Przedmiotem wynalazku jest uklad analizujacy czestotliwosci chwilowe przebiegów impulsowych nalezacy do dziedziny cyfrowej techniki pomiarowej.Stan techniki. Znany uklad do wykrywania i pomiaru niewielkich chwilowych zmian czestotliwosci w pe¬ riodycznych przebiegach impulsowych zawiera na wejsciu dzielnik czestotliwosci z przerzutnikiem, którego wej¬ scie Uczace polatzone jest z zaciskiem wejsciowym ukladu, a wyjscia polaczone sa poprzez uklady rózniczkujace z zaciskami wyjsciowymi dzielnika. Do dzielnika podlaczone sa kanaly czestotliwosci, w których dwa zestawy multiwibratorów jednostabilnych podlaczone sa za pomoca dwóch ukladów „i" do ukladu „lub", którego wyjscie jest polaczone z zaciskiem wyjsciowym kanalu. Kazdy kanal zakonczony jest zespolem wyznaczenia przedzialu czasu. Zacisk wejsciowy zespolu podlaczony jest poprzez uklad rózniczkujacy do przerzutnika, którego wyjscia polaczone sa poprzez dwie galezie z ukladem „lub", a nastepnie poprzez inwertor z zaciskiem wyjsciowym ukladu.Omówiony uklad wykrywa tylko niewielkie chwilowe zmiany czestotliwosci nominalnej badanego przebie¬ gu. Ukladem tym nie mozna wykrywac wiekszych zmian czestotliwosci chwilowej badanego przebiegu oraz nie mozna analizowac przebiegów impulsowych wedlug ich czestotliwosci chwilowej.Istota wynalazku. Uklad wedlug wynalazku posiada na wejsciu zespól opózniajaco dzielacy, który dzieli analizowany sygnal na cztery przebiegi. Otrzymane w tym zespole cztery ciagi impulsów podaje sie do wejsc czterowejsciowych zespolów wydzielajaco-przetwarzajacych, z których kazdy wydziela z badanego przebiegu impulsy o zadanej czestotliwosci chwilowej i przedstawia w postaci ujemnego napiecia otrzymywanego na jego wyjsciu. Kazdy z zespolów wydzielajaco-przetwarzajacych moze byc ukladem prostym skladajacym sie z ukla¬ du wydzielajacego polaczonego z ukladem wyznaczania przedzialu czasu lub tez ukladem wydzielajaco-przetwa- rzajacym zlozonym skladajacym sie z szeregu prostych ukladów wydzielajaco-przetwarzajacych polaczonych równolegle. Ilosc zespolów wydzielajaco-przetwarzajacych jest równa ilosci przedzialów, na które dzieli sie zakres czestotliwosci chwilowej badanego przebiegu.2 97 770 Zaleta ukladu wedlug wynalazku jest przeprowadzanie na biezaco bezposredniej analizy czestotliwosciowej przebiegów impulsowych o dowolnej czestotliwosci nominalnej i dowolnie duzych chwilowych zmianach tej czestotliwosci. Dodatkowa zaleta ukladu jest mozliwosc wybierania tylko niektórych interesujacych przedzialów czestotliwosci dla których ma byc przeprowadzona analiza.Objasnienie figur na rysunkach. Przedmiot wynalazku jest odtworzony schematycznie w przykladzie wyko¬ nania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy ukladu analizujacego czestotliwosci chwilowe przebiegów impulsowych, fig. 2 — zespól opózniajaco-dzielacy, fig. 3 — schemat blokowo-logiczny zespolu wydzielajaco-przetwarzajacego zlozonego, fig. 4 — schemat blokowy zespolu wydzielajaco-przetwarzajacego