Цифровой нуль-орган Советский патент 1979 года по МПК G06F7/06 

I

Изобретение относится к импульсной технике.

В основном авторском свидетельстве № 335685 описан цифровой нуль орган, содержащий преобразователь код временной интервал, образованный генератором опорной частоты, м.чИта1сяцим Счегчикок, схемой переноса кода, вентилем, триггером и тремя линиями задержки, измерв тель периода, образованный счетчиком импульсов, регистром памяти, схемой перв иоса кода, схемой запрета и двумя линиями задержки, формирователь импульсов и схему совпадения. Входы последней подключены к первому выходу и через формирователь импульсов к второму вцходу преобразовагеля код-временной интервал, третий и четвертый выходы которого подключены к первому и второму входам измерителя периода, выходом подключенного к первому .входу преобразователя, при этом клеммы устройства подключены соответственно к третьему входу измер теля пфиода н к второму входу преобрё13ователя.

Недостатками аанного устройства явля ются отсутствие информации о величине и знаке отклонения частоты и периода и недостаточная н омехоус тсЛ чивость.

Целью изобретения является получение информации по величине а знаке отклоиеиая частоты и Периода .и повышение помехоустойчивости нуль-органа.

Поставпенная аель достигается тем, что в цифровой нуль-орган введены блок логической обработки сигнала, выход которого подключен к входу преобразователя кро-временной интервал, второй - к входу блока и ерения периода, а входы соединены с шинами входных сигналов, дополнительные два триггера, два вентиля, два логических элемента ИЛИ, две линии задерхски и счетчик результата, входы которого соединены с выходом од ного дшопнительного вентиля нйтосредственно, а другого через первую из дополнительных линий задержки. Причем первый

вход каждого из вентилей соединен с выходом одного из триггеров, вторые входы дополнительных вентилей подключены к выходам преобразователя код-временной интервал, один вход первого дсятолнительного триггера соединен с дополнительным выходом преобразователя код-временной интервал, а другой вход - с выходом первого дополнительного логического элемента ИЛИ, один вход которого соединен с выходом второго дополнительного вентиля, а другой вход - с выходом второго допопнительного логического элемента ИЛИ и первым входом второго дополнительного триггера, второй вход которого через вторую дополнительную линию задержки соединен с выходом преобразователя код-временной интервал, при этом один вход второго дополнительного логического элемента ИЛИ подключен к выходу логического элемента И.

Блок логической обработки сигнала содержит последовательно включенные блок исключения совпадающих импульсов, вЬ1читатёль и триггер; первый выход которого подключен к входам первого и вто рого, а второй выход «. к входам треть 2го и четвертого вентилей, при этом вторые входы первогои третьего вентилей подключены к одному входу, а вторые входы второго и четвертого.- - к другому входу блока логической обработки, выходы первого и четвертого вентилей подключены к входам одного,а выходы второго и третьего - к входам другого логического элемента ИЛИ.

Структурная электрическая схема описываемого нуль-органа приведана на чертеже.

Нуль-орган содержит преобразователь код-временной интервал 1, состоящий из генератора 2 импульсов, счетчика 3, вентиля 4 ввода кода, триггера 5, вентиля 6, логического элемента ИЛИ 7 и линий задержки 8,9,1О, блок измерения периода 11, состоящий из счетчика 12, запоминающего регистра 13, вентиля 14. ввода кода, логического элемента запрет 15 и линий задержки 16,17, блок логической обработки. 18 сигнара, состоящий из блока исключения 19 совпадакяцйх импульсов, вычитателя 20, .триггера 21, вентилей 22-25, лог1ие ских элементов ИЛИ 26,27, ф.ормировагель 28 импульсов, логический. элемент И 29, дополнительньте триггерь 30, 31, вентали 32, 33, логические элементы ИЛИ 34, ЗЭ, пиния задержки 36, 37 и счетчик 38. Сравниваемые сигналы поданы на шины 30, 4О. Выход {ые сигналы снимаются с выходов .

Работает устройство следующим образом.

