SU563712A1 - Частотный пороговый компаратор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к имп)льсно1 1 те.хнике .

Известен частотный комиаратор, содержащий счетчик имнульсов, состо щий из .V триггеров , включенных каскадно, электронные нрерыватели (ключи), включенные на входе счетчика , логические миоговходовые и многовы.ходовые элементы, входы и выходы которых соответственно св заны со счетчиком и ключами 1.

Однако такой ко.мнаратор не обеспечивает необходимой точности.

Наиболее близки.м по технической супщости к предлагае.мому  вл етс  частотный ко.;паратор , содержащий счетчик, один вход которого соединен с генератором опорной частоты , второй вход соединен через первый формирователь имнульсов с источником входного сигнала, а третий его вход соединен через логический эле.мент ИЛИ с выходами двух вентилей , один из входов которых соединены с источниками пороговых частот, второй вход одного из которых соединен с входом триггера и через второй фор.мирователь импульсов с выходом счетчика, а второй вход второго вентил  соединен с вторым входом триггера и через третий фор.мирователь импульсов с вторым входом счетчика 2.

Цель изобретени  - повьинение быстродей .тви  компаратора.

г/то достигаетс  тем, что в предлагаемый ко.паратор введены три счетных триггера и логический элемент П, входы которого соединены с выходами двух счет1 ы. триггеров, первые входы которых соединены и нодключены к выходу первого формировател  и.мн льсов , BTopoii вход одного из указанных счетных триггеров соединен с выходом триггера , а второй зход второго счетного триггера соединен с выходом третьего счетного трнггера , входы которого соответственно соединены с выходо.м триггера, выходо.м второго и выходо .м третьего формирователей импульсов.

Иа чертеже приведена структурна  электрическа  схема предлагаемого комиаратора .

Ко.иаратор содержит фор.мирователи 1 - 3 импульсов, счетчик 4, генератор 5, вентили 6, 7, логический элемент ПЛИ 8, триггер 9, счетные триггеры 10-12, логический элемент И 13. На входы 14, 15 поданы снгналы управленп , на вход 16 - входной сигнал, соответствующне выходные сигналы снимаютс  с выходов 17-19. Источники сигналов на схеме не показаны.

Компаратор работает следующим образом.

На вход 14 вентил  5 подаетс  дополнительный код числа .i, соответствующего большему /о порогу срабатывани  компаратора, а на вход 15 вентил  7-дополнительный код чисjia Ла-Аь соответствующего ширине ./ зоны допустимых значепи контролируемо частоты , причем

- fr//6; fr//M

где /с - частота следовани  и.миульсов гснерг;тора 3;

- частотиые пороги сраиатынаии  компаратора .

Электрические колебани , часшта /.v которых иодлежит коптролю, поступает на вход 16 формировател  1. Иоследии формирует узкие прЯМоугольные импульсы с ча тото: следовани , равной частоте входных колебаПИЙ - 1-х.

Допустим, иа выходе формировател  1 по вл етс  импульс. Этот и.мпульс поступает па пулевой устаповочный вход счетчика - и иа счет}1ые входы счетных трич ероз Ш и П. При этом ечетчик 4 устанавливаетс  в исходное пулевое сосю ппе, счетиый триггер 10- -в состо ние, соответствующее состо нию триггера 9, а счетпы триггер 11 --в состо ние, соответствующее состо нию счетпого триггера

формирователем 2, трипер 9 п счетнтлй триггер 12 уетапав.ливаютеи и пулевое Тсходное состо 1тие. Одно1фемсн;10 импульс с выхода формировател  2 ра:и)локнр -ег веитиль 6, is результате чего к конпу нмнульса с формпровате;1  2 через э;1еменг 8 з счегчи 4 заш сываетс  дополпп1ел1)НЫ11 код чис.ча AI, зада;()щий больщий о порог срабатывани  TvOMiTapaтора . В ироцессе счета нлиту;1ьсов IeiiepaTOpa 5 счетчик 4 переполп етс , если па его вход до по влепп  второго импульса (рормирова1ел  1 иостуиает A-j и.чиульсов. При это.т импульсом переполнени  счетчика 4, поступающим через форм рователь 3 иа еоответствующие входы вентил  7, последние разблокируютс , п в счетчик 4 записываетс  донолиительный код числа соответствующего гнирине зопы допустимых зпаченн контролируе .юй частоты. Одповремеппо импульсом с выхода формировател  3 триггер 9 уетапгл лнваетс  в единичное еосто ние. При эчом ечетный триггер 12, иа счетпыи вход которого также иостуиает имиу.пьс формировател  3, не измеп ет евоего состо пи , поскольку до момепта по влепп  импул:;еа (JOpf-i P - 3 па его управл ющий вход поступал пулевой сигнал е выхода Tpnricpa 9.

