Дифференцирующее устройство

 

55I8

2m:, /00

G 06f 7/38

681.325.6 (088.8) Лвчор изобретения

Ф. К. Лежнин

Заявитель

ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к устройствам вычислительной техники. Известны устройства, выполненные на преобразователе и двух счетчиках импульсов, работающих на принципе ступенчатого перемагничивания материала с прямоугольной петлей гистерезиса.

Однако эти устройства недостаточно быстродейственны (они работают в три такта) и имеют малый коэффициент передачи (сумма выходных импульсов за время дифференцирования составляет лишь / девиации частоты на входе).

С целью повышения быстродействия и коэффициента передачи в предложенном устройстве схема выделения разности выполнена на логической схеме «ИЛИ», логической схеме

«И» и трех логических схемах «Запрет», причем первый вход первой схемы «Запрет» соединен со входом схемы «И», выход которой подсоединен ко входу второй схемы «Запрет» и к первому входу первого счетчика, второй вход которого соединен со входом третьей схемы «Запрет», выход которой подключен ко входу схемы «ИЛИ», выход схемы «ИЛИ» соединен со входом второго счетчика и со вторым входом первой схемы «Запрет».

На чертеже дана блок-схема устройства.

Оно содержит коммутатор 1, состоящий из генератора тактовых импульсов 2, двух триггеров 8 и 4 и четырех логических схем

«Запрет» 5 — 8, два счетчика 9 и 10 и схеиу выделения разности 11, состоящую из логической схемы «ИЛИ» 12, логической схемы «И»

18 и трех логических схем «Запрет» 14 lб.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 8 и 4 находятся в «О» и импульсы 18 входного частотного сигнала на вход устройства не поступают.

После замыкания ключа 17 первым импульсом

lo генератора 2 триггеры 3 и 4 перебрасываются в состояние «1». При этом открываются схемы

«Запрет» 5 п б и входными импульсами 18 через ограничительный резистор 19 счетчик 10 намагничивается в течение первого такта (в

$5 исходном состоянии оба счетчика были размагничены). Через схемы 7 и 8 в первом такте импульсы 18 не проходят.

С приходом второго импульса от генератора 2 триггер 8 перебрасывается в «0», а триг20 гер 4 остается в состоянии «1». Благодаря этому, во втором такте счетчик 10 через

ot раничительный резистор 20, схему «ИЛИ»

12 ï схемы «Запрет» lб, 7 и 5 размагничивается входными импульсами 18. Во втором так25 те импульсы 18 через схемы б и 8 не проходят. В момент времени, когда счетчик 10 размагничивается, исчезают импульсы 21 на «Запрещающем» входе схемы 14, вследствие этого с момента исчезновения импульсов 21 до конца

30 второго такта импульсы 18 проходят через

275518

15

40

55 схему 14 на первый выход дифференцпрующего устройства. Число этих импульсов на первом выходе пропорционально скорости уBcличения частоты следования импульсов 18 входного сигнала (положительной производной).

С приходом третьего импульса от генератора 2 триггер 8 перебрасывается в состояние

«1»: а триггер 4 — в «О», после чего импульсы 18 проходят через схему 8. Когда схема 8 открыта, через схемы 6 и 7 импульсы 18 не проходят, так как в это время схема 5 закрыта триггером 4. Первым же импульсом 18, прошедшим в третьем такте через схемы 8 и

15, триггер 4 перебрасывается в состояние «1».

После этого схема 8 триггером 4 закрывается, а схема 5 открывается и все последующие импульсы 18, начиная со второго в третьем такте, через резистор 19 и схемы 6 и 5 намагничивают счетчик 10. Затем счетчик 10 снова размагничивается и т. д. При увеличении частоты входных импульсов 18 вспомогательный счетчик 9 в работе устройства не используется.