prostego, fig. 5 - schemat logiczny zespolu wydzielajacego, fig. 6 — schemat logiczny zespolu wyznaczania prze¬ dzialu czasu z inwertorem, fig. 7, fig. 8 i fig. 9 — przebiegi czasowe w poszczególnych punktach ukladu analizuja¬ cego, fig. 10 — podzial zakresu czestotliwosci chwilowej na sasiadujace ze soba przedzialy, fig. 11 — wydzielanie z zakresu czestotliwosci chwilowej niesasiadujacych ze soba przedzialów, fig. 12 — podzial zakresu chwilowego okresu badanego przebiegu na sasiadujace ze soba przedzialy, fig. 13 — wydzielanie z zakresu chwilowego okresu badanego przebiegu niesasiadujacych ze soba przedzialów, fig. 14 — podzial zlozonego przedzialu czestotliwosci chwilowej na przedzialy proste, fig. 15 - podzial zlozonego przedzialu chwilowego okresu na przedzialy proste, fig. 16 — podzial wejsciowego przebiegu impulsowego na przebiegi impulsów nieparzystych i parzystych oraz opóznionych impulsów nieparzystych i opóznionych impulsów parzystych.Przyklad wykonania wynalazku i jego dzialanie. Zacisk wejsciowy Wej podlaczony jest do zespolu opóz- niajaco-dzielacego OD, który jest polaczony z zespolami wydzielajaco-przetwarzajacymi WPj zakonczonymi za¬ ciskami wyjsciowymi Wyj, przy czym i = 1, 2, 3, 4 ... n, zas n jest liczba przedzialów, na które dzieli sie zakres czestotliwosci chwilowej badanego przebiegu impulsowego wedlug fig. 10, lub które wydziela sie z tego zakresu wedlug fig. 11.Zespól opózniajaco-dzielacy OD, podlaczony do zacisku wejsciowego ukladu Wej zawiera na wejsciu przerzutnik Px, do którego wyjsc podlaczone sa uklady rózniczkujace skok dodatni napiecia Rj iR3, do których dolaczone sa zaciski wyjsciowe dzielnika We! i We3. Do zacisków tych We! i We3 dolaczone sa multiwi- bratory jednostabilne O! i 02, których czas r0 trwania stanu niestabilnego powinien byc bardzo krótki. Do multiwibratora Oi dolaczony jest poprzez szeregowo przylaczony uklad rózniczkujacy skok dodatni napiecia R2 zacisk wyjsciowy We2, natomiast do multiwibratora 02 dolaczony jest uklad rózniczkujacy skok dodatni napie¬ cia R4 i zacisk wyjsciowy We4.Do zacisków Wex, We2, We3 i We4 z fig. 1 podlaczone jest n zespolów wydzielajaco-przetwarzajacych WPj, z których kazdy moze byc zespolem wydzielajaco-przetwarzajacym zlozonym WPjZ z fig. 3 lub prostym WPjP z fig. 4.Zespoly wydzielajaco-przetwarzajace zlozone WPjZ skladaja sie z nrij zespolów wydzielajaco-przetwarzaja¬ cych prostych WPjP (przy kj = 1, 2 ... rfij) przy czym mj jest liczba prostych przedzialów czestotliwosci, na które podzielono i-ty zlozony przedzial czestotliwosci. Prostym przedzialem czestotliwosci jest przedzial spelniajacy warunek Afik lub ii-l (2) z fig. 10 natomiast zlozonym przedzialem czestotliwosci jest przedzial czestotliwosci nie spelniajacy warunku (1) lub (2). Gdy m, 1 to i — ty zespól wydzielajaco-przetwarzajacy jest zespolem zlozonym, natomiast gdy mj = 1 to i — ty zespól wydzielajaco-przetwarzajacy jest zespolem prostym bez ukladu „lub" Lj.Do