Устройство для сравнения близких частот двух импульсных последовательностей

 

УСТРОЙСТВО ДНЯ СРАВНЕНИЯ БЛИЗКИХ -ЧАСТОТ ДВУХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ , содержащее три элемента И, два элемента задерхоси и триггер выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к входной шине первой импульсной последовательности и к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, а второй вход с входаюй шиной второй импульсной последаэватеяьности и через первый элемент задержки с третьим входом первого элемента И, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности сравне1шя близких частот, в него введены четыре элемента НЕ и элемент ИЛИ, выход которого соеди нен с вторым входом триггера, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с входом первого элемента задержки и через первый элемент НЕ с четвертьм входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ШШ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, третий вход которого подключен к выходу второго элемента НЕ, вход которого (Л соединен с первым входом второго элемента И и через второй элемент задержки с четвертым входом третьего элемента И и с входом третьего элемента НЕ, выход которого подключен к пятому входу первого элемента И и к третьему входу второго элементами, о ел четвертый вход которого соединен с пятым входом третьего элемента И и через четвертый элемент НЕ - с выО ) ходом первого элемента задержки. 4 4 Сдд

СЕОЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК з(ю.н 03 К5/22

rOCyAAPCTBEHHHA КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

t ° ".Ы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕЙЮ :.":":::-::-:;:::,:., ц и АВТОИМОММ СВИДЕТЕЛЬСТВУ - / ф1) 3351389/18-21 (2R) 04.11.81. (46) 23.11.83. Бюл. !! 43 (72} N. А. Кузьмин, В. И. Лаврищев и И.,Г. Мясников (71) Ленинградский ордена Ленина и ордена Красного Знамени механический институт (53) 681. 325 (088. ф)

{56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 702505, кл. Н 03 К 5/20, !979, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 397493, кл. Н 03 Ь !3/00, !973.!

5!!) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ

БЛИЗКИХ ЧАСТОТ ДВУХ ИИПУЛЬС!!НХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ, содержацее три элемента И,.два элемента задержки и триггер выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к входной шине первой импульсной последовательности и к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, а второй вхсд— с вещной шиной второй импульсной последовательности и через первый элемент задержки с третьим входом перЮ

„„SU„„1056443 A вого элемента И, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с дельв повышения точности сравнения близких частот, в него введены четыре элемента НЕ и элемент ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом триггера, выход котарого подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с входом первого элемента задержки н через первый элемент НЕ с четвертым входом перво1 го элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, третий вход которого подключен к выходу второго элемента НЕ, вход которого соединен с первым входом второго элемента И и через второй элемент задержки с четвертым входом третьего элемента И и с входом третьего элемента НЕ, выход которого подключен к пятому входу первого элемента И и к третьему входу второго элемента И, четвертый вход которого соединен с пятым входом третьего элемента И и через четвертый элемент НŠ— с вы- ходом первого элемента задержки.

10!

20 второй вход которого соединен с входом первого элемента задержки и через первый элемент BE с четвертым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, третий вход которого подключен к выходу второго элемента HE вход которого соеди нен с первым входом второго элемента

И и через второй элемент задержки с четвертым входом третьего элемента И и с входом третьего элемента НЕ, выход которого подключен к пятому вхо . ду первого элемента Н и к третьему

35 входу второго элемента И, четвертый вход которого соединен с пятым входом элемента И и через четвертый элемент

НЕ с выходом первого элемента задерж440 ки»

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства;на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для сравнения близких частот двух импульсных последовательностей (фиг.1) содержит элементы I u

2 задержки, элементы НЕ З-б, элементы И 7-9, триггер 10, элемент ИЛИ 11, входные шины 12 и 13 и выходную шину

14..Выход триггера 10 соединен с пер- . вым входом первого элемейта И 7, второй вход которого подключен к входнои шине 12 первой импульсной последовательности и к первому входу второ1 10

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в дискретной автоматике, в частности в .устройствах частотной автоподстройки систем синхронизации, например, при сведении частот двух нетермостатированных кварцевых генераторов одной номинальной частоты, à. также при подстройке частоты одного кварцевого генератора под частоту другого, принятого за образцовый.

Известно устройство для формирования импульсов разностной частоты, содержащее четыре триггера, блок запуска, реверсивный счетчик импульсов и блок декодирования, два элемента И, сумматор и генератор импульсов fl J.

