Устройство для сравнения частот двух последовательностей импульсов Советский патент 1980 года по МПК G06F7/04 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматическрго управления для сравнения частот двух последовательностей импульсов., Известное устройство сравнения частот двух сигналов, состоящее из двух формирователей импульсов, четырех триггеров, четырех логических схем И, трех логических схем ИЛИ, четырех ключей, элемента задержки, цепи заряда-разряда конденсатора с эмиттерным повторителем на выходе, запоминающего конденсатора и резистора, формирует выходной импульс, полярность и амплитуда которого соответсг вует знаку и абсолютной величине разности сравниваемых частот входных сигналов ij Недостаток этого устройства заключается в его сложности. Наиболее близким к предложенному техническим решением является устройст во для сравнения частот последователь-. ностей импульсов, содержащее два Аоо- мирйвателя, 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, в котором 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 которого через первый элемент задержки соединён с первым входом элемента И-ИЛИ и с другим входом пятого элемента И, а ин- ,черсный выход триггера через BTOpoii элемент задержки подключен к второму входу элемента И-ИЛИ и к другому входу четвертого элемента И, третий и четверрый входы элемента И-ИЛИ соединены с выходам второго и третьего элементов ,И 21. Это устройство позволяет фиксировать совпадение и несовпадение частот двух последовательностей импульсов независимо от их фазы, но оно сложно. Цель изобретения - упрощение устрой ства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для сравнения частот двух последовательностей импульсов, содержа щем два формирователя, два элемента И/Й-НЕ, две дифференцирующие цепи, триггер, два элемента И, причем входы первого и второго формирователей сое- динены с первой н второй входными шинами устройства соответственно, а прямые выходы первого и второго формирователей подключены к первым входам первого и второго элементов И/И-НЕ соответственно, инверсные выходыпервого и второго формирователей соединены со вторыми входами второго и перво го элементов соответственно, прямые выходы первого и второго элементов И/И-НЕ соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, инверсный выход первого элемента И/И-НЕ подключен через первую дифференцирующую ёпь вд входу установки в единичное состояние триггера, прямой выход которого соединен йо вторым входом первого элемента И, инверсный выход второго элемента И/И-НЕ через вторую дифференцирующую цепь подключен ко входу установки в нулевое состояние триггера; инверсный выход которого соединен со вторым входом вто рого элемента И. На чертеже- представлена блок-схема устройства.. Устройство содержит формирователи 1 и 2, элементы И/Й-НЕ 3,4, дифферен цирующие цепи 5,6, триггер 7, элементы И 8, 9, входные шины 10, 11 устройства, выходные шины 12, 13 устройства. Работает устройство следующим об- разом. Рассмотрим вначале случай, когда частота импульсов первой последователь ности равна частоте импульсов второй последовательности и импульсы поступают, на входные шины устройства поочередно.. Пусть первым поступил импульс на входную шину 11. На прямом выходе формирователя 2 появляется единйчный импульс, который подается на первый 4 вход элемента И/И-НЕ 4.,На второй вход этого элемента подается единичный сигнал с инверсного выхода формирователя 1. В результате этого на прямом выходе элемента И/И-НЕ появляется единичный импульс, поступающий на первый вход элемента и 9. Сигнал с инверсного выхода элемента И/И-НЕ 4 поступает на вход дифференцирующей це.пи б, на выходе которой появляется единичный импульс при изменении входного сигнала от нулевого до единичного уровня. Этим импульсом триггер устанавливается в нулевое состояние, и на его инверсном выходе появляется единичный потенциал. Однако появление этого потенциалапроисходит одновременно с исчезновением единичного сигнала на первом элемента И/И-НЕ 4, вследствие чего н/а выходе элемента И 9 сигнал будет нулевой. После этого поступает импульс на входную шину 10. На прямом выходе формирователя 1 появляется ациничный импульс с такими же -параметрами, как и у формирователя. 2. Этот импульс подается на первый вход элемента Й/И-НЕ 3, на второй вход которого поступает единичный сигнал с инверсного выхода формирователя 2. В результате этого на прямом выходе элемента Й/Й-НЕ 3 появляется единичный импульс, поступающий на первый вход элемента И в. Сигналс ийверсного выхода элемента Й/И-НЕ 3 проходит на вход дифферен.цирующей цепи 5, на выходе которой появл яется единичный импульс при изменерки входного сигнала от Нулевого йо единичного уровня. Этим импульсом триггер 7 устанав- ливается в. единичное состояние и на его выходе появляется единичный потенциал. Однако появление этого потенциала происходит одно1вр9менно с исчезновением единичного сигнала на прямом выходе элемента И/И-НЁ 8, -вследствие чего на. выходе элемента И В сигнал будет нулевой. Аналогичньш образом работает устройство, когда, первым поступает импульс на входную шину. Ю. Таким образом, если частоты сравни- . баемых последовательностей импульсов равны и импульсы поступают.на входные шины 10 и 11 поочередно, на выходных шийах 12 и 13 устройства имеют место нулевые сигналы. Рассм-отрим случ-ай, когда частоты сравниваемых последовательностей импульсов равны, асами последовательности

сдвинуты по времени так, что импульсвг частично перекрывают друг друга.

