Устройство для получения разностной частоты двух импульсных последовательностей Советский патент 1982 года по МПК G06F7/60 

Sk УСТРОЙСТВО для ПОЛУЧЕНИЯ РАЗНОСТНОЙ ЧАСТОТЫ ДВУХ.ИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления и обработки информации.

Известно устройство для получения разностной частоты, содержащее пять триггеров и элемент НЕ, подключенный входом к шине синхронизации и импульсному входу первого триггера, соединенного потенциальным входом с шиной д уменьшаемой частоты и подключенного выходом к первому импульсному входу второго триггера, выход которого соединен с первым импульсным входом третьего триггера, подключенного вто-is рым импульсным входом к выходу четвертого триггера, соединенного первым импульсным входом с выходом пятого триггера, потенциальный вход которого подключен к шине вычитаемой час- 20 тоты l3 .

Недостатками данного устройства являются пониженная точность формирования разностной частоты, обусловленная наличием сбоев в работе при равенстве или малых отличиях уменьшаемой и вычитаемой частот и отсутствием возможности получать разностную частоту двух импульсных последовательностей при условии, когда вы1 1таемая частота больше уменьшаемой, так как невозможно установить знак разности вычитаемых частот.

Наиболее бли;зким техническим решением к предлагаемому является вычитатель частот, содержащий триггеры и элемент НЕ, подключенный входом к шине синхронизации и к импульсному входу первого триггера, соединенного потенциальным входом с шиной уменьшаемой частоты и подключенного выходом к первому импульсному входу второго триггера, выход которого соединен с первым импульсным входом третьего триггера, подключенного вторым импульсным входом к выходу четвертого триггера, соединенного первым импульсным входом с выходом пятого триггера. ггогенциальныи вход которого подключен к шине вычитаемых частот, при этом дополнительно введен элемент И и триггер, соединенный первым импульс ным входом с первым входом первого элемента И, подключенного выходом к выходной шине и с выходом второго эле мента И, подключенного входами соответственно к первому импульсному входу и первому выходу третьего триггера, а второй импульсный вход дополнительного триггера, соединенного, выходом со вторым входом первого элемента И, подключен к выходу третьего эле мента И, входы которого соединены со- 5

ответственно с вторым импульсным .вхо-Йом и вторым выходом третьего триггера, причем выход инвертора, подключенного входом к второму импульсному входу четвертого триггера, соединен с вторым импульсным входом второго триггера и импульсным входом пятого триггера Г .

Недостатками данного устройства является пониженная точность формирования разностной частоты, обусловленная возможностью сбоев в работе, когда задний фронт импульса вычитаемой частоты синхронно совпадает с передним фронтом импульса уменьшаемой частоты. При этом на выходе вычитателя . не должна появляться часть сравниваемых импульсов; однако в силу неодинаковости фронтов и длительностей импульсов уменьшаемой и вычитаемой частот, которые преобразуются по заднему фронту импульсов синхронизации и заднему фронту инвертированных импульсов синхронизации, соответственно на выходе вычитателя возможно появление ложных сигналов, что снижает точность данного устройства; отсутствует возможность получать разностную частоту двух импульсных последовательнос тей при условии, когда вычитаемая частота больше уменьшаемой, что ограничивает функциональные возможности устройства, если необходимо управлять как по положительной, так и отрицательной разности частот, так как невозможно установить знак разности вычитаемых частот. Целью изобр,етения является повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства за счет фиксации знака разности частот. Для достижения поставленной цели у устройство для получения разностной