Если частота входных импульсов 18 уменьшается, то к концу второго такта счетчик 10 полностью не размагнптится (ввиду того, что во втором такте на счетчик 10 поступает импульсов 18 меньше, чем в первом) и не будет входных импульсов на выходе схемы 14.

С приходом третьего импульса от генератора 2 триггер 8 перебрасывается в состояние

«1», а триггер 4 — в «0». При этом схема 5 закрывается, а схема 8 открывается. Через схему 8 в третьем такте импульсы 18 поступают на схему 18 п на размагничивающий вход (через схему 12) счетчика 10. До того момента, пока счетчик 10 полностгяо не размагнитится, через схему «И» 18 импульсы 18 поступают на намагничивающпй вход (через ограничительный резистор 22) вспомогательного счетчика 9, «запрещающий» вход схемы 15 и на второй выход дифференцирующего устройства, Количество этих импульсов на втором выходе устройства пропорционально отрицательной производной выходного частотного сигнала. В момент, когда счетчик 10 размагнитится, импульсы 21 исчезнут на входе схемы «И» 18 (а следовательно, исчезнут импульсы и на «запрещающем», входе схемы 15), поэтому первым же импульсом 18 после того, как счетчик 10 размагнитится, через схему 15 триггер 4 перебрасывается в состояние

«1». С этого момента до конца третьего такта, как и в первом такте, счетчик 10 намагничивается импульсами 18.

После поступления четвертого импульса от генератора 2 через схему 7 импульсы 18 поступают на размагничивающий вход (через резистор 23) вспомогательного счетчика 9 н на вход схемы «запрет» 1б, а на размагппчивающий вход (через схему 12 и резистор 20) счетчика 10 импульсы 18 поступают лишь после того, когда размагнитится счетчик 9 (в этот момент исчезнут импульсы 24 на запрещающем входе схемы 1б). Благодаря этому на размагничивающий вход счетчика 10 в четвертом такте, как и в третьем такте, пе поступит число импульсов, пропорциональное скорости уменьшения частоты входных импульсов 18 (это же количество импульсов запоминалось во вспомогательном счетчике 9), В четвертом такте счетчик

10 полностью не размагничивается. В начале

lIHTo1o такта EIB втором выходе дифференцирующего устройства снова появится пачка импульсов, количество которых в пачке пропорционально отрицательной производной.

Прн дальнейшем уменьшении частоты входIblx импульсов 18 входные пачки импульсов на втором выходе устройства будут появляться в тактах 7 м, 9-м, 11 м и т. д.

Таким образом, и при возрастании, и при уменьшении частоты входных импульсов 18 описываемое устройство работает в два такта.

Коэффициент передачи подобных дифференцирующих устройств определяется числом тактов, а от величины коэффициента передачи устройства зависит точность интегрирования приращения (или уменьшения) частоты при использовании их в интеграторах приращения (или уменьшения) частоты.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными имеет более широкий диапазон изменения частоты входных сигналов н большую точность, которая обеспечивается тем, что изменение емкости счетчика пе приводит к ошибке дифференцирования, так как счетчик работает без переполнения.

Предмет изобретения

Дифференцирующее устройство, содержащее счетчики, соединенные с выходами коммутатора и со входами схемы выделения разности, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и коэффициента передачи, в нем схема выделения разности выполнена из логических схем «ИЛИ», «И» и «Запрет», причем один из входов первой схемы

«Запрет» соединен со входом схемы «И», выход которой подключен ко входу второй схемы

«Запрет» и ко входу одного из счетчиков, второй вход которого подсоединен ко входу третьей схемы «Запрет», выход последней схемы подключен к схеме «ИЛИ», выход которой соединен со входом второго счетчика и с другим входом первой схемы «Запрет».

275518

Составитель Л. В. Скобелева

Редактор Л. А. Утехина Корректоры: Л. А. Царькова и Т. А. Абрамова

Заказ 2797/1 Тираж 480 Подписное

11НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2