Цифровой нуль-орган

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ьВтОРСКОМ СВИДИТЕЛЬСтВ

"" 674014

Союз Советсннк

Социалнстннескнн

Реслублнк (6l) ДОполнительное к авт. свил-ву щ 335685 (51) М. Кл.

G 06 Р 7/06 (22) Заявлено 10.05.76 (21) 2359634/18-21 с прнсоеднненнеы заявки №

Гкудвраткеиивй кватат

СССР ки делаи изабрвтений и юткрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.79.бюллетень М 26 (53) УДК 621,374.. 06 (088. 8) Дата опубликования описания:18.07. 79 (72) Автор изобретения

Ю. В. Каллнников (7l) Заявитель аучно""сследовательскнй н проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной н химической промьшшенностн (54) БИФРОВОЙ -НУЛЬ-ОРГАН

Изобретение относится к импульсной технике, В основном авторском свидегельства

М 335685 описан цифровой нуль-орган, содержащий преобразователь код-времен- "

$ ной интервал, образованный генератором опорной частоты, вычнтаюшнм счетчиком, схемой переноса кода, вентилем, тригге» ром и тремя линиями задержки, измеритель периода,. образованный счетчиком импульсов, регистром памяти, схемой пере носа кода, схемой запрета и двумя линиями задержки, формирователь импульсов и схему совпадения. Входы последней подключены к первому выходу и через форми 15 рователь импульсов к второму выходу преобразователя код-временной интервал, гретий и четвертый выходы которого подклв» чены к первому и второму входам измерителя периода, выходом подключенного к первому входу преобразователя, при этом входные клеммы устройства подключены соответственно к третьему входу иэмери» теля периода и к второму входу преобразователя.

Недостатками данного устройства являются отсутствие информации о величине н знаке отклонении частоты и периода и не достаточнаяпомехоустойчивость.

Целью изобретения является получение информации по величине и знаке отклонения часготы и периода,и повышение помехоустойчивости нуль-органа.

Поставленная пель достигается тем, что в цифровой нуль-орган введены блок логической обработки сигнала, первый выход которого подключен к входу преобразователя код-временной интервал, второй - к входу блока измерения периода, а входы соединены с шинами входных car налов, дополнительные два триггера, два вентиля, два логических элемента ИЛИ, две линии задержки и счегчик резульrara, входы которого соединены с выходом одного дополнительного вентиля непосредст» венно, а другого через первую as допол нительных линий задержки. Причем первый

3 вход каждого из вентилей соединен с выходом одного из триггеров, вторые входы дополнительных вентилей подключены к выходам преобразователя код-временной интервал, один вход первого дополнительного триггера соединен с дополнительным выходом преобразователя код- временной интервал, а другой вход - с выходом первого дополнительного логического элемента ИЛИ, один вход которого соединен с выходом второго дополнительного вентиля, а другой вход - с выходом второго дополнительного логического алемента

ИЛИ и первым входом второго дополни.тельного триггера, второй вход которого

15 через вторую дополнительную линию задержки соединен с выходом преобразователя код-временной интервал, при атом один вход второго дополнительного логического элемента ИЛИ подключен к вы20 ходу логического элемента И.

Блок логической обработки сигнала содержит последовательно включенные блок исключения совпадающих импупьсов, вМчитатель и триггер, первый выход которого подключен к входам первого и второго, а второй выход - к входам третьего и четвертого вентилей, при атом вто» рые входы первого и третьего вентилей подключены к одномувходу, а вторые вхоЗО ды второго и четвертого..- к другому входу блока логической обработки, выходы первого и четвертого вентилей подключены к входам одного,а выходы второго и третьего - к входам другого логического элемента ИЛИ.:

Структурная алектрическая схема описываемого нуль-органа приведана на чертеже.

Нуль-орган содержит преобразователь код-временной интервал 1, состоящий из

3 генератора 2 импульсов, счетчика 3, вентиля 4 ввода кода, триггера 5, вентиля 6, логического алемента ИЛИ 7 и линий задержки 8,9,10, блок измерения периода 11, состоящий из счетчика 12, запоминающего регистра 13, вентиля

14. ввода кода, логического алемента

"запрет" 15 и линий задержки 16,17, блок логической обработки 1 8 сигнала, 50 состоящий из блока исключения 19 совпадаюших импульсов, вычитателя 2Î, .триггера 21, вентилей 22-25, логических элементов ИЛИ 26,27, формирователь 28 импульсов, логический: алемент

5S

И 29, дополнительные триггеры 30Ä 31Ä вентили 32, ЗЗ, логические алементы

ИЛИ 34, 38, пиния задержки 36, 37 и счетчик 38. Сравниваемые сигналы пода14

4 ны на шины 39, 40. Выходные сигналы снимаются с выходов 41-46.

