Цифровой частотный дискриминатор Советский патент 1981 года по МПК H03D13/00 

(54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТНЫЙ ДИСКРИМИНАТОР

1

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть применено в цифровых измерительных устройствах, а также может работать на вычислитель при обработке информации .

Известен частотный дискриминатр, содержащий два триггера, шесть элементов И, дифференцирующую цепь., дискриминатор полярности ll.

Недостатком известного дискриминатора является значительная погрешность при воспроизведении периода входного сигнсша.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является импульсный частотный дискриминатор, сбдержаидий два- 1К-триггера, первый вход каждого из которых соединен с соответствующей входной шиной и первым входом соответствующего элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу данного IК-триггера и одному входу соответствующего выходного элемента И, вторые входы выходных элементов И соединены с первой шиной тактовых сигналов, вторые входы IК-триггеров соединены между собой.,

Для правильной работы дискриминатора необходимо, чтобы дискриминируемые сигналы, подаваемые на входнУе шины были разнесены во времени с сигналами синхронизирующей частоты. Подаваемой на третью шину. Дпя этого необходи ло несинхронизированные входные сигналы предварительно синхронизировать 2 .

10

Однако за счет схемл синхронизации может появиться погрешность при воспроизведении периода входного сигнсша. При этом, на входы импульсного частотного дискриминатора

15 поступают частоты с неравномерным мгновенным периодом. При поступлении таких сигналов на дискриминатор, последний вырабатывает разностную частоту с дополнительной погрешностью ,

20 мгновенного периода, при этом усредненное значение периода разностной частоты стремится к идеальному периоду

25

Таким образом, известный дискриминатор обладает значительной погрешностью и недостаточной линейностью.

Цель изобретения - уменьшение 30 .погрешности и повышение линейности..

Поставленная цель достигается тем что в цифровой частотный дискриминатор, содержащий два IК-триггера, .первый вход каждого из которых соединен с соответствующей входной шиной и первым входом соответствуквдего входного элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу данного IК-триггера и одному входу

соответствующего выходного элемента И, вторые входы выходных элементов И соединены с первой шиной Тактовых сигналов, а вторые входы IК-триггеров соединены между собой, введены четерехвходовый и двухвходовый элементы И, RS-триггер, входы которого соединены с выходами упомянутых введенных элементов И, а выход соединен со вторыми входами IК-триггеров, и два синхроблока, первый каждого из которых соединен с выходом соответствующего входного элемента И и одним из входов четырехвходового элемента И, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первыми выходами IК-триггеров, входы двухвходового элемента И подключены ко вторым-выходам IК-триггеров, третий вход каждого из которых соединен с первым выходом соответствуквдего синхроблока, второй выход которого подключен к третьему входу соответствующего выходного элемента И, а вторые и третьи входы синхроблоков соединены соответственно со второй и третьей шинами тактовых сигналов.

В данном дискриминаторе за счет того, что по входным шинам информация поступает в любые моменты времени и обрабатывается асинхронно, а потом уже синхронизируется, значительно снижается погрешность.

На фиг. 1 приведена функциональная схема дискримин,атора; на фиг. 2временные диаграммы его работы; на фиг. 3 - функциональная схема синхроблока, используемого в данном дискриминаторе.

Импульсный частотный дискриминатор содержит два IК-триггера 1 и 2, шесть элементов И 3 - 8, два синхроблокй 9 и 10, RS-триггер 11, шины 12-.14 тактовых импульсов, входные шины 15 и 16, выходные шины 17 и 18 причем, каждый из синхроблоков 9 (10 состоит из двух IК-триггеров 19 и 20 элемента И-НЕ 21, входных шин 22-24 и выходных шин 25 и 26.

Дискриминатор работает следующим образом.

В исходном состоянии IК-триггеры 1, 2 и RS-триггер 11 установлены в нулевое состояние. Входные сигналы с .периодами Т, и Tj поступают по входным шинам 15 и 16 соответственно (фиг. 2а,б).

