Цифровой нуль-орган Советский патент 1982 года по МПК G06F7/02 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управления для вычисления интегральной составляющей закона регулирования.

Известен цифровой нуль-орган, содержащий преобразователь код-интервал, формирователь импульсов, схему совпадения, измеритель периода заданной частоты. Устройство используется для точного определения момента совпадения частот двух последовательностей импульсов, т.е. по существу является релейным компаратором 1,

Недостатком этого нуль-органа является то, что он не может быть использован для преобразования разности частот двух импульсных последовательностей в цифровой код.

Наиболее близким к предлагаемому является цифровой нуль-орган, содержащий реверсивный счетчик, кодовые

входы которого через узлы блокирювки соединены с блоком синхронизации, на вход которого подаются импульсные последовательности частоты задания, тактовой частоты и частоты обратной связи. Один из выходов блока синхронизации соединён с суммирующим входом, другой выход - с вычитающим входом реверсивного счетчика. Этот нуль-орган производит сравнение им10пульсных последовательностей частоты задания и обратной связи и преобразует их в цифровой код, который затем используется в системе цифрового регулирования 2.

15

Недостатком известного нуль-органа является нечувствительность к изменению разности фаз между импульсными последовательностями частоты за20дания и обратной связи, т.е. пониженная точность работы.

Цель изобретения - повышение точ ности работы нуль-органа. 39 Поставленная цель достигается тем, что в цифровом нуль-органе, со держащем триггеры, элементы И, дешифраторы, реверсивный счетчик, вычитающий счетчик, причем первый информационный вход цифрового нуль-ор гана соединен со входами установки в единичное состояние .триггеров и со входом управления вычитающего счетчика, второй информационный вхо цифрового нуль-органа подключен ко входу установки в нулевое состояние первого триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с пер выми входами первого и второго элементов И соответственно, вход такто вых сигналов цифрового нуль-органа подключен ко вторым входам первого и второго элементов И и к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с информационным входом вычитающего счетчика, выход первого элемента И соединен с суммирующим входом реверсивного счет чика, прямые выходы разрядов которого подключены ко входам первого дешифратора, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход второго элемента И подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, инверсные выходы разрядов которого соединены со входами второго дешифратора, выход которого подключен к третьему входу второго эле мента И, прямой и инверсный выходы второго триггера соединены с четвер тыми входами второго и первого элементов И соответственно, прямые выходы разрядов реверсивного счетчика подключены к установочным входам раз рядов вычитающего счетчика, выходы разрядов которого соединены со входами третьего дешифратора, выход ко торого подключен ко входам установки в нулевое состояние второго и третьего триггеров, прямой выход третьего триггера соединен со вторым входом третьего элемента И. Блок-схема цифрового нуль-органа представлена на чертеже. Цифровой нуль-орган содержит три геры 1 - 3,.элементы И 4 - 6, ревер сивный счетчи1К 7, дешифраторы 8 и 9 вычитающий счетчик 10, дешифратор 11, информационные входы 12 и 13, вход тактовых сигналов И. Нуль-орган работает следующим об разом. В установившемся режиме (согласованном состоянии системы регулирования) справедливы соотношения fj .foc const, где f,, и .fp( сигналы на информационных входах 12 и 13 соответственно; f - временной интервал, соответствующий .фазовому сдвигу между f, и . при равенстве их величины. Очередной импульс f2, поступающий в нуль-орган, осуществляет следующие переключения: триггеры 1 - 3 устанавливаются в состояние 1, разрешается перезапись кода реверсивного счетчика 7, соответствующего предыдущему значению f, ;В вычитающий счетчик 10. При этом элементы И 5, И 6 остаются в закрытом состоянии, а элемент И 4 открывается, и тактовые импульсы f поступают на счетный вход вычитающего счетчика 10, уменьшая его содержимое. Этот процесс продолжается до момента обнуления -вычитающего счетчика 10, фиксируБмого дешифратором 1 1 . Выходным импульсом последнего триггер 1 устанавливается в состояние О, а элемент И 4 закрывается. Код реверсивного счетчика 7 не изменяется, так как момент обнуления счетчика с точностью до TQ T/fjj совпадает с моментом поступления импульса ()(-, и в течение цикла элементы И 5, И 6, будут находиться в закрытом состоянии. В режиме больших возмущений (da период foeпоступает несколько импульсов f-. или наоборот) нуль-орган заходит в зону ограничения, так как заполнение реверсивного счетчика 7 фиксируется дешифратором 8, а его обнуление - дешифратором 9. В первом случае блокируется поступление импульсов на суммирующий аход реверсив- ного счетчика 7, а во втором -на вычитающий. Вход в линейную зону регулирования обеспечивается после устранения рассогласования вплоть до fъ foe в прецизионных системах управления и регулирования динамическое отклонение регулируемого параметра весьма мало, время регулирования также мало. В таких системах использование известного устройства, реагирующего на разность частот, невозможно. Особенно часто указанный режим имеет место в системах, где частотный датчик регулируемого параметра имеет невысокую разрешающую способность, а такие

датчики в силу их простоты и надежности нашли преимущественное применение, например в цифровых системах управления электропроводами. В этой области наиболее эффективно использование предлагаемого цифрового нульоргана.

Таким образом, предлагаемый цифровой нуль-орган, сохранив достоинство известного устройства - цифровой выход, позволяет повысить чувствительность к изменению разности фаз между импульсными последсгвательностями частот задания fj и обратной связи ff,. что повышает точность работы. .

Формула изобретения

Цифровой нуль-орган, содержащий триггеры, элементы И, дешифраторы, реверсивный счетчик, вычитающий счетчик , причем первый информационный вход цифрового нуль-органа соединен с входами установки в единичное состояние триггеров и с входом управления вычитающего счетчика, второй информационный вход цифрового нульоргана подключен к входу установки в нулевое состояние первого триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, вход тактовых сигналов цифрового нуль-органа подключен к вторым входам первого и второго элементов И и к первому входу третьего

элемента И, выход которого соединен с информационным входом вычитающего счетчика, отличающийся тем,что, с целью повышения точности нуль-органа, выход первого элемента И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика,прямые выходы разрядов которого подключены к входам первого дешифратора, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход второго элемента И подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, инверсные выходы разрядов которого соединены с входами второго дешифратора, выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, прямой и инверсный выходы второго триггера соединены с четвертыми входами второго и первого элементов И соответственно, прямые выходы разрядов реверсивного счетчика подключены к установочным входам разрядов вычитающего счетчика, выходы разрядов которого соединены с входами третьего дешифратора, выход которого подключен к входам установки в нулевое состояние второго и третьего триггеров; прямой выход третьего триггера соединен с вторым входом третьего элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 335685, кл. G 06 F 7/0, 19б9.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке f 28lif 03/l8-2A,

кл. G Об F 7/02, 1979 (прототип).