Счетчпк 4 переиолните  вторично и вььтист иа евоем втлходс н.мнульс ;1ереполне;1н , если па его вход до по 15леп11  шорого пмнул1)Са формировател  1 иоступпт епд,е Л;; А| импyлj)сов генератора 5. Образующийс  при JTOM па выходе фор.мировател  3 импульс установит счетиый трт1ггер 12 в едититчпое состо ние, иоскольку до момеита по влепт   второго импульса формировател  3 иа его унрав;1 ющпй вход поступал едипнчный сигнал с выхода триггера 9. Состо пие триггера 9 при иоетупленин па его единичный вход второго нмпульеа формировател  3 не измен етс . Состо ние триггера

9, а -акжс счегиого тршгера 12 н; 1Г5ме11 етс  и при последуюпт,т1Х переполнени х ече:чпка -1, которые могут возникнут до по влени  второго импульса формировател  1.

()бн1ее число имнхльсоз генератора 5, пост ч1ивп1ее    вход счетчика 4 к моменту его второго Т1ерегюлнени , равна Ло. Таким образом , моменты первого п второго перено.кчеппГ ечетчика 4, а е.тедовательпо, и момепты срабатыван 1Я триггера 9 п счетного триггера 12 определ ютс  соответственно больн.им /г, п мен:,Н1ИМ /м порогами срабатыват1и .

1 но влепп  второго и.мпульеа па выходе формировател  1 па вход счетчика 4

поступает Л .х Т миульсов геператора 5, равное

Ч /Г//Ж.

Если коптролируема  -чаетота / оказываетс  мепьще мепьптего м порога срабатывани 

(, то Л . Л2 и, следовательпо, до по влени  второго имиульса па выходе фор.мировател  1 счетчик 4 иеренолпите  дважды и переключит триггер 9 и счетный триггер 12 в единичное состо ние. Тогда BTOpoii и.мнулье с

выхода формировател  1, иостуиаюпднй иа счетиые входы триггеров 10 и 11, установит иоследппе также в едпппчпое еосто ние. Прп это.м еигна;, по и5л ющпйс  иа выходе 19, соответcTisyer .и.тату еравненн  «Aieiibnie.-.

Lie.iH ко11тролп5)уема  чаетота /,х- паходитс  в ирсдслах заданных порогов (.), то .:. и, еледовательпо, до ио влепи  iiToporo импу,1ьса на вьгходе фop тпpoвaтeл  1 счетчик 4 перено.Тгпгге  гол1 ко один раз и переключит в едипичное состо ппе то.чько триг1ер 9. То1да второй п.мпульс с зьгхода фор провател  1 устанавливает триггер 10 в единичное , а триггер 11 в пулевое состо ние. При этом сигнал, по вл ющийе  иа вТ)ходе 18, coответствует резул1зтату сравнени  «Порма.

Если контролттруема  частота jx оказываетс  больше больптего /G порога (/.), то A. и, следовательно, до по влени  второго импульса па выходе формировател  1 счетчик 4 не иереполнитс  ни разу и триггер 9 и ечетный триггер 12 остаютс  в исходпом нулеио .м состо пии. 4огда после тю влеии  второго пмиул1,еа ia вьгходе формировател  1 триггеры Юн 11 также окажутс  в пулевом

состо нии. (лич1ал, по вл ютттпйс  па выходе 17, cooiTJCTCTBycT результату сравпеии  «Bo.ibnie.

Таким образом, еравпеиие текущего значени  частоты от1госнтельпо зопы ее допустимых

зпачепий осуптсствл ете  за один иериод следовани  входного сигна.ча, а дл  задани  одного разр да тюда порога срабатывани  требуете  только одни вептиль.

ф о р м у л а и 3 о б р е т е п и  

Частотный пороговый компаратор, еодержапигй счстчпк, один вход которого соединен с

генератором опорной чаетоты, второй вход соединен через нервый формирователь имнульсов с источником входного сигнала, а третий его вход соединен чере:; логическиГ| элемент ИЛИ с выходом двух вентилей, одии из входов которых соединены с источниками пороговых частот, второй вход одного из которых соединен с входом триггера и через второй формирователь имнульсов с выходом счетчика, а второй вход второго 15ентил  соединен с вторым входом триггера и через третий формирователь имиульсов с вторым входом счетчика, о т л и ч а ю HJ, и и с   тем, что, с целью повьпнени  его быстродействи , в него введены три счетных триггера и логический элемент И, входы которого соединены с выходами двух счетных триггеров, первые входы которых соединены и подключены к выходу первого формировател  имиульсов, второй вход одного из указанных счетных триггеров соединен с выходом триггера, а второй вход второго счетного триггера соединен с выходом третьего счетного триггера, входы которого соответственно соединены с выходом триггера, выходом второго и выходом третьего формирователей импульсов .

Источники информации, прин тые во внимание нри экспертизе

1.Иатеит Франции № 1536376, кл. Н ОЗК 5/20, 1968.

2.Патент США Л 3689917, кл. 340-324, 1972.