Работает устройство следующим образом, Входные сравниваемые сигналы в виде последовательностей импульсов, следующих с частотами f u f поступают на входные шины 39 и 40, блок логической обработки 18 независимо от соотношения входных частот всегда формируют большую 6 и меньшую f „из входных частот и позволяет нормально функционировать нуль-органу независимо от соотношения входных частот, их фаз и скоростей их изменения. Основным узлом блока 18 является вычитатель 20, который может быть выполнен, например, по общеизвестной схеме из триггера и двух вентилей (не показаны) на его выходах. Наличие импульсов на одном из выходов вычитателя указывает на превышение по величине частоты, поступающей на его соответствующий вход. Импульсы разностной частоты в зависимости от знака формируются на выходах 43 и 44, Для нормальной работы вычитателя 20 при поступлении совпадающих во времени импульсов служит блок исключения 19, который раздвигает во времени одновременно пришедшие импульсы. Если 1 ) т то сигналом с триггера 21 открываются вентили 22 и 23, если 1 ) 1, то сигналом с триггера 21 открываются вентили 24 и 25, при этом импульсы и 1 поступают на вход либо преобразователя код-временной интервал 1, либо блока измерения периода 11.

Таким образом, независимо от того, какая из в.ходных частот больше, на входе блока измерения периода всегда бальщая частота, а на входе преобразователя код-временной интервал меньшая.

Импульсы большей частоты поступают на вход блока измерения периода 1l., в котором производится квантование каждого периода большей иэ входных частот импульсами опорной частоты 1 генератора 2. Каждый импульс 1 через логический элемент запрет" 15 при огсутствии запрещающего сигнала с выхода линии задержки 9 производит обнуление запоминающего регистра 13, затем, за держиваясь в линии задержки 16, переписывает в запоминающий регистр 13 новое значение кода иэ счетчика 12 через открываемый вентиль 14 и после задержки в линии задержки 17 производит обнульние счетчика 12, после чего он заполня6- 014

)0 ется импульсами опорной частоты с выхода генератора 2. Так как временной интервал между очередными обнулениями счетчика 12 равен текушему периопу большой частоты 1 = —, то

1 ( код, получаемый к моменту обнуления счет чика пропорционален периоду большей частоты.

Коп закончившегося периода большей частоты хранится в запоминающем регист» ре 13 до окончания слепуюшего периода. Каждый импульс т „меньшей частоты поступает с выхода блока логической обработки 18 на вход преобразователя код-временной интервал 1. Этим импульсом, прошедшим через логический элемент

ИЛИ 7, триггер 5 устанавливается в положение, при котором закрывается вентиль

6. После задержки в линии задержки 8 импульс „обнуляет счетчик 3. Затем, пройдя линию задержки 9 импульс откры- >5 вает вентиль 4, через который из эапоминаюшего регистра 13 в счетчик 3 переписывается обратный коп H м . Elaлее, пройдя линию задержки 1 5, импульс переводит триггер 5 в положение, откры« ваюшее вентиль 6, через который с выхо да генератора 2 на счетный вход счетчика 3 начинают поступать импульсы опорной частоты t . Так как в счетчике 3 записано число Я., = f (, то

6 М )5

° описание его из счетчика 3 пройсхопит через временной интервал

И -

« "т

<0 равный периоду большей частоты

Импульс списания числа из счетчика 3 . через логический элемент ИЛИ 7 переводит триггер 5 в положение, закрывающее вентиль 6, Таким образом, преобразова45 тель 1 выполняет функции преобразователя кода, полученного в блоке измерения периода 11, во временной интервал, равный периоду большей из входных частот.

Устройство начинает работать по си

50 налу "пуск", поступаюшему на вход логического элемента ИЛИ 35. Выходными сигналами логических элементов ИЛИ 34 и 35 триггеры 30 и 31 устанавливаются в начальные положения, при которых вен55 тили 32 и 33 закрыты. Первый импульс (меньшей частоты с выхода блоМ ка логической обработки 18 запускает преобразователь 1 и задержанный в лиI

6 ниик задержки 8, 9 и 10 поступает на входы логического элемента И 29, вентиля 33 и через линию задержки 37 на вход триггера 31. Так как вентиль 33 закрыт, то первый импульс через него не проходит, но после задержки в линии задержки 37 перебрасывает триггер 31 в положение, открываюшее вентиль ЗЗ, через который проходит второй и все последуюшие импульсы. Так как в преобразователе коп-временной.интервал 1 форми руе тся временной интервал Т меньmего периода, а запускается он в работу импульсами частоты ) с большим периодом Т, то выходной сигнал преобразователя формируется раньше прихода второго импульса f . Импульс с выхода счетчика 3 поступает на вход триггере 30, открываюшего своим сигналом вентиль 32. Второй импульс, отпроходит через открытый вентиль ЗЗ и через логический элемент ИЛИ 34 на второй вход триггера 30. При этом вентиль 32 закрывается. Таким образом, время между приходом импульса с выхода преобразователя код-временной интервал и вторым импульсом частот на которое открывается вентиль 32, равно разности периодов сравниваемых сигналов ьТ =Т -TN =IT -T .