zacisku Wei kazdego zespolu Wj z fig. 5 podlaczone sa wejscia We multiwibratorów jednostabilnych z samoistnym oraz wyzwalanym przejsciem ze stanu niestabilnego do stanu stabilnego 04k ,05k, 06^, a wejscia We tych multiwibratorów podlaczone sa do zacisku We2. Natomiast wejscia We multiwibratorów 07k, 08ki, 0g\ podlaczone sa do zacisku We3, a wejscie Wa do zacisku We4. Multiwibratory 06k i 07^ powinny miec czas r0 trwania stanu niestabilnego bardzo krótki, natomiast czas r0 trwania stanu niestabilnego multiwibratorów 04^ i Osi wynosi dla przedzialów czestotliwosci Afj sasiadujacych ze soba (fig. 10 i fig. 12) t^"1 dla podprzedzialów czestotliwosci Af^ sasiadujacych ze soba (fig. 14 i fig. 15) oraz t' (i-l)g w przypadku przedzialów czestotliwosci niesasiadujacych ze soba (fig. 11 i fig. 13) przy czym *»% (3) k-1 1 oraz ti _1 =fjT\ (4) t'0-Ok-jT- (5)97 770 3 tj tik t'id 1 fi 1 "fik 1 "fid Czas r0 trwania stanu niestabilnego multiwibratorów 05k i 09k wynosi tj w przypadku przedzialów czesto¬ tliwosci A fj sasiadujacych ze soba, tx w przypadku podprzedzialów czestotliwosci A i\k sasiadujacych ze soba oraz t'jd w przypadku przedzialów czestotliwosci niesasiadujacych ze soba, przy czym (3) (4) oraz (5) Wyjscie multiwibratorów 04k, 05j, 07k sa polaczone z ukladem „i" I*, a wyjscia multiwibratorów 06^„ Ogj, 09kj z ukladem „i" l2ki- Wyjscie obu ukladów „i" Iik oraz I2k polaczone sa poprzez uklad „lub" Itk z zaciskiem wyjsciowym Wxj zespolu Wjk, do którego podlaczony jest zespól Xjk. Zacisk W?lj polaczony jest poprzez uklad rózniczkujacy skok dodatni napiecia Rik z przerzutnikiem Pa\. Wyjscie tego przerzutnika P4k sa polaczo¬ ne poprzez uklady rózniczkujace Rn i, R^ i multiwibratory Oioi, Oni oraz uklady „i" I3k, I4k z ukladem „lub" Ljk — którego wyjscie jest polaczone poprzez inwertor Nj z zaciskiem wyjsciowym zespolu Wyj. Równo¬ legle do multiwibratorów Oj 0k, Oi j\ podlaczony jest przerzutnik P5k.Czasyr0 trwania stanu niestabilnego multiwibratorów jednostabilnych 0i 1 j i Oj u musza spelniac równosc f.k + r a _ffe) ri Sfk-l i } k _ ZIi nK= fk fk_! (6) fiK • fi gdzie: 0 W przypadku gdy n\{ = 1 i przedzialy czestotliwosci sasiaduja ze soba f<+<2ffrfi)' Ti = (7) fi-fi-1 natomiast w przypadku gdy m = 1 i przedzialy czestotliwosci nie sasiaduja ze soba fld + 2f(i_1)g-fid f'd Ti = " (8) fid-f(i-l)g Zaciski wyjsciowe Wyj prostych zespolów wydzielajaco-przetwarzajacych WPj dolaczone sa do wejsc m — wejsciowego ukladu „lub" Lj, którego wyjscie Wyj stanowi i-te wyjscie ukladu analizujacego.Do zacisku wejsciowego Wej ukladu przyklada sie badany przebieg impulsowy pokazany na fig. 16a i 7a.Przebieg ten w zespole opózniajaco-dzielacym OD zostaje podzielony na cztery przebiegi, z których pierwszy pokazany na fig. 16e zawiera kolejne nieparzyste impulsy przebiegu wejsciowego 1, 2, 3, 4 ... (j-1), j, (j+1) ... dru¬ gi — pokazany na fig. 16i zawiera kolejne nieparzyste impulsy opóznione o czas r0 lo 20, 30,40 ... (j-l)o jo» (j+l)o ... trzeci — pokazany na fig. lód zawiera kolejne parzyste impulsy przebiegu wejsciowego 1', 2\ 3',4' ... (j— 1)',j\ (j+ \)9..., a czwarty przedstawiany na fig. 16h zawiera kolejne impulsy parzyste opóznione o czas r0 l'o, 2'0, 3'0, 4'0 ... 