Частотно-импульсное устройство для воспроизведения квадратической зависимости Советский патент 1978 года по МПК G06F7/38 

циональный более высоким степеням и периоду частоты { X . Нелыо изобретения является повьпиение быстродействия устройства. Для этого в устройство введены элементы И второй группы, элемент задержки и элемент ИЛИ, первый вход котор 9го соединен с выходами элементов И первой группы, второй вход - с выходом эпемента задержки, третий вход - с вторым выходом блоюз унр №ления, выход элемента ИЛИ соединен с входом первого счетчика, разрядные выходы которого подсоединены к импуль сным входам элементов И вторюй группы, nqTeHUBainbrade входы которых подключены к разрядным выходам второго счетчика и импульсным входам элеметч в И цервой , выход второго счетчека соединен с sxo дом блока управления, выходы элементов И второй гругаил соедняешя с входом элемента задержки. На чертеже п вёиеиа ; структурная элвктричесжая1 схема устройствма. Частотно-импульсное устройство для воспроизведения квадратичесЕой заашгиморти содержит счетчик 1, счетчик 2, грушил эяе ментов И 3 и элементов И 4, эпемент эа держки 5, элемент ИЛИ 6, генератор лебаний эталонной частоты, ключ 8, управляющий блок 9. Устройство работает следующим образом В исходном СОСТОЯНИИ счетчик 1 находится в нулевом состоянии, счетчик 2 - в .единичном состоянии, ключ 8 закрыт. Импульсы измеряемой частоты поступают на вход блока 9, Блок 9 -на время Т равное периоду измеряемой частоты , открывает клю 8, через который импульсы генератора 7, с частотой i поступают на вход счетчик 2. При поступлении на вход счетчика 2 N f / К импульсов ( N jtt -коэффициент пе ресчете ;г счетчиков, К - .целое, постоянное число) за время-l N , Q сигнал с его выхода поступит на вход блока 9 и импульс с выхода последнего пройдет через элемент ИЛИ 6 на вход счетчика 1, вьшол ненного вычитающим, и установит его триг геры в единичное состояние. Это вызовет . появление импульсов на выходе группы 3, которые через элемент б поступают на вхо счетчика 1. Элементы И групп 3 и 4 являются двухвходовыми. Ьходы каждой иа элементов И группы 3 подключены к прямым выходам одного из триггеров счетчик одногоиз триггеров счетчика 2, причем если один из ее входов подключен к триггеру младшего разряда счетчика 1, то второй Еход 1поаключается к триггеру ста шего разряда счетчика 2 и наоборот. Импульс появляется на выходе того из элементов И группы 3, который подключен к аходящемуся в единичном состоянии триггеру счетчика 1. и переходящемуиз нулевого в единичное состояние триггеру Эсчетчика 2. Значение частоты f на выходе ipypпы 3 определяется частотой f импульсов поступающих на вход счетчика 2, и числом i(i-); содержащимся в счетчике 1, т.е. (О Импульсы, поступающие на вход счетчика 1, вызывают появление импульсов на выходе группы 4. Входы каждого из элементов И группы 4 подключены к прямому выходу одного из триггеров счетчика 1 и инверсному выходу одного иа триггеров счетчйка 1 и инверсному выходу одного из триггеров счетчика 2, причем, если один из ее входов, подключен к триггеру младшего разрвда счетчика 1, то второй вход подключается к триггеру старшего разряда счетчика 2 и наоборот. Импульс появляется на выходе того из элементов И группы 4, который подключен к находящемуся в нулевом состоянии триггеру счетчика 2 и переходящему из нулевого в единичное состояние триггеру счетчика 1, т.е. управление элементами И группы 4 осуществляется дополнительным кодом числа, поступившего в счетчик 2. Значение «Частоты 2, выходе группы 4 определяется частотой . импульсов, поступающих на вход счетчика 1, и дополнительным кодом числа () поступившего в счетчик 2, причем I l,(,(t) Частота i импульсов, поступающих с выхода элемента ИЛИ 6 на взбэд счетчика 1, определяется выражением . 1, 1- i ь i -I с учетом вьфажений (1) и (2) Mitt),(t)l 1 k N Число И1 тульсов, поступивших в счетчик 2, с учетом первых t I К импульсов к моменту времени i 1 , рявно N.aiiot. Окончательное выражение для 1. приме ioHttU (Mil -17Г-i NI C-t) в счетчике 1 умень ется с момента времени ij от величииы N в соответствии с выражением N,u)H -|lpai. ( Продифференцировав выражение 8 и раэ лив переменные, получим амд-ь; Проинтегрируем заражение, (9) и подставим пределы изменения переменных «IТ, EwNat) I «L NWV«-fo E«MrE«Nf« -EKT,-bEj,; «2 E«N,eEit , -- -. - .| Из выражения (13) следует, что за в мя, равИое периоду частоты f в счетчике 1 будет записано число, пропо циональное частоте I . . После окончания периода Tjj. сигна лом с блока 9 счетчик 2 устанавлзшаетс исходное состояние. Затем сигналом с бл 9, вновь на время, равное периоду Ту , крывается ключ 8, и все операции будут повторяться аналогично предьщущим, но1ч ло Kj (t) в счетчике 1 будет , уменьшаться с момента BpeMeHHij ( ), о величины N I в соответствии с выраж нием t(i)-N,Проинтегрировав выражение ( 14), полуМ М1 -. . , f.g) f. гЩerrNj-fiitN -ЬТ + Ек нМ.Н« K-K-Vi -T K% Следовательно, после окончания измерительного интервала, равного двум периодам Т j , в счетчике 1 будет записан результат, пропорциональный квадрату намеряемой частоты f в счетчике 2 - периоцу частоты t у; . Число, пропорциональное степени частоты { у можно получить Б предложенном устройстве за время, равное «Т путем П -краткогоПовторения описанных выше операций. Сравним рсарактеристиккпрототййаи предложенного устройства. Например, при частоте 100 Гц,i погрешности: преобразования О,О1% емкости счетчиков N 1ОООО время измерения В;ПрЬтотипе равно порядка 200 с, а в предложенном устройстве - порядка О,О2 с. Из этого видно , что предложенное устройство пригодно для работы в диапазоне низких и инфранизких частот. Таким образом, включение в состав устройства группы элементов И, элемента задержки и элемента ИЛИ, исключение ключа, триггеров и-уменьшение связей позволили существенно-повысить быстродействие устройства, расширить его частотный диапазон, и функциональные возможности. Формула изобрет е н и я Частотно-импульсное устройство для вопроизведения квадратической зависимости, одержащее первый счетчик, разрядные выоды которого соединены с потенциальными входами элементов И первой группы, генератор эталонной частоты, выход котоого соединений, первым входом ключа, втоой вход которого соединен с первым выходом блокауправления, а выход - с входом йторого счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействий устройства, оно содержит элементы И второй группы, элемент задержки И элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходами элементов И г/пфвой , второй вход - с выходом элемента задержки, третий вход- с вторым выходом блока управлений, выход элемента ИЛИ соединен с входом первого счетчика, разрядные выходы которого подсоединент к импульсным входам элементов И второй группы, потенциальные входы которых подключенУ к разрядным выходам второго счетчика и импульсным входам элементов И первой группы, выход второго счетчика соединен с входом блока управления, выходы элементов И второй группы соединены с входом элемента задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Новицкий П. В. Цифровые приборы с частотными датчиками Энергия, 197О, с. 257-258.

2.Авторское свидетельство СССР № 382О88, кл. 4 Об /Р 7/38, 1971.

7

В-4

|t

/ s

ZJ

I

т

HI