Так как вторым:импульсом. 1 запускается также преобразователь код-временной интервал 1, то через время T на

его выходе формируется новый импульс, открываюший вентиль 32 и повторяюший цикл измерения. Таким образом, за время, не превышаюшее большего из периодов сравниваемых сигналов, на выхопе триггера 30 формируется временной интервал, р авный разности периодов вхопных сигналов. За время дТ. в счетчик 38 поступают импульсы опорной частоты и к концу измеряемого интервала на его выходах формируется коп

М ц f„ T)) пропорциональный разности периодов срав-ниваемых сигналов. По.".ле окончания из. мерения этот коп из счет-,ика 38 переписывается в регистр памяти (на схеме

-..не цоказан) и счетчик 38 обнуляется сигналом с выхода линии,задержки 36, подготавливаясь к новому циклу нэмерния. При приближении 4т к f ü личина д,Т уменьшается и при T = Т сигналы на выходе счетчика 3 и линии задержки 10 появляются одновременно. При этом срабатывает логический элемент

И 29 и на его выходе формируется сиг 674014

7 нал ЬТ - О (М = 0) равенства входных сигналов. Лля учета динамики изменения сигналов импульс с выхода преобразователя код-временной интервал 1 расширяется в формирователе 28 импульсов. Сигнал

hf О с выхода логического еаемента И 29 поступает на вход логическоrh алемента ИЛИ 35, устанавливая блоки устройства в начальное положение.

В описываемом нуль-органе кроме сиг- 3Q налов совпадения сравниваемых сигналов по величине Ь f О формируются сигналы разности сравниваемых сигналов йо ч астоте «+ А 4, знаки рассогласования 5 f+ A f ° разнОсти периодов 1 5

} йТ ) и кода Я „„, пропорпионального разности периодов.

Формула изобретения

1. Цифровой нуль-орган по авт. свид.

% 335685, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, сцелью получения информапии о велйчине и знаке отклонения по часто 25 те и периоду и повышении помехоустойчивости, в него введены блок логической обработки сигнала, первый выход которого подключен к входу преобразователя код-временной ийтервал, второй - к вхо- зо ду блока измерения периода, а входы сое- динены с шинами входных сигналов, до полнительные два триггера, два вентиля, два логических элемента ИЛИ, две линиизадержки и счетчик результата, входы которого соедининены с выходом одного дополнительного вентиля непосредственно, а другого через первую из дополнительных линий задержки, причем первый ехоп каж дого из вентилей соединен с выходом одного из триггеров, а вторые входы дополнительных вентилей подключены к выходам преобразователя код-временной интервал, один вход первого дополнительного триггера соединен с дополнительным выходом преобразователя код-временной интервал, а друт ой вход - с выходом первого дополнительного логического элемента ИЛИ, один. вход которого соединен с выходом второго дополнительного вентиля, а другой вход с выходом второго дополнительного логического алемента ИЛИ и первым входом второго дополнительного триггера, второй вход которого через вторую дойолнительну линию задержки сМдинен с выходом преобразователя код временной интервал, при атом один вход вт<> рого дополнительного логического элемен та ИЛИ подключен к выходу логического элементе И.

2. Цифровой нуль-орган по п. 1, о тличаюшийс ятем, чтоблоклогической обработки сигнала содержит последовательно включенные блок исключения совпадающих импульсов, вычитатель и триггер, первый выход которого подклю чен к входам первого и второго, а второй выход — к входам третьего и четвертого вентилей, при атом вторые входы первого и третьего вентилей подключены к од ному входу, а вторые входы второго.и четвертого - к другому входу блока ло гической обработки, выходы первого и четвертого вентилей подключены к входам одного, а выходы второго и третьего, - К входам другого логического элемента ИЛИ, 674014

ЬВВ

Ф:й

ВЮЧфМ

Составитель A. Артюх

Редактор Т. Юрчикова Техред Э. мужик; Корректор E. Папп

Заказ 4079/45 Тираж 779 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113036, Москва,,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фипиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4