0U)909 jo, 0+1)' i-,.Otrzymane w zespole opózniajaco-dzielacym OD cztery ciagi impulsów przedstawione na fig. 7/d, e, i, h oraz na fig. 1 l/d, e, i, h przyklada sie do n czterdwejsciowych zespolów wydzielajaco-przetwarzajacych WPj, z których kazdy i-ty zespól wydziela z badanego przebiegu impulsowego impulsy o czestotliwosci chwilowej4 97 770 zawartej w i-tym przedziale czestotliwosci A fj i przedstawia w postaci ujemnego poziomu napiecia pojawiajacego sie na i-tym wyjsciu Wyj ukladu analizujacego, co pokazano na fig. 9).Podany przebieg impulsów z fig. 7/a przyklada sie na wejscie liczace Wej przerzutnika Pj (fig. 2). Otrzyma¬ ne na pierwszym wyjsciu przerzutnika Pi impulsy prostokatne, które przedstawiono na fig. 7/b rózniczkuje sie w ukladzie rózniczkujacym skoki dodatnie napiecia Ri, w wyniku czego otrzymuje sie na zacisku We! ciag impulsów parzystych przedstawiony na fig. 7/d. Kazdy impuls otrzymanego na zacisku We! ciagu impulsów parzystych powoduje przejscie multiwibratora jednostabilnego Ox w jego stan niestabilny, co powoduje pojawienie sie na jego wyjsciu impulsu ujemnego o czasie trwania równym r0, co pokazano na fig. 7/f. Nastepnie otrzymane ujemne impulsy rózniczkuje sie w ukladzie rózniczkujacym skoki dodatnie napiecia R2, na wyjsciu We2, którego otrzymuje sie przebieg impulsów parzystych opózniony o czas r0, co pokazano na fig. 7/h.Otrzymane na drugim wyjsciu przerzutnika Pi impulsy prostokatne c, które przedstawiono na fig. 7/c rózniczkuje sie w ukladzie rózniczkujacym z kolei dodatnie napiecie R3, w wyniku czego otrzymuje sie na zacisku We3 ciag impulsów nieparzystych przedstawiony na fig. 7/e. Kazdy impuls otrzymany na zacisku We3 ciagu impulsów nieparzystych powoduje przejscie multiwibratora jednostabilnego 02 w stan niestabilny, co powo¬ duje pojawienie sie na jego wyjsciu impulsu ujemnego o czasie trwania równym t-q9 co pokazano na fig. 7/g.Nastepnie otrzymane ujemne impulsy rózniczkuje sie w ukladzie rózniczkujacym skoki dodatnie napiecia R4, na wyjsciu którego We4 otrzymuje sie przebieg impulsów nieparzystych opózniony o czas r0, co pokazano na fig. 7/i.Kazdy i-ty zespól wydzielajaco-przetwarzajacy moze byc zespolem prostym (fig. 4) albo zespolem zlozo¬ nym (fig. 3), który zawiera mj równolegle polaczonych prostych zespolów wydzielajaco-przetwarzajacych. Na fig. 8 i fig. 9 przedstawiono przebiegi w wybranych punktach i-tego prostego zespolu wydzielajaco-przetwarzaja- cego, przy czym na fig. 8 przedstawiono przebiegi w zespole wydzielajacym impulsy o czestotliwosci chwilowej zawartej w zakresie A fj (fj_j < fj < fj), natomiast na fig. 9 przedstawiono przebiegi w zespole wyznaczenia prze¬ dzialu czasu Xj.Kazdy impuls przebiegu impulsów parzystych pojawiajacy