Устройство допускового контролячАСТОТы Советский патент 1981 года по МПК H03K5/18 

t

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для допускового контроля частоты различных преобразователей параметр-частота, имеющих как линейную, так и нелинейную зависимость частоты от величины контролируемого параметра.

Известны устройства, содержащие элементы совпадения, ключи, триггеры и репе времени, выполненные в виде мультивибраторов i .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство допускового контроля частоты, содержащее пороговые элементы блок логических элементов И, регистратор отклонения частоты от заданного допуска, генератор опорной частоты, формирователь импульсов опорной частоты и элемент И 2 .

Недостатком известных устройств является низкая точность допускового контроля частоты.

Целью изобретения является повышение точности допускового контроля частоты.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее два пороговых элемента, выходы

которых соединены с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока логических элементов И, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами регистратора отклонения частоты от заданного допуска, последовательно соединенные генератор опорной частоты, формирователь импульсов опорной частоты

0 и первый элемент И, введены блок выделения начала и конца пакета совпадения, второй элемент И, триггер, ключ, мультивибратор, элемент ИЛИ, блок определения знака отклонения

5 частоты, формирователь импульсов сигнала контролируемой частоты,причем вход формирователя импульсов опорной частоты соединен с первым входом блока определения знака

0 отклонения частоты, выход формирователя импульсов сигнала контролируемой частоты соединен со вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго

5 элемента И и со входом блока выделения начала и конца пакета совпадений, первый выход которого соединен с пятым входом блока логических элементов И, а второй выход соединен со

0 входом триггера, со вторым входом блока определения знака отклонения частоты и со вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со входами пороговых элементов, выход триггера соединен с первым входом ключа, второй вход которого сое динен с выходом мультивибратора, вход которого подключен к шине эапуска, а выход ключа соединен с пер вым входом элемента ИЛИ, второй и третий входы которого соединены с третьим и четвертым выходами блока логических элементов И, а его выход соединен с третьим входом регистратора, первый и второй выход блока определения знака отклонения частоты соединены с шестым и седьмым входами блока логических элемен тов И, а блок определения знака отклонения частоты содержит два триггера знака, два ключа, линию задерж ки, элемент И, формирователь импуль сов опорной частоты, причем выход формирователя импульсов опорной час тоты через первый ключ и элемент И соединен со входом первого триггера знака, выход линии задержки через второй ключ соединен со входом второго триггера знака, первый выход первого триггера знака соединен со вторым входом второго, ключа, а первый выход второго триггера знака со вторым входом первого ключа,вход формирователя импульсов опорной частоты соединен с первым входом бл ка определения знака отклонения час тоты, второй вход элемента И соедин со входом линии задержки и вторым входом блока определения знака отклонения частоты, а вторые выходы первогоИ второго триггеров знака соединены соответственно с первым и вторым выходами блока определения знака отклонения частоты. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства;на фиг. 2 - времен ные диaгpaм ы, поясняющие его работ Устройство содержи-- генератор 1 опорной частоты, формирователь 2 импульсов опорной частоты, пороговые элементы.3 и 4, содержащие счетчики 5 и 6 импульсов и триггеры 7 и 8 соответственно, элемент ИЛИ 9, блок 10 логических элементов И, содержаЩИ1Й элементы И 11-14, регистратор 15 отклонения частоты от заданного допуска, содержащий индикаторы 16-18 формирователь 19 импульсов сигнала контролируемой частоты, элементы И 20 и 21, триггер 22, блок 23 выделения начаша и конца пакета совпадений, мультивибратор 24, ключ 25, блок 26 определения знака отклонения частоты, содержащий формирователь 27 импульсов опорной частоты, элемент И 28, ключи 29 и 30, триггеры 31 и 32 знака и линию 33 задержки, и шину 34 запуска. Устройство работает следующим образом. Опорный сигнал частоты fg, равный или кратный номинальному значению сигнала контролируемой частоты где m - величина кратности с генератора 1 опорной частоты, поступает На формирователь 2 импульсов опорной частоты, который формирует опорную последовательность прямоугольных импульсов длительностью с периодом 1 следования Т, -7-, причем вели 0чина t должна удовлетворять следующим условиям: гр Н |.у, I л. .б л , 1ц Л I о- К/ ,1,, () Т где Т, -период следования импульсов опорной частоты;-нижний и верхний пределы периодов сигнала контролируемой частоты;TJ равен либо т, либо Тц. Этот же сигнал поступает на вход формирователя 27 импульсов опорной частоты блока 26 определения знака отклонения частоты. Формирователь 27 импульсов опорной частоты формирует импульсы длительностью , следующие с тем же периодом Тд. Опорная последовательность прямоугольных импульсов с выхода формирователя 2 импульсов опорной частоты, поступает на первый вход элемента И 20. Одновременно на второй вход элемента И 20 поступает последовательность прямоугольных импульсов длительности 1 частоты f« с выхода формирователя 19 импульсов сигнала контролируемой частоты. На выходе элемента И 20 выделяются совпадения. Так как частоты fо и f(. близки, то при соблюдении условий .(1) эти совпадения будут идти пакетами. Импульсы совпадений с выхода элемента И 20 поступают на первый вход элемента И 21 и на вход блока 23 выделения начала и конца пакета совпадений, который вырабатывает на своем соответствующем выходе сигнал логической 1, поступающий на второй вход элемента И 21 и разрешающий прохождение импульсов пакета совпадений на входы счетчиков 5 и 6 импульсов пороговых элементов 3 и 4 соответственно в промежуток времени от начала до конца пакета. Перед измерением на соответствующие входы счетчиков 5 и 6 импульсов, используемых при этом как регистры, заносятся соответственно коды C-N,