Пусть первым поступил импульс на входную шину ip, а импульс на входную шину 11 поступил несколько позже. При этом на выходах формирователей 1 и 2 возникают сдвинутые по фазе единичные импульсы с идентичными параметрами, поступающие на соответствующие входы элементов И/И-НЕ 3, 4. В течение времени, когда на прямом выходе формирователя 1 присутствует единичный сигнал, а на прямом выходе формирователя 2 нулевой, на прямом выходе элемента И/И-НЕ 3 существует единичный сигнал. Как только появляется единичный потенциал на прямом выходе формирователя 2, выходной сигнал на указанном элементе падает до нулевого уровня. При этом на пряк1ом выходе элемента И/И-НЕ 4 сигнал также нулевой, так к:ак выходной импульс формирователя 1 еще не окончился и -на его. инверсном выходе присутствует нулевой сигнал. Таким образом, когда выходные импульсы формирователей перекрывают друг друга, на прямых выходах элементов И/И-НЕ 3, 4 имеют место нулевые сигналы. Сформиро ванный единичный сигнал первой из ука-

занных схем поступает на первый вход элемента И 8. Сигнал с инверсного выхода элемента И/И-НЕ 3 через дифференцирующую цепь 5 устанавливает триггер 7 в единичное состояние, на его прямом выходе появляется единичный сигнал. Но единичный сигнал с прямого выхода элемента И/И-НЕ 3 к этому времени оканчивается, вследствие чего на выходе элемента И 8 сигнал нулевой. .

Когда единичный сигнал с прямого выхода формирователя 1 окончился, а единичный сигнал с прямого выхода формирователя 2 еще действует, на прямом выходе элемента Й/И-НЕ 3 появляется

нулевой потенциал, а на прямом выводе

элемента И/И-НЕ 4 - единичный, который поступает на второй вход элемента И 9. Сигнал с инверсного выхода элемента

Й/И-НЕ 4 через дифференцирующую цепь 6 устанавливает триггер 7 в нулевое состояние, на его инверсном выходе появляется единичный сигнал. Однако к этому времени оканчивается единичный импульс с прямого выхода элемента И/И-НЕ 4, в результате чего на выходе элемента И 9 действует нулевой сигнал.

Таким образом, в случае равенства частот сравниваемых последовательностей импульсов и частичного перекрытия

последних на выходных шинах устройства действуют нулевые сигналы.

Если частоты последовательностей импульсов равны и импульсы полностью перекрывают друг друга, на выходных шинах устройства будут нулевые потенци.алы, так как на прямых выходах элементов И/И-НЕ 3, 4 единичные сигналы появляться не будут.

Рассмотрим случай, когда частоты

10 сравниваемых последовательностей импульсов различны, но импульсы друг друга не перекрывают.

Пусть частота последовательности по входной шине 11 выше частоты последо15вательности по входной шине 1О и первым приходит импульс на входную шину 10. При этом на прямом выходе формирователя 1 появляется единичный импульс. На инверсном выходе формирова0теля 2 при этом присутствует единичйый сигнал, вследствие чего элемент И/И-НЕ 3 оказывается открытым и с его прямога выхода импульс поступает на первый вход элемента И 8. Сигнал

5 с инверсного выхода элемента И/И-НЕ 3 через дифференцирующую цепь 5 переводит триггер 7 в единичное состояние. Однако на. выходе элемента И 8 сигнал остается нулевым, так как на его вхо0дах единичные сигналы разнесены во времени..

Затем Приходит первый импульс последовательности по входной шине 11, на , прямом выходе формирователя 2 появля5ется единичный импульс, поступающий на первый вход элемента И/И-НЕ 4, на другой вход которого подается единичный сигнал с инверсного выхода формирователя 1. При этом на прямом выходе

0 элемента И/И-НЕ 4 появляется единичный импульс, поступающий на второй вход элемента И 9. Сигнал с инверсного выхода элемента И/И-НЕ 4 через дифференцирующую цепь 6 переводит

5 триггер 7 в нулевое состояние. Однако элемент И 9 не отпирается, так как на его входах единичные сигналы сдвинуты во времени.

