SU516063A1 - Дифференцирующее устройство - Google Patents

Description

Предлагаемое устройство относитс  к аналого-цифровым вычислительным устройствам, предназначеппым дл  дифференцировани .

Известны устройства аналогичргого лазпачени .

Одно из известных устройств содержит генератор заполн ющих импульсов, соединенный через логические элементы «И с входами двух счетчиков, элементы «ИЛИ, элемент задержки и триггер 1. Такое устройство имеет, однако, ограниченный диапазон работы .

Иаиболее близким техническим решением к данному  вл етс  дифференпирующее устройство 2, содержап,ее циклический врем имнульсный преобразователь, соединенный с

тактовых имвходо .м нуль-органа, генератор пульсов, управл ющий триггер и сравВыходы гененени  временных интервалов, управл ющего ратора тактовых импульсов и элемента «И, триггера подключены к входам выход элемента «ИЛИ - к счетному входу счетчика тактовых импульсов. Первый вход управл ющего триггера соединен с выходом основной линии задержки; вход установки исходных состо ний схемы сравнени  временных интервалов - с входами установки исходного состо ни  счетчика тактовых нмн}льсов и первы.м входо.м управл ющего триггера , а первый вход схемы сравнени  временных интервалов - с выходом переполнени  счетчика тактовых импульсов. Разр дные выходы этого счетчика подключены к первым входам элементов «И первой и второй групп, а вторые входы элемеитов «И первой и второй групп соединены с соответствующими выходами схемы сравнени  временных иитерналов .

Это устройство ие обесиечивает высокой разрешающей способностп дифференцировани  и, следовательно, измерени  скоростей .медленно измен ющихс  сигналов.

Цель изобретени  - расширение днапазона работы устройства.