и C-N2, где N и N верхнее и нижнее значения пределов:

2

, N

( 2 ч о I

Поэтому входные импульсы счетчиков 5 и 6 импульсов суммируются с предварительно записанными кодами.

С соответствующего выхода блока 23 выделения начала и конца пакета совпадений сигнал логической 1 поступает также и на первый вход элемента И 28, на второй вход которого с формирователя 27 импульсов опорной частоты через нормально открытый ключ 28 поступают импульсы длительностью Таким образом, если период контролируемой частоты Т больше m-Tg, то начало пакета соответствует переднему фронту импульса и элемент И 28 вырабатывает импульс совпадения,который перебросит триггер 32 знака. Последний закроет нормально открытый ключ 30, и задержанный линией 33 задержки на время переходных процессов в элементе И 28 и триггер 32 знака перепад напряжения с выход блока 23 выделения начала и конца пкета совпадений не пройдет на вход триггера 31 знака.

При Тц. совпадения в элементе И 28 не происходит, и перебрасывается триггер 31 знака, который закрывает ключ 29.

Триггеры 31 и 32 знака управляют соответственно парами элементов И 13-14 и 11-12, входящими в состав блока 10 логических элементов И.

Если переброшен триггер 32 знака т.е. отклонение частоты от номинала отрицательное, тогда, если N| N, вриггер 8 порогового элемента 4 перебросится, и элемент И 11 выдаст импульс, который через элемент ИЛИ поступит на индикатор 17 в норме. Этот же сигнал блокирует индикаторы

16и 18 ниже и выше, соответственно (блокировки на фиг.1 не показаны) .

При N триггер 8 останется не переброшенным, и в момент окончания контроля (окончания пакета совпадений) импульс считывания с первого выхода блока 23 выделения начала и конца пакета совпадений с небольшой задержкой на время переходных процессов в счетчике 6 импульсов, триггере 8 и индикаторе

17через элемент И 12 поступит на индикатор 16 ниже.

Если переброшен триггер 31 знака, то при перебросе триггера 7 порогового элемента 3 вырабатывается сигнал в норме, а если он не переброшен, то вырабатывается сигнал выше.