Входные сравниваемые сигналы в виде последовательностей импульсов, следующих с частотами | и f j поступают на входные шины 39 и 4О, блок логической обработки 18 независимо от соотнощения входных частот всегда формируют большую ft и меньшую f из входных частот и позволяет нормально функционировать нуль-органу независимо от соотношения входных частот, их фаз и скоростей их изменения. Основным узлом блока 18 является вьгчитатель 20, который может быть выполнен, например, по общеизвестной схеме из триггера и двух вентилей (не показаны) на его выходах. Нали«юе импульсов на одном из выходов вычитателя указывает на превышение по величине частоты, nocrynaioщей на его соответствующий вход. Импульсы разностной частоты в зависимости от знака формируются на выходах 43 и 44.

Для нормальной работы вычитателя 20 при поступлении совпадающих во времени импульсов служит блок исключения 19, который раздвигает во времени одновременно прищедшие импульсы. Если . то сигналом с триггера 21 открываются вентили 22 и 23, если f 1, , то сигналом с триггера 21 открываются вентили 24 и 25, при этом и:мпульсы f и fi поступают на вход либо преобразователя код-временной интервал 1, либо блока измерения периода 11.

Таким образом, независимо от того, какая из входных частот больше, на вхо де блока измерения периода всегда боль- шая частота, а на входе преобразователя код-временной интервал меньшая.