Это достигаетс  тем, что в устройство введены счетчнк фазовых цнклов, блок синхронизации и донолнительна  лини  задержки. Первый вход блока синхроиизации соединен с выходом нуль-органа, второй вход -с выходом генератора тактовых импульсов, а выход блока синхронизации - со счетным входом счетчика фазовых циклов непосредственно , а с вторым входом схемы сравнени  временных интервалов через дополнительно введенную линию задержки. Выход счетчика фазовых цнклов иодключен к входу основной линии задержки и к второму входу уиравл ющего триггера. Вход установки начального состо нн  счетчика фазовых циклов соедивен с первым входом управл ющего триггера, вюрой выход которого св зан с третьими входами элементов «И первой н второй групп. Кроме того, схема сравнени  выполнена в виде триггера с двум  счетными входами, которые соединены с первым и вторым входами схемы сравнени  временных и ггервало, а выходы триггера -- с выходами схемы сравнени . На чертеже представлена схема дифференцирующего устройства дл  случа  дифференпировани  углового перемещени  вала. Оно содержит с; едующие элементы; фазовращатель 1, используемый в данной схеме в качестве циклического врем -импульсного преобразовател , нуль-орган 2, блок 3 синхронизации , генератор 4 тактов)1х импу-льсов, счетчик 5 фазовых циклов, осиовную линию 6 задержки, схему 7 сравнени , унрав.л ющ11Й триггер 8, донолнительную линию 9 задержки , элемент «И 10, счетчик 1 тактовь-ьх импульсов , элементы «И 12, 13, 14 первой группы , элементы «И 15 - 19 второй группы. Устройство работает следующим образом. Ротор /э-нарнолюсного фазовращател  1 механически соедин ют с осью объекта, скорость вращени  которого подлежит измерению . При повороте ротора фазовращател  па угол р его выходное напр жеппе Ll сдвигаетс  отпосительно напр жени  питани  U па электрический угол, пропорцпопальный р. Напр жение t/i поступает на вход нуль-органа 2. Нуль-орган в моменты однозначных переходов через пуль синусоиды напр жени  t7i формируют последовательность узких фазовых импульсов ti,ii (, 2, ...), сдвинутых относительно начальных моментов /о-/t (k, 2, ...) синусоиды напр жени  UQ иа интервалы (, 2, ...). С выхода нульоргана фазовые импульсы подаютс  на перный вход блока 3 синхронпзации и сипхронизируютс  с тактовыми импульсами частоты /ти, ноступающ.ими на второй вход б.лока еинхронизации 3 с выхода генератора 4. Синхронизированные фазовые имнульсы с выхода блока синхронизации поступают на счетный вход счетчика 5 фазовых циклов и через основную линию 6 задержки на второй вход схемы 7 сравнени . Разр дность т счетчика 5 выбираетс  из услови  обеспечени  максимальной разрешающей снособности дифференцировани , задаваемой соответствующим числом г, дополнительный код которого записываетс  в качестве числа начального состо ни  счетчика. Счетчик 5 осуществл ет выборку фазовых импульсов, которые формируютс  па выходе счетчика в его переполнени . Таким образом, счетчик формирует суммарные периоды выходпого папр жени  Ui фазовращател  1. Выходные импульсы ечетчика 5 поступают на первый вход управл ющего триггера 8 и через дополнительную линию 9 задержки па второй его вход. Выходной потенциал одного плеча управл ющего триггера 8 проходит па управл ющий вход элемента «И 10 и осуществл ет управление занолнением счетчика 11 импульсами тактовой частоты j-m, поступаюн ими па его счетный вход с генератора 4 через второй вход элемента «И 10. Врем  заполнени  счсгчика 11 равно периоду Гц нитаюп;его напр жени  Uij. Циклически перепо;1н  сь, счетчик 11 формирует на своем выходе пос.ледоВс тел1 ность импульсов переполнени . На периый вход схемы 7 сравнени  с выхода счетчика 11 в моменты его неренолпепи  поступают задержанные фазовые импульсы ti, ((, 2, .... г), а па второй вход схемы сравнени  - фазовые имиульсы /1,/,+;-|+Гб (, 2, .,, г) с выхода основной линни 6 задержки, где Тб - врем  задержки линии 6 (). Схема сравнени  выполнена li виде бистабильного триггера с двум  нарал; е .льно подключенными к нему счетными входами («двухсчетиый триггер), который оирокидываетс  к н|ютивоположные состо ни  при поступлении каждого очередного импульса - независимо от номера счетного входа, па который от поступает. Рассмотрим случай, когда вращепие ротора фазовращател  1 совпадает с направлением вращени  его магнитного нол , при этом пзс .ледозательпость задержапных фазовых импул )Сов на счетном входе /1 схемы 7 сравнени  опережает незадерл анную имнульсную носледователыюсть, пост па1оп; -ю па второй счетный вход схемы сравнени . Это опережение в .--м фазовом цикле составл ет разностный интервал, характеризующий измер ющую скорость Р враи1,ени  ротора фазовращател  1. В конце г-го фазового цикла счетчик 11 находитс  в состо нии, когда на его пр мых разр дных выходах зафиксирован код который считываетс  во внешние устройства через элементы «И 12, 13, 14 пр мого съема имиульсои , формируемым на выходе Ь схемы 7 сраимени . Знак кода фо)мируетс  на выходе э.юмонта «И 18. Таким образом, onricajnioe устройство осуН1сстил ет ненре)мвно-циклическое измерение скорости вращени  объекта, датчиком углового положени  которого  вл етс  фазовращатель . Величину скорости вращени  объекта характеризует выходной код устройства, а ее напраВсЛепие - знак этого кода. В дифференцировани  сигнала, выраженного в другой форме (например, в виде посто нного или переменного напр жени , в виде кода и т. д.) иа входе устройства должеи быть включен соответствующий циклический врем -импульсиый преобразователь. Работает ycTpoiicTBo при зтом аналогачно. Фор м у л а изобретен и   1. Дпфферепцирующее устройство, содержащее цик.чический врем -импульсный нреобразователь , соединенный с входом нуль-органа, генератор тактовых импульсов и управл ющин триггер, причем выходы генератора тактоБы .ч импульсов и управл ющего триггера соединены с входами элемента «И, выход которого подключен к счетному входу счетчика тактовых импульсов, первый вход управл ющего триггера соединен с выходом основной линии задержки, схему сравнени  временных интервалов, вход установки исходных состо ний которой соединен с входами установки исходного состо ни  счетчика тактовых импульсов и первым входом управл ющего триггера, а первый вход схемы сравнени  временных интервалов нодключен к выходу переполнени  счетчика тактовых импульсов, разр дные выходы которого соединены с первыми входами элементов «И первой и второй групп, а вторые входы элементов «И первой и второй групп соединены с соответствующими выходами схемы сравнени  временных интервалов , отличающеес  тем, что, с целью расщирени  диапазона работы устройства , в него введены счетчик фазовых циклов, блок синхронизации и дополнительна  лннн  задержки, причем первый вход блока синхронизации соединен е выходом нуль-органа, второй вход - с выходом генератора тактовых

импульсов, выход блока синхронизации соединен с счетным входом счетчика фазовых циклов непосредственно, а с вторым входом схемы сравнени  временных интервалов через дополнительно введенную линию задержки, выход счетчика фазовых циклов подключен к входу основной линии задержки и к второму входу управл ющего триггера; вход установки начального состо ни  счетчика фазовых циклов соединен с первым входом управл ющего триггера, второй выход которого соединен с третьими входами элементов «И первой и второй групп.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что схема сравнени  временных интервалов выполнена в виде триггера с двум  счетными входами, которые соединены с первым и вторым входами схемы сравнени  временных интервалов, а выходы триггера соединены с выходами схемы сравнени  временных интервалов.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе.

1.Авт. св. 217490, кл. G 06s; 7/18, 1967.

2.Авт. св. 478334, кл. G 06 3/00, 1973.