го генератора синхроимпульсов и третьему еходу первого элемента И, выход первого элемента И соединен сS-входом второго триггера, R -вход которого подключен к выходу второго элемента И, прямой выход второго триггера соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен ко второму выходу четырехфазночастоты двух импульсных последовательностей, содержащее триггеры и элементы И,,содержит четырехфазный генератор синхроимпульсов, элементы НЕ, триггер знака и элемент ИЛИ, причем вход первого элемента НЕ соединен с первым входом первого элемента И и первым входом частоты устройства, а выход первого элемента НЕ подключен к 6-входу первого триггера, прямой выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, а инверсный выход - с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов, а выход подключен к R-входу первого триггера и к S-входу третьего триггера, прямой выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов, а выход соединен с R-входом четвертого триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу пятого элемента И, второй вход которого подключен к S-входу третьего триггера, а выход соединен с S-входом триггера знака, прямой выход которого является первым выходом знака разности устройства, и с первым входом элемента ИЛИ, вход второго элемента НЕ соединен с первым входом шестого элемента И и вторым входом частоты устройства, а выход второго элемента НЕ подключен к S-входу пятого триггера, прямой выход которого соединен со вторым входом шестого элемента И, а инверсный выход - с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого подключен ко второму выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов и к третьему входу шестого элемента И, выход которого подключен к S-Elxoдy шестого триггера, R-вход которого подключен к выходу седьмого элемента И, а прямой выход к первому входу восьмого элемента И, второй вход которого подключен к пер59вому выходу четырехфазного генератора сину роимпульсов, а выход - к R-входу пятого триггера, S-входу четвертого триггера и S-входу седьмого триггера, R-вход которого подключен к третьему выходу четырехфазного генератора синх роимрульсов, а прямой выход - к первому входу девятого элемента И, второй вход которого соединен с четвертым выходом четырехфазного генератора синхронных импульсов и R-входом третьего триггера, а выход подключен KR-входу восьмого триггера, -вход которого соединен cS-входом третьего триггера, а инверсный выход подключей к первому входу десятого элемента И, второй вход которого подключен к S-входу седьмого триггера vi к 5-входу четвертого триггера, а выход соединен cR-входом триггера знака, инверсный выход которого является вторым выходом знака устройства, и со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу разности частот устройства. Цель достигается за счет, исключения возможности сбоев в работе или дробления импульса при получении разности частот, когда задний фронт вычитаемой частоты синхронно совпадает .с передним фронтом уменьшаемой частоh-ы и за счет фиксации в устройстве знака разностной частоты. На чертеже изображена структурная схема устройства для получения разностной частоты двух импульсных последовательностей. Устройстве содержит триггеры 1-8, триггер знака 9, элементы И 10-19, элементы НЕ 20,21, элемент ИЛИ 22, четырехфазный генератор синхроимпульсов 23. Устройство работает следующим образом. При отсутствии входных сигналов триггеры 1, 5 находятся в единичном состоянии, триггеры 2, 3, t, 6, 7, 8 в нулевом состоянии, а триггер знака 9 - в режиме хранения. Четырехфаз ный генератор синхроимпульсов 23 вырабатывает синхроимпульсы частоты с . С2 С3 с4 смещенные по фазе относительно друг друга на с, где с - длительность каждого синхроимпульса. Синхроимпульсы частоты fci поступают на второй вход элемента И 12, на третий вход элемента И 1 и на второй вход элемента И 16. Синхроимпульсы частоты поступают на 36 второй вход элемента И 13 и R-вход триггера 7. Синхроимпульсы частоты f поступают на третий вход элемента И 10, второй вход элемента И 11 и второй вход элемента И 17. Синхроимпульсы частоты f(-4 поступают на. Rвход третьего триггера и второй вход элемента И 18. Импульсы частоты f и f разрешают прохождение синхроимпульсов частоты fc и f. через элементы И 10 и И 15 соответственно. Первые пришедшие синхроимпульсы частоты fc и ff.r npoxof r через элементы И 10 и И 15 соответственно, устанавливая триггер 2 и триггер 6 в единичное состояние. Следующие синхроимпульсы частот fcj fc проходят через элементы И 12 и И 17, соответственно, и сбрасывают триггер 1 и триггер 5 в нулевое состояние; после этого триггеры находятся в режиме хранения до прихода следующего импульса частот f и f соответственно. Следующие синхроимпульсы частот f(nf oxoдят через элементы И 11 и И 1б соответственно, устанавливая в нулевое состояние триггер 2 и триггер 6, которые своим прямым выходом запрещают, прохождение синхроимпульсов частот fc и fc через элементы И 12 и И 17. Таким образом, на выходе элементов. И 12 и И 17 формируется последовательность синхронизированных импульсов с частотами f и f/j и скважностью 4., Ti/T, где Tf 1/f , TC 1/fc7 i/с f 2 Синхронизированные импульсы с частотами f, и f устанавливают соответственно триггер 3 и триггер 7 в единичное состояние....