В тех случаях, когда значение контролируемой частоты очень близко к номинальному, то период между пакетами совпадений значителен. Поэтому, для повышения быстродействия, в этом случае импульсом пуска через шину 34 запуска запускается мультивибратор 24, длительность импульса которого рассчитывается из условия

I л

т Т

о к

(3)

.

о/

к

о то( к

где Т - либо , либо К - коэффициент, больший единицы.

Дробь в условии (3) определяет

5 наибольший из периодов между началами пакетов совпадений для пределов. Введение же коэффициента К позволяет не предъявлять жестких требований к стабильности работы мультивибра0тора 24, так как оценка контролируемой частоты в этом случае ведется по заведомо меньшему значению отклонения f, от номинала. И если по окончании этого импульса сигнала логичес5кой единицы на соответствующем выходе блока 23 выделения начала и конца пакета совпадений не появится,то перепад напряжения через нормально открытый ключ 25 и элемент ИЛИ 9 поступит на индикатор 17 в нор0ме. Если начало пакета будет до окончания импульса то из-за переброса, триггера 22, закрывающего ключ 25, сигнал контроля вырабатывается блоком 10 логических эле5ментов И так, как это было рассмотрено выше.

Таким образом, достигается синхронизация интервала измерения (опорного интервала) с импульсами

0 сигнала контролируемой частоты.

Обладая простотой схемы и высокой надежностью,.предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности допускового контроля частоты.

Формула изобретения

1. Устройство допускового контроля частоты, содержащее два пороговых элемента, выходы которых соединены с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока логических элементов И, первый и второй выходы которого соединены с. первым и вторым входами регистратора отклонения частоты от заданного допуска, последовательно соединенные генератор опорной частоты, формирователь импульсов опорной частоты и первый элемент И, отличающееся тем, что, с целью повышения точности допускового контроля частоты, в него введены блок выделения начала ,и конца пакета совпадений,второй

элемент И, триггер, ключ, мультивибратор, элемент ИЛИ, блок определения .знака отклонения частоты, формирователь импульсов сигнала контролируемой частоты, причем выход формирователя импульсов опорной частоты соединен с первым входом блока определения знака отклонения частоты, выход формирователя импульсов сигнала контролируемой частоты соединен со вторым входом первого элемента И,выход которого соединен с первым входом второго элемента И и со входом блока выделения начала и конца пакета совпадений, первый выход которого соединен с пятым входом блока логических элементов И, а второй выход соединен со входом триггера, со вторым входом блока определения знака отклонения частоты и со вторым входо второго элемента И, выход которого соединен со входами пороговых элементов , выход триггера соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом мультивибратора, вход которого подключен к шине запуска, а выход ключа соеди-нен с первым входом элемента ИЛИ, второй и третий входы которого соединены с третьим и четвертым выходами блока логических элементов И, а его выход соединен с третьим входом регистратора, первый и второй выходы блока определения знака отклонения частоты соединены с шестым и седьмым входами блока логических элементов И

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок определения знака отклонения частоты содержит два триггера знака, два ключа линию задержки, элемент И, формирователь импульсов опорной частоты, причем выход формирователя импульсов опорной частоты через первый ключ и элемент И соединен со входом первого триггера знака, выход линии задержки через второй ключ соединен со входом второго триггера знака, первый выход первого триггера знака соединен со вторым входом второго ключа, а первый выход второго триггера знака - со вторым входом первого ключа, вход формирователя импульсов опорной частоты соединен с первым входом блока определения знака отклонения частоты, второй вход элемента И соединен со входом линии задержки и вторым входом блока определения знака отклонения частоты, а вторые выходы первого и второго триггеров знака соединены соответственно с первым и. вторым выходами блока определения знака отклонения частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 187105, кл. Н 03 К 5/18, 1965,

2.Авторское свидетельство СССР 194188, кл. Н 03 К 5/18, 1967 (прототип),

cz

«4J

v