прямого выхода формирователя 6 единичный сигнал подается па первый вход элемента И 3, на другой вход которого проходит единичный сигнал с инверстного выхода формирователя 7. В результате элемент И 3 срабатывает и перебрасывает триггер 11 в нулевое состояние, сигнал с его инверсного выхода поступает на вход элемента 10 задерлски.

На выходе элемепта И-ИЛИ 8 сигнал рассогласования отсутствует, так как па первом входе второй половины элемепта И-ИЛИ 8 пет единичного сигнала с выхода элемента 10 задержки. Он появляется лишь через период времени, определяемый времепем задержки, по к этому моменту окапчивается импульс входной шины второй последовательности, триггер остается в пулевом состоянии. Таким ооразом, при поочередпом поступлении импульсов с датчиков формирование сигнала рассогласования не происходит.

Если частота импульсов одной из сравниваемых последовательностей, например первой, превышает частоту импульсов второй последовательпости, то при поступлепии первого импульса па входную шипу первой последовательности схема работает так же, как и в предыдущем случае при подаче второго импульса на входную шппу первой последовательности (вслед за первым). На выходе формирователя 7 появляется едипичпый сигнал. Он проходит па вход элемента И 2, на другой вход которого подается единичный сигнал с инверсного выхода формирователя 6. В результате срабатывает элемент И 2, единичпый сигнал с выхода И 2 подается па вход триггера 11, но изменения состояния триггера не вызывает, так как триггер был уже установлен в единичное состояние первым импульсом, уже поступившим па входную шипу

первой последовательности. Одновременно единичный сигнал с выхода элемента И 2 подается на нервый вход элемепта И-ИЛИ 8 и в связи с тем, что триггер 11 уже находился в единичном состоянии и на выходе элемента

9 задержки еше носле прихода первого импульса па шину первой последовательности появился единичный сигнал, то на выходе элемепта И-ИЛИ 8 формируется единичный сигнал рассогласования, свидетельствующий о

разности частот импульсов сравниваемых последовательностей на входных шинах устройства.

Аналогичным образом работает схема, если частота импульсов второй последовательпости превышает в два (или более) раза частоту импульсов первой последовательности.

Если импульсы в последовательности совпадают некоторой своей частью, по импульс на входную шину первой последовательности поступил несколько раньше, чем импульс на входную шину второй последовательпости, при этом триггер 11 находится в едипичном состоянии, сигнал от элемента И 2, перебросивший триггер 11 в единичное состояние, па его)

входе исчезает, сигнал от элемепта И 1 сохраняется на входах элементов И 4 и 5 в течение времени, пока импульсы совпадают. Явление частичного перекрывания импульсов сравниваемых последовательностей во времени и чередование фазы запаздывапия не вызывает появлепия ложных срабатываний.

Использование предлагаемого устройства для сравнения частот последовательностей импульсов позволяет повысить помехоустойчивость и, следовательно, его падежпость при совпадении сигналов в последовательностях во времени.

Формула изобретения

Устройство для сравнения частот последавательностей импульсов, содержащее два формирователя, входы которых соединены с входными шипами устройства и с входами первого элемепта И, прямой выход первого

формирователя и инверсный выход второго

подключены к входам второго элемента И, а инверсный выход нервого формирователя и нрямой выход второго формирователя - к входам третьего элемента И, триггер, элементы li, И-ИЛИ, элементы задержки, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в нем выход первого элемента И соединен с одними из входов четвертого и пятого элементов И, выходы которых соединены соответственно с входами установки в единичное и нулевое состояние триггера, прямой выход которого через первый элемент задержки соединен с первым входом элемента И-ИЛИ и с другим входом пятого элемента И, а инверсный выход триггера через второй элемент задержки подключен к второму входу элемента И-ИЛИ и к другому входу четвертого элемента И, третий и четвертый входы элемента И-ИЛИ соединены с выходами второго и третьего элементов И.

fO