Триггер 3 и три|- гер 7 своими прямыми выходами разрешают прохождение синхроимпульсов частот fc3 fc4через элементы И 13 и И 18 соответственно. Синхроимпульсы частот fcs fc4проходят через элементы И И 18, устанавливая в нулевое состояние триггер k и триггер 8, которые своими инверсными выходами, разрешают прохождение синхронизированных сигналов частот f и f через элементы И Н и И 19. Если до прихода следующего синхронизированного импульса частоты f на триггер поступает синхронизированный импульс частоты fj, триггер установится в единичное состояние и своим инверсным выходом Запретит прохождение имПульсов через элемент И I. В противном случае синхронизированный импульс частоты f проходит через элемент И t и элемент ИЛИ 22 нэ выходную .шину уст ройства, устанавливая триггер знака 9 в единичное состояние. Т.е. если f - f2, на выход устройства проходит последовательность импульсов, среднее значение частоты которой равно Аналогично, если 2 1 синхронизи рованный импульс частоты ft через элемент И 19 и элемент ИЖ 22 проходит на выходную шину устройства, устанавливая триггер знака 9 в нулевое состояние. В этом на выходе |устройства получаем последователь ность импульсов, среднее значение час тоты которой равно . Таким свразом, на выходе разностной частоты устройства имеет среднее значение раз ностной частоты равное /f 2/ За базовый образец принято известное устройство. Относительная погрешность вычитания двух импульсных последовательностей определяется по формуле 5 /Д/ИСТ ,QO ИСТ где истинная разность частот; ifjjj - измеренная разность частот. В предложенном устройстве , при f - f2 О, f - fj -i О, когда ta/ T- «® c - частота синхронизации,a известная О в 100 при f - f2 . Таким стразом, предлсженное устройство позволяет исключить сбои в работе и расширить функциональные возможности устройства. Формула изобретения Устройство для попучег 1Я разностной частоты двух импульсных последова тельностей, содержавшее триггеры и эяе менты И, отличающееся тем что, с целью повышения точности и рас ширения функциональных возможностей устройства за счет фиксации знака разности частот, оно содержит четырех фазный генератор синхроимпульсов, эле менты НЕ, триггер знака и элемент ИЛИ причем вход первого элемента НЕ соеди нен с первым входом первого элемента и первым входом частоты устройства, выход первого элемента НЕ подключен к S-входу первого триггера, прямой аы ход которого соединен со вторым входом первого элемента И, а инверсный ВЫХОД - с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов и третьему входу первого элемента И, выход которого соединен с S-входом второго триггера, R-вход-которого подключен к выходу второго элемента И, а прямой выход соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен ко второму выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов, а выход подключен к R-входу первого триггера и к S-входу третьего триггера, прямой выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов, а выход соединен с R-входом четвертого триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу пятого элемента И, второй вход которого подключен к S-входу третьего триггера, а выход соединен с S-входом триггера знака, прямой выход которого является первым выходом Знака разности устройства, и с первым входом элемента ИЛИ, вход второго элемента НЕ соединен с первым входом шестого элемента И и со вторым входом частоты устройства, а выход второго элемента НЕ подключен к S-входу пятого триггера, прямой выход которого соединен со вторым входом шестого элемента И, а инверсный выход - с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого подключен ко второму выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов и к третьему входу шестого элемента И, выход которого подключен к S-входу шестого триггера,R-вход которого подключен к выходу седьмого элемента И, а прямой выход - к первому входу восьмого элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу четырехфазного генератора сйтМхроимпульсов, а выход - кR-входу пятого триггера,S-входу четвертого триггера и S-входу седьмого триггера, -вход которого подключен к третьему выходу четырехфазного генератора синхроимпульсов, а прямой выход - к первому входу девятого элемента И, второй вход которого соединен с четвертым выходом четырехфазного генератора синхроимпульсов и с R-входом третьего триггера, а выход подключен кR-входу восьмого триrrepa.S -вход которог соединен с5-входом третьего т риг