Импульсы большей частоты fg поступают на вход блока измерения периода 11, в котором производится квантование каждого периода большей из входных частот импульсами опорной частоты ig генератора 2, Каждый импульс Ig через логический элемент запрет 15 при отсутствии запрещающего сигнала с выхода линии задержки 9 производит обнуление запоминающего регистра 13, затем, за«держиваясь в линии задержки 16, перепи-. сывает в запоминающий регистр 13 новое значение кода из счетчика 12 через открьюаемый вентиль 14 и после задержки в линии задержки 17 производит обнул&ние счетчика 12, после чего он заполняется импульсами опорной частоты с №iхода генератора 2. Так как временной интервал t между очередными обнулениямисчетчика 12 равен текущему периоду большой частоты Т м {5 код, получаемый к моменту обнуления счетчика . пропорционален периоду большей частоты . Код закончившегося периода большей частоты хранится в запоминающем регист ре 13 до окончания следующего периода. Каждый импульс i меньшей частоты поступает с выхода блока логической обработки 18 на вход преобразователя код-временной интервал 1, Этим импупьсом, прошедшим через логический элемен ИЛИ 7, триггер 5 устанавливается в положение, при котором закрывается вентил 6. После задержки в линии задержки 8 импульс i обнуляет счетчик 3. Затем, пройдя линию задержки 9 импульс откры вает вентиль 4, через который из запо- минакацего регистра 13 в счетчик 3 ре- реписывается обратный код N лее , пройдя линию задержки 10, импульс переводит триггер 5 в полох ение, откры вающее вентиль 6, через который с выхо да генератора 2 на счетный вход счетчика 3 начинают поступать импульсы опорной частоты to . Так как в счетчике 3 записано число М, оТм описание его из счетчика 3 происходит через временной интервал .. равный периоду большей частоты if Импульс списания числа из счетчика 3 через логический элемент ИЛИ 7 перево дит триггер 5 в положение, закрываквдее вентиль 6. Таким образом, преобразователь 1 выполняет функции преобразователя кода, полученного в блоке измерения периода 11, во временной интервал, равный периоду большей из входных частот, Устройство начинает работать по сигналу пуск, поступающему на вход логического элемента ИЛИ 35. Выходными сигналами логических элементов ИЛИ 34 и 35 триггеры 30 и 31 устанавливаются в начальные положения, при которых вентили 32 и 33 закрыты. Первый импульс меньшей частоты с №ixoaa блока логической обработки 18 запускает преобразователь 1 и задержанный в линиях задержки 8, О и 10 поступает на входы логического элемента И 29, вентиля 33 и через линию задержки 37 на вход триггера 31. Так как вентиль 33 закрыт, то первь1Й импульс через него не проходит, но после задержки в линии задержки 37 перебрасывает триггер 31 в положение, oт фывaюшee вентиль 33, через который проходит второй и все последующие импульсы. Так как в преобразователе код-временной-Интервал 1 формируется временной интервал Т„ меньшего периода, а запускается он в работу с большим импульсами частоты периодом Т5 .г то выходной сигнал преобразователя формируется раньше приИмпульсхода второго импульса с выхода счетчика 3 поступает на вход триггера 30, открывающего своим сигналом вентиль 32.. Второй импульс, отпроходит через открытый вентиль 33 и через логический элемент ИЛИ 34 на второй вход триггера 30. При этом вентиль 32 закрывается. Таким образом, время между приходом импульса с выхода преобразователякод-временной интервал и вторым импульсом частот i. на которое открывается вентиль 32, равно разности периодов сравниваемых сигналов |ДТ| T5-T iTj-Trl. Так как вторым ;импульсоМ; i запускается также преобразователь ко -временной интервал 1, то через время Tj,, н его выходе формируется новый импульс, открывающий вентиль 32 и повторяющий цикл измерения. Таким образом, за время, не превышающее большего из периодов сравниваемых сигналов, на выходе триггера 30 формируется временной интервал, равный разности периодов входных сигналов. За время дТ в счетчик 38 поступают импульсы опорной частоты и к концу измеряемого интервала на его выходах формируется код , пропорциональный разности периодов сра&. -ниваемых сигналов. После окончания измерения этот код из счетчика 38 переписывается в регистр пам5гги (на схеме не показан) и счетчик 38 обнуляете сигналом с выхода линии .задержки 36, подготавливаясь к новому циклу измерения. .ТПри приближении IT г личина дТ уменьшается и при Т.. T.j сигналы на 1я гходе счетчика 3 и линии задержки 10 появляются одновременно. При этом срабатывает логический элемент И 29 и на его выходе формируется сигнал (д1 О) равенства вхощшгх сигналов. Для учета динамики изменения сигналов импульс с выхода преобразовате ля код-вреиетгой интервал 1 расширяется в формирователе 28 импульсов. Сигнал u.i Ос выхода логического эде мента И 29 nocrynaeiT на вход логическо г6 элемента Id ЛИ 35, устанавливая блоки устройства в начальное положение. В описываемом нуль-органе кроме сиг налов совпадения сравниваемых сигналов по величине Л{ формируются сигналы разности сравгшваемых сигналов по частоте i д1 , знаки рассогпасо вания sigfn Af I. разности периодов I ДТ I и кода нального разности периодов. Формула изобретения 1. Цифровой нуль-орган по авт. свид. № 33568S, отличающийся тем, что, сцельго получения информации 6 Величине и знаке отклонения по часто те и периоду и повышения помехоустойчивости, в него введены блок логической обработки сигнала, первый выход которого подключен к входу прёобразшателя ко -временной интервал, второй - к входу блока и;м ерения периода, а входы сое динень с шинами входных сигналов, до йрлнительные два триггера, два вентиля, два логических элемента ИЛИ, две линии задержки я счетчик результата, входы которого соедининены с выходом,одного дополгннтельного вентиля непосредственно а другого через первую из дополнительны линий запержки, причем первый вход каждого из вентилей соединен с выходом одного из триггер.ов, а вторые входы дополнительных вентилей подключены к выходам преобразователя код-временной интервал, один вход первого дополнительного триггера соединен с дополнительным выходом преобразователя код-временной интервал, а друтой вход - с выходом первого дополнительного логического элемента ИЛИ, один вход которого соединен с выходом второго дополнительного вентиля, а другой вход - с выходом второго дополнительного логического элементаИЛИ и первым входом второгодополнительного триггер, второй вход которого через вторую допблнительнути линию задерхски соединен с выходом преобразователя ко;.временной интервал, при этом один вход вто- рого дополнительного логического элемента ИЛИ подключен к выходу логического элемента. И. 2. Цифровой нуль-органпо п. 1, отличающийся тем, что блок поги- ческой обработки сигнала содержит последовательно включенные блок исключе ния совпадакнцих импульсов, шячвтатель и триггер, первый выход которого подклю чен к входам первого и второго, а второй выход - к входам третьего и четвертого вентилей, при этом вторые входы первого и третьего вентилей подключены к одному входу, а вторые входы второго и четвертого - к другому входу блока логической обработки, выходы первого и четвертого вентилей подключены к входам одного, а выходы второго и третьего. - к входам другого логического элемента ИЛИ,

.;. ...

«-|5)б