Далее на входную шину 11 поступает

0 следующий импульс. Единичный сигнал через открытый элемент И/И-НЕ 4 проходит на второй вход элемента И 9. Сигнал с инверсного выхода элемента И/И-НЕ 4 через дифференцирующую цепь

5 6 подтверждает нулевое состояние триггера 7, поэтому на его инверсном выходе остается единичный сигнал. Вследствие этого элемент И- 9 оказывается от77677

крытьш.и на его выход проходит единич-. ный импульс со второго вкода. Этот импульс несет информацию о несовпадении частот последовательностей и о том, что частота последней выше:, Так как схема 5 симметрична по отношению к выходным сигналам, то в случае более высокой тЪты последовательности на входной ши не 10 единичный сигнал возник бы на выходе элемента И

Рассмотрим случай, когда частоты не совпадают и импульсы частично или пол ностью перекрывают друг друга.

Пусть частота последовательности по входной щине 11 выше и первым посту- 15 пил импульс на входную шину 10. На выходе формирователя появляется единичный импульс, проходящий через открытый элемент И/И-НЕ 3 на первый вход элемента И 8. Сигнал с инверсного выхода эле- ;20 мента И/И-НЕ 3 через дифференцируюгцую цепь 5 переводит триггер 7 в единичное состояние. Но на выходе элемента И 8 единичный сигнал не появляется, так как на его входах единичные сигналы не сов- 25 падают, во времени.

Далее поступает импульс на входную шину11. С прямого выхода формирователя 2 этот импульс через .открытый элемент И/И-НЕ 4 поступает на втсфой вход 30 элемента И Q, Сигналом с инверсного выхода элемента И/И-НЕ 4 через дифференцирующую цепь б триггер 7 переводится в нулевое состояние. На его инверсном выходе возникает единичный сиг- 35 нал. Но элемент И 9 остается закрытым из-за сдвига во времени входных импульсов.

Затем приходит .импульс на входную шину 10 и несколько позже - на вход- 40 ную шину 11. Работа схемы аналогична рассмотренному случаю, с той лишь разницей, что на выходах элементов И/И-НЕ 3, 4 действуют импульсы меньшей дли- тельностииз-за частичного перекрытия , входных им.пульсов. Триггер 7 остается после окончания импульса на входной шине 11 в нулевом состоянии.

. Следующие два импульса входных последовательностей полностью перекрыва- , ют друг друга. В результате этого на прямых выходах элементов И/И-НЕ 3, 4 действуют нулевые сигналы и состояние последующих элементов схемы не меняется. Затем,,,приходит импульс на входную шину 11, на выходе формирователя 2 появляется единичный сигнал, поступающий через открытый в это время элеменр И/И-НЕ 4 на второй вход элемента И 9.

548

Сигнал с инверсного выхода элемента И/И-НЕ 4 через дифференцирующую цепь 6 подтверждает нулевое состояние триггера 7, на первом входе элемента И 9 присутствует единичный сигнал. При этом на выходе элемента И 9 появляется едиГ1ИЧНЫЙ импульс, несущий информ ацию о том, что частоты последовательностей различны и частоты последней последовательности выше.

Использование изобретения позволяет упростить устройство по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Устройство для сравнения частот двух последовательностей импульсов, содержащее два формирователя, два элемента , две дифференцирующие цепи, триггер, два элемента И, причем .входы первого и второго формирователей соединены с первой и второй входными шинами устройства соответственно, а прямы выходы первого и второго формирователей подключены к первым входам первого и второго элементов И/И-НЕ соответственно, инверсные выходы первого и второго формирователей соединены со вторыми, входами второго и первого элементов- И/И-НЕ соответственно, о т л и - чающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в нем прямые выходы первого и второго -элементов И/И-НЕ соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответ ственно, инверсный выход первого элемента И/И-НЕ подключен через первую, дифференцирующую цепь ко входу установки 6 единичное состояние триггера, прямой выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, инверсный вь1ход второго элемента И/И-НЕ через вторую дифференцирующую цепь подключён ко. входу Установки в нулевое состояние триггера, инверсный выход которого соединен со вторым входом второго элемента И...

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N9 486466, кл. G 06 F 7/00, 03.07.1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 570893, кл. Q 06 F 7/00, 12,03. 1977 (прототип).