Недостатком этого устройства является сложность, в том числе и слож.ность ряда блоков, входящих в его состав.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для формирования импульсов разностной частоты, содержащее элемент задержки с двумя выходами, два формирователя прямоугольных импульсов, четыре элемента И и триггер, причем вход элемента задержки соединен с первым входом первого элемента И и че рез первый формирователь прямоуголь ныхх импульсов с первой входной шиной, его первый выход — с первым Вхо дом второго элемента И, второй вход которого подключен к второму входу первого элемента И, к .первым входам третьего и четвертого элементов И и че рез второй формирователь прямоугольных импульсов к второй входной шине, а второй выход элемента задержки соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, третьи входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам триггера, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И1.21.

Недостатком известного устройства является низкая точность сравнения частот в случае, когда разность периодов сравниваемых последовательностей импульса меньше длительности импульсов,в одной из них, при этом формируются ложные импульсы.

56443 2

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения близких частот двух импульсных последовательностей, содержащее три элемента И, два элемента задержки и триггер, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к I входной шине первой импульсной последовательности и к первому входу второго элемента И, выход которого соеди" нен с первым входом триггера, а второй вход — с входной шиной второй импульсной последовательности и через первый элемент задержки с третьим входом первого элемента И, введены четыре элемента НЕ и элемент ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом триггера, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, 55

Целью изабретения является повышение точности сравнения близких частот импульсных последовательностей.

ro элемента И 8, выход которого соеди нен с первым входом триггера 10, а второй вход — с входной шиной 13 вто рой импульсной последовательности и

1056443 з через первый элемент l задержки с третьим входом первого элемента И 7, при этом выход элемента HJIH 11 соединен с выходной шиной 14 устройства и с вторым входом триггера 10, вы5 ход которого подключен к первому входу третьего элемента И 9, второй вход которого соединен с входом первого элемента 1 задержки и через первый элемент НЕ 3 с четвертым входом пер- 10 вого элемента И,выход которого под ключен к первому входу элемента

ИЛИ 11, второй вход которого.соединен с выходом третьего элемента И 9, третий вход которого подключен к выходу второго элемента HE 4, вход которого соединен с первым входом второго элемента И 8 и через второй элемент 2 задержки с четвертым входом третьего элемента И 9 н с входом тре- 0 тьего элемента НЕ 5, выход которого подключен к пятому входу перво .о . элемента И 7 и к третьему входу второго элемента И 8, четвертый вход кото. рого соединен с пятым входом третьего элемента И 9 и через четвертый элемент НЕ 6 с выходом первого элемента 1 задержки.

Устройство работает следующим обра

30 зом.

При различии сравниваемых частот фронты импульсов последовательности с меньшей частотой от периода к периоду отстают по фазе от фронтов соответствующих импульсов в последователь-З5 ности с большей частотой (фиг.2а ), аналогично, фронты импульсов в последовательности с большей частотой от периода к периоду опережают по фазе фронты соответствующих импульсов в после- 0 довательности с меньшей частотой (фиг.2б).

В результате последовательного фазовorî набега через время, определяемое расстройкой частот, в момент времени t происходит совпадение (событие Y) йередних фронтов импульсов сравниваемых последовательностей (фиг. 2а,б}.

I 50

После этого возможно нли совпадение переднего фронта импульса последовательности f и заднего фронта импульса последовательности f (собы2 тие У2), или совпадение заднего фрон- 55 та импульса последовательности f < и переднего фронта импульса последовательности 12 (событие УЗ}.

При f (f первым в момент времени, t.2 возникает событие У2 (фиг.2а},а при f„ f > " событие У> (фиг.2б) .

Импульсные последовательности и f, частоты которых необходимо сравнить, подаются соответственно на входы элемента 2 задержки, элемента

НЕ 4 и элемента 1 задержки, элемента

НЕ 3, при этом импульсы с выходов элементов 1 и 2 задерпки поступают на входы элементов НЕ 6 и 5 соответственно. Таким образом, из сравниваемых последовательностей формируются дополнительные последовательности: задержанные, инвертированные и задержанные инвертированные. Каждому из событий Y,Y и У> соответствует определенная комбинация импульсов в основных и дополнительных последовательностях.

