Частотно-импульсное дифференцирующее устройство Советский патент 1980 года по МПК G06G7/18 

(54) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ 1 . Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники в частности к устройствам дифференцирования частотно-импульсных сигнал по невременному аргументу. Известны частотно-импульсные дифференцирую1цие устройства 1, предназначенные для дифференцирования по невременному аргументу и содержащие блоки дифференцирования по вре менному аргументу и делительный блок Недостатком устройства является сложность конструктивной реализации при высоких требованиях к точности дифференцирования. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является частотно-импульсное дифференцирук)шее устройство 2, содержащее дифференцируюший блок, подключенный входом к первому вхЬду устройства и соединенный частотно-импульсным вы хофом с частотным входом умножителя частоты, подключенного выходом к счетному входу первого реверсивного счетчика, соединенного входами упра ления реверсом со знаковыми выходами дифференцирующего блока, а выходй ми разрядов к цифровым входам пер- .: ВОГО двоичного умножителя, выход коУСТРС СТВОторого соединен с вычитающим входом BTQiJoro реверсивного счетчика, подключённого суммирующим входом к Btoрому входу устройства, а выходами разрядов - к цифровым входам второго двоичного умножителя. Выход последнего соединен с выходом устройства и вторым частотным входом умножителя частоты. Устройство содержит также знаковый блок, выполненной на распределителях импульсов и знаковых триггерах, осуществляющий дополнительные переключения режимов работы реверсивных счетчиков в зависимости от знака входных частотно-импульсных сигналов. Устройство предн значено для дифференцирования по невременному аргументу. Его выходная частота F,yj определяется соотношением вида N fo где NH крэффицйент пересчета реверсивных счетчиков; коэффициент передачи дифференцирующего блока; эталонная частота; r(t)jFyll) - частотно-импульсные сигналы на первом и втором входахустройства. Недостаточная точность дифферен цирования по невременному аргументу обусловлена величиной коэффициента передачи, а сложность конст рукции - сложностью peaл зaции умножителя частоты в виде блока умножения двух частотно-импульсных сигналов. .. Целью изобретения является повы шение точности работы и упрощение устройства, С этой целью в частотно-импульс ном, дифференцирующем устройстве, с держащем дифференцирующий блок, п ключенный входом к первому входу устройства, а частотно-импульсным выходом к частотному входу умн жителя частоты, подключенного выходом к счетному входу первог о реверсивного счетчика, соединенного дами управления реверсом со знаковы ми выходами дифференцирующего блок а выходами разрядов - к цифровым в дам первого двоичного умножителя, выход которого соединен с вычитающ входом второго реверсивного счетчи подключенного суммирующим входом к второму входу устройства, а выходами разрядов - к цифровым входам второго двоичного умножителя; соед ного выходом с выходом устройств, цифровые входы умножителя частоты полнительно подключены к выходам разрядов второго реверсивного счет чика. . . . На чертеже изображена структурная схема устройства. Устройство содержит дифференцирующий блок 1, умножитель, частоты 2 (в виде двоичного умножителя), пе вый 3 и второй 4 реверсивные счетчики, первый 5 и второй б двоичные умножители и знаковый блок 7. ..-;..-./ Влок 1 соединен входом с первым входом устройства и подключён частотно-импульсным выходом к частотному входу умножителя 2. Выход умножителя 2 соединен со счетным выходом счетчика 3, подключеного выходами управления реверсом к зна ковым выходам блока 1. Выходы разрядов счетчика 3 через умножитель 5 соединены с вычитающим входом счетчика 4, подключенного суммирую щим входом ко второму входу устрой - ства. Выходы разрядов счетчика 4 соединены с цифровыми входами умно жителей. 2 и 6, Выход умножителя б соединен с выходом устройства. Вхо ды 3HaijroBoro блока 7 соединены с входами устройства. Частотные вход умножителей 5 и б подключены к вх ду эталонной частоты. Устройство работает следующим образом. Входной сигнал ) поступает на вход дифференцирующего блока 1, ча тота следования импульсов на выходе которого равна ( где К - коэффициент передачи блока 1. На выходе умножителя 2, подключенного частотным входом к выходу блока 1, формируется частота F м,) F,tO . где N.(i)- значение числа, записанного в счетчик 4 к моменту времени Частотно-импульсная последовательность (i)c выхода умножителя 2 поступает на счетный вход счетчика 3, выходной код которого определяется выражением t N,,Ul--jF2 t)dt о , Этот ВЫХОДНОЙ код управляет умножителей 5 , частота следования импульсов на выходе которого равна р ,, На входы счетчика 4 поступают сигнал f({:)/c выхода умножителя и сигнал (i)- со второго входа устройства. Поскольку в установившемся режиме работы устройства ) (что обеспечивается наличием контура отрицательной обратной связи), то текущее значение кода ЫдШ в счетчике 4 равно N2, dF,Ct) .:N4(i-YY ) и соответственно выходной сигнал устройства ffy, на выходе умножителя 6, управляемого кодом счетчика 4, равен Р п,- к dF(t) т. е. предложенное ус1 ойство по .сравнению с прототипом за счет увёЛйчения коэффициента передачи позволяет повысить точность формирования производной по н.евременному аргументу. Кроме того, Упрощнение конструктивной реализации умножителя частоты 2 позволило упростить техни ческую реализацию частотно-импульсного дифференцирующего устройства. В макете данного устройства, выполненного на микросхемах серии 155 .погрешность от дифференцирования не превышает трех единиц младшего разряда. . . Формула изобретения Частотно-импульсное дифференцирующее устройство, содержащее дифференцирующий блок, подключенный входом к первому входу устройства и соединенный частотно-импульсным выходом с частотнь1м входом умножителя частоты, подк точенного выходом к счет .ному входу nispsoro реверсивного счетчика, соединенного входами управления реверсом со знаковыми выходами дифференцирующего блока, выходами р§13рядов с цифровыми входами первого двоичного умножителя, выход которого соединен с вычитающим входом второго реверсивного счетчика, подключенного суммируюшим входом к второму входу устройства, а выходами разрядов - к цифровЕлм входа второго двоичного умножителя, соединенного выходом с выходом устройства отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы и упрощения устройства, цифровые входы- умножителя частоты подключены к выходам разрядов второго рев рсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Карпов Р.Г. Техника частотноимпульсйого моделирования, М., Машиностроение, 1969, с, 182.

2.Авторское свидетельство СССР

386403, кл. G 06 G 7/18, 1971 (прототип) ,

(i) f

л/r//;