sie na wejsciu Wei zespolu wydzielajacego Wj, przedstawionego na fjg. 5, zostaje przylozony do wejsc We multiwibratorów jednostabilnych 04, 05 i 06 dopro¬ wadzajac je do stanu stabilnego, o ile znajdowaly sie w stanie niestabilnym. Po czasie r0 na wejsciach Wa multiwibratorów jednostabilnych 04, 05 i 06 pojawiaja sie opóznione impulsy przebiegu impulsów parzystych, wprowadzajac te multiwibratory w stan niestabilny, który w multiwibratorze 04 trwa przez czas %\, w multiwi- bratorze 05 trwa przez czas tj oraz w multiwibratorze 06 trwa przez czas r0, co pokazano na fig. 8/j, k, 1.Równoczesnie kazdy impuls przebiegu impulsów nieparzystych pojawiajacy sie na wejsciu We3 zespolu wydzielajacego Wi, przedstawionego na fig. 5, zostaje przylozony do wejsc We multiwibratorówjednostabilnych 07, O3 iQ9 doprowadzajac je, do stanu stabilnego, o ile znajdowaly sie wstanie niestabilnym. Po czasie r0 na wejsciach Wa multiwibratorów jednostabilnych 07 08 i 09 pojawiaja sie opóznione impulsy przebiegu impulsów nieparzystych wprowadzajac te multiwibratory wstan niestabilny, który w multiwibratorze 07 trwa przez czas r0 w multiwibratorze 08 trwa przez czas tj_i oraz w multiwibratorze 09 trwa przez czas tj, co pokazano na fig. 8/m, n,ó. ' . "• ' Przebiegi wyjsciowe multiwibratorów jednostabilnych 04 i 05, przedstawione na fig. 8/j i fig. 8/Jc zostaja przylozone do dwóch wejsc ukladu „i" Ii i powoduja po kazdym pojawieniu sie na wejsciu We2 impulsu w ciagu opóznionych impulsów parzystych jj otwarcie tego ukladu „i" lt na czas A tj = tj.j - tj dla impulsów generowa¬ nych przez multiwibrator jednostabilny 07, które to impulsy przedstawiono na fig. 8/jn. Przez uklad „i" Ii przechodza wiec tylko te impulsy generowane przez multiwibrator 07 w chwilach wystepowania opóznionych impulsów nieparzystych (j + 1)0, które wystepuja po czasie tj, a przed czasem tj.j po wystapieniu jo — tego opóznionego impulsu parzystego.Przebiegi wyjsciowe multiwibratorów jednostabilnych 08 i 09 przedstawione na fig. 8/n i 8/0 zostaja przylozone do dwóch wejsc ukladu „i" I2 i powoduja, pokazdym pojawieniu sie na wejsciu We4 impulsu w ciagu opóznionych impulsów nieparzystych j0 otwarcie tego ukladu „i" I2 na czas A tj = t\.\ — tj dla impulsów generowanych przez multiwibrator jednostabilny 06 w chwilach wystepowania opóznionych impulsów niepa¬ rzystych (j +f)o, które wystepuja po czasie tj, a przed czasem (tj.j) po wystapieniu j0 —tego opóznionego impulsu parzystego.Otrzymane na wyjsciach ukladów „i" Iii (fig- 8/p) i I21 (fig- 8/r) impulsy sumuje sie w ukladzie Jub" Lj na wyjsciu Wxj, którego otrzymuje sie przebieg impulsowy przedstawiony na fig. 8/s o czestotliwosci chwilowej spelniajacej nierównosc . *i-l <«ij (8 lub f fij,<^ (9) w przypadku sasiadujacych ze soba prostych przedzialów czestotliwosci A fj lub jedna z nierównosci97770 5 f(i-l)g fid • Ui w przypadku niesasiadujacych ze soba prostych przedzialów czestotliwosci lub jedna z nierównosci: fik-, fik fy PL