При совпадении сигналов передних фронтов первой и второй импульсных последовательностей (Т, ) с сигналами первой и второй задержанных инвертированных последовательностеи (,13, T 2 5 ) HR Выходе элемен та И 8 фоРмируется импульс %с08п, с< ответствующий событию Y (фиг.3a).

Совладение комбинации сигналов первых основной (q) и задержанной инвертированной (1 ), вторых инвертированной (c2 ) и задержанной (T2 ) импульсных последовательностей на элементе И 7 соответствует событию У (фиг.Зб), а первых инвертированной (,) и задержанной (Т ), вторых основной (c ) и задержанной инвертированной (ь2 ) импульсных последовательностей па элементе И 9- событию Yэ (фиг.Зв).

Прн возникновении события Y сиг1. нал с выхода элемента И 8 воздействует на триггер 10 и устанавливает его в состояние разрешения работы управляемых им элементов И 7 и 9, поскольку знак расстройки неизвестен, т.е. неизвестно, какое нз событий У2 или

Y произойдет первым после собыЪ тия У1

При срабатывании элемента И 7 импульс с его выхода через элемент

ИЛИ ll поступает на второй вход триггера 10. Низкий потенциал с его выхода запрещает работу элементов И 7 и 9, поэтому возникновение события

У после события У> не оказывает влияния на работу устройства, вследствие чего на выходе элемента ИЛИ 11 формируются импульсы раэностной час)056 тоты, а наличие их на выходе элемента И 7 определяет, что f (f

1Когда f„ > f, срабатывает элемент И 9,. элемент И 7 не работает.

Таким образом, на выходе элемента ИЛИ ll формируется импульсная последовательность разностной частоты, которая может быть измерена нли использована в соответствии c функциональным применением устройства, cpa.10 батывание одного из элементов И 7 или 9 указывает на,знак расстройки °

Изменение взаимного временного положения импульсбв сравниваемых по- f5 следовательностей в каждом периоде происходит на время (Т - Т2), где

Т и Т вЂ” периоды первой и второй импульсных последовательностей.

События У>, возникают, через проме- 20 жутки времени (Т ), необходимые для смещения фронтов импульсов одной последовательности по отношению к фронтам импульсов другой последовательности на период последовательно- 25 сти большей часготы (фиг.2).

При f .(f< после события У„время,(,необходимое для возникновения события У2, определяетая длительностью импуль-30 са Г2, а события У3- длительностью (Т - .1),где должйо соблюдаться усло-.

:вие Т2 а Т - Т . Аналогично, при ,:f Ì и после события У время-,необходимое для возникновения сабытия

У определяется длительностью импуль са:Ф<„e 06 e Y 2 определяется дел» I

443 4 длительностью Х, - %2 причем должно соблюдаться условие i C Т,, -, Событие У (У3) появляется с разностной частотой, поскольку наступление следующего события V> (УZ) про-. исходит через время, за которое разность фаз двух колебаний изменяется на период.

Если разность периодов (Т;.- Т ) не кратна указанным величинам, собы". тия У„„Y2 и У> происходят не точно, а с временной погрешностью.

Длительность импульса совпадения (ф о@ ) максимальна при точной установке импульсов последовательностей f< и К2 в событиях (фиг. 3) и уменьшается до нуля при возрастании временной погрешности в их установке. Таким образом, наступление событий У„, У> н У фиксируется при ус- ловии )Т;.; T>P 2i однако прн увеличении времени задержки свыше ноловины меньшей из длительностей импуль сов двух последовательностей возможна неоднозначность в фиксации собы-, тий, т.е. 4g (054я или Т -Ту 4Ч

Использование даййого устройства -- для сравнения близких частот обеспечивает автоматизацию процесса сравнения, что особенно важно s системах синхронизации, автоматического управления объектами и дискретной автоматической подстройки частоты, а так- же возможность оперативного контроля величины н знака расстройки в спучае изменения частот относительно друг друга.

1056443 с

/ Жмите Vz д Cod imue 6

Й1Й//7п/Р /r

Составитель В. Лобынцев

Техред Т.фанта Корректор О. Тигор

Редактор И. Николайчук

Подписное филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9339/55 Тираж 936

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж435, Раушская наб., д. 4/5