Рассмотрим случай когд Т it, С приходом отрицательного перепада

по входной шине 15 1К-триггер 1 устанавливается в единичное состояние Если на входной шине 16 не появится отрицательный перепад до прихода положительного перепада по входной шине 15, то по появлению положительного перепада ло входной шине 15 на выходе элемента 3 появится отрица- тельный перепад, в результате чего IК-триггер 19 (фиг. 3) установится в единичное состояние. С приходом первого тактового импульса по шине . 12 (фиг. 2в) 1К-триггер 20 перейдет в единичное состояние. После этого по шине 13 приходит второй тактовый импульс (фиг. 2 г) и через элемент 7 проходит на выходную шину 17, так как IК-триггер 1 находится в единичном состоянии. После этого по шине 14 приходит третий тактовый импульс (фиг. 2д) и устанавливает IК-триггеры 1 и 19 в нулевое состояние, а очередной тактовый импульс, приходящий по шине 12 установит IК-триггер 20 в нулевое состояние и дискриминатор вернется в исходное состояние.

Пусть теперь по входной шине 15 пришел отрицательный перепад входного сигнала с периодом Т и установил IК-триггер 1 в единичное состояние, после этого по входной шине 16 (до прихода положительного перепада по входной шине 15) пришел отрицательный перепад входного сигнала с периодом TVj , он установит I К-триггер 2 в единичное состояние, тогда на всех входах элемента 4 установятся единичные потенциалы, а на выходе появится нулевой потенциал, который установит на нулевом выходе RS-триггера 11 нуль. Этот сигнал сбросит iК-триггеры 1 и 2,т.е. на нулевых выходах IК-триггеров 1 и 2 установится единичный потенциал, который установит на выходе элемента 5 нулевой- потенциал, а он в свою очередь установит RS-триггер 11 в нуль,т.е. дискриминатор перейдет в исходное состояние без выдачи сигналов на выходную шину.

В том случае когда 731 Т дискри-.минатор работает аналогично, но разностые импульсы вырабатываются на шине 18 (фиг. 2ж).

Рассмотрим случай, когда Т Tj. и входные сигналы находятся в противофазе. При этом возможна ситуация, когда по приходу положительного перепада на входную шину 15 на выходе элемента 3 вырабатывается отрицательный перепад, что приводит к срабатыванию синхроблока 9, но, в тоже время, по приходу.отрицательного перепада по входной шине 16 вырабатывается и сигнал на выходе элемента 4 что приводит к появлению отрицательного перепада на нулевом выходе RSтриггера 11, который устанавливает IК-триггеры 1 и 2 в нулевое состояние. При этом на выходной шине 26 синхроблока 9 вырабатывается ложный импульс, который поступает на один из входов элемента 7, но так как на другом входе элемента 7 будет нулевой потенциал с единичного выхода 1К-триггера 1, то этот ложный сигнал на выход дискриминатора не пройдет (фиг. 2е), т.е. в любом случае при равенстве входных частот дискриминатор не будет выдавать разностных импульсов.

Формула изобретения

Цифровой частотный дискриминатор содержащий два 1К-триггера, первый вход каждого из которых соединен с соответствующей входной шиной и первым входом соответствующего входного элемент И, второй вход которого подключен к первому выходу данного 1К-триггера и одному входу соответствующего выходного элемента И, вторые входы выходных элементов И соединены с первой, шиной тактовых сигналов, а вторые входы IК-триггеров соединены между собой, отличающийся тем, что, с целью

уменьшения погрешности и повышения линейности, в него введены четырвквходовый и двухвходовый элементы И, RS-триггер, входы которого соединены, с выходами упомянутых введенных 5 элементов И, а выход соединен со вторыми входами IК-триггеров, и два синхроблока, первый вход каждого из KOTop ix соединен с выходом соответствующего входного элемента И, и одним из входов четырехвхсдового элеoмента И, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первыми выходами IК-триггеров, входы двухвходового элемента И подключены ко вторым выходам IК-триггеров, третий вход каждого из которых соединен с первым выходом соответствующего синхроблока,.второй выход которого подключен к третьему входу соответствующего выходного элемента И,

0 а вторые и третьи входы синхроблоков соединены соответственно со второй и третьей шинами тактовых сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.АЬторское свидетельство СССР

5

568146, кл. Н 03 D 13/00, 25.11.74.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 621066, кл. Н 03 О 13/00 13.05.75.е, П П П fi П П n П П П П П П П IT П П П П П П п п п п п fT п п п п п п п п п п п п п п П П II П П П П П П л о П П П П П П П П П

22 оBfod