Устройство для сравнения двух величин

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

00 435520

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 14.07.71 (21) 1683545/18-24 (51) М. Кл. б 06f 7/04 с присоединением заявки №

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 05.07.74. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 27.02.75 (53) УДК 681.332.65 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. П. Каледин и В. С. Покровский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВУХ ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в цифровых автоматических системах регулирования и контроля.

Известны устройства для сравнения двух величин, содержащие фазовые дискриминаторы, фазовые компараторы, триггеры и элементы «ИЛИ».

Недостатком этих устройств является нестабильность их характеристик, обусловленная наличием нелинейных элементов, отсутствие возможности формирования разности сравниваемых величин в цифровой форме и плохие динамические характеристики.

Предложенное устройство отличается тем, что оно содержит преобразователь временного интервала в параллельный двоичный код, состоящий из двоичного счетчика, выходы которого подключены к одним из входов вентилей выдачи и сборки управления, триггеры, схемы «И», «ИЛИ» и формирователи. Выходы двух формирователей связаны соответственно со входами схем «ИЛИ» и входами триггера, выходы которого подключены ко входам двух схем «И», другими входами связанных со входом третьей схемы «И», одним входом соединенной с выходом схемы «ИЛИ», а другим — с одним из выходов второго триггера. Один из входов второго триггера соединен с выходом третьей схемы «И», а другой—

ГосУдаРственный комитет (32) Приоритет с выходом сборки управления преобразователя временного интервала в параллельный двоичный код. Другой выход второго триггера связан со входом четвертой схемы «И», другим входом подключенной к выходу схемы «ИЛИ», а выходом — к другим входам вентилей выдачи, и со входом пятой схемы

«И», другой вход которой соединен с шиной тактовых импульсов, а выход — со входом

10 преобразователя временного интервала в параллельный двоичный код.

Это позволяет улучшить динамические характеристики устройства.

Устройство определяет в цифровой форме

15 разность и ее знак между синусоидальными напряжениями исходных величин путем формирования разностного временного интервала между фазовыми импульсами исходных напряжений с последующим преобразованием

20 этого временного интервала в код с ограничением интервала пропорциональной зависимости между выходным кодом и разностью сравниваемых величин.

Блок-схема предложенного устройства

25 представлена на чертеже.

Устройство содержит формирователи фазовых импульсов 1 и 2, вырабатывающие узкие импульсы в моменты переходов через нуль синусоида IbHblx напряжений, поступающих

30 на их входы; схему «ИЛИ» 3; схемы «И» 4435520

8; триггеры 9 и 10; и преобразователь временного интервала в параллельный двоичный код 11. Преобразователь 11 состоит из двоичного счетчика 12, единичные выходы разрядных триггеров которого подключены к входам вентилей выдачи 13 — 16, и сборки управления 17.

Устройство работает следующим образом.

На вход 18 устройства поступают тактовые импульсы с частотой f„„à на вход 19 — импульсы начальной установки с частотой f»., которые связаны между собой соотношением:

1„,=2" fuy где и — разрядность преобразователя.

Импульс начальной установки через сборку управления 17 поступает на обнуляющие входы счетных триггеров счетчика 12 и на один из входов триггера 9. Счетчик 12 устанавливается в нулевое состояние, а триггер 9 — в состояние, при котором его выходные сигналы закрывают схемы «И» 5 и «И» 8, а схему

«И» 4 открывают. Схема «И» 8 не пропускает тактовые импульсы на вход преобразователя 11.

Синусоидальные напряжения, фазы которых характеризуют значения сравниваемых величин А и В, поступают на входы 20 и 21 устройства и преобразуются с помощью формирователей 1 и 2 в фазовые импульсы, которые поступают на входы триггера 10 и схемы «ИЛИ» 3.

При А)В фазовый импульс величины В на выходе формирователя 2 — опережающий, а фазовый импульс величины А на выходе формирователя 1 — отстающий (один относительно другого). Временной интервал между фазовыми импульсами равен разности А — В.

Опережающий фазовый импульс с выхода формирователя 2 поступает на вход схемы

«ИЛИ» 3 и триггер 10 и устанавливает триггер 10 в состояние, при котором его выходные сигналы закрывают схему «И» 7 и открывают схему «И» 6. С выхода схемы

«ИЛИ» 3 фазовый импульс величины В поступает на входы схем «И» 4 и 5, проходит через схему «И» 4, которая находится в состоянии разрешения, и с ее выхода поступает на второй вход триггера 9 и схем «И» 6 и 7.

Схема «И» 6 формируег при этом импульс знака временного интервала, заключенного между фазовыми импульсами величин А и В, а триггер 9 устанавливается в состояние, при котором его выходные сигналы закрывают схему «И» 4 и открывают схему «И» 5 и 8.

Через вход 18 устройства и схему «И» 8 на вход счетчика 12 преобразователя 11 начинают поступать импульсы тактовой частоты.

Через время т, пропорциональное разности равниваемых величин А — В, с выхода формирователя 1 фазовый импульс величины А поступает на входы триггера 10 и через схему «ИЛИ» 3 — на входы схем «И» 4 и 5.

Триггер 10 опрокидывается в противоположное состояние, а схема «И» 5 формирует на своем выходе импульс, который поступает на

5

50 импульсные входы вентилей выдачи 13 — 16 и считывает с единичных плеч разрядных триггеров счетчика 12 код, пропорциональный разности А — B. Этот же импульс через сборку управления 17 поступает на обнуляющие входы триггеров счетчика 12 и на вход триггера 9. Счетчик 12 устанавливается в нулевое состояние, а триггер 9 — в состояние, при котором его выходные сигналы открывают схему «И» 4 и закрывают схемы «И» 5 и 8.

Поступление тактовых импульсов через схему «И» 8 на вход счетчика прекращается.

При А (В работа устройства аналогична описанной, с той лишь разницей, что при формировании знака разностного временного интервала импульс знака формируется не на выходе схемы «И» 6, как это имело место при

А)В, а на выходе схемы «И» 7.

Как известно, в автоматических системах регулирования и контроля интервал, в котором определяется пропорциональная зависимость выходного сигнала от разности сравниваемых величин, обычно ограничивается,некоторой величиной С. Предложенное устройство обеспечивает такое ограничение. Заданное значение С при этом определяет соответствующее число разрядов счетчика 12. Так, при А — В (С число разрядов счетчика 12 должно быть таким, чтобы в течение интервала ть заключенного между фазовыми импульсами сравниваемых величин А и В, происходило заполнение соответствующего числа разрядов счетчика, исключая заполнение последнего разряда. А при А †J )C, в течение интервала т между фазовыми импульсами происходило заполнение и триггера последнего разряда счетчика 12. При этом импульс переполнения с выхода этого триггера через сборку управления 17 поступает на обнуляющие входы всех триггеров счетчика 12, за исключением последнего, и устанавливает их в исходное состояние. Этот же импульс, поступая на вход триггера 9, устанавливает его в состояние, при котором его выходной сигнал поступает на схему «И» 8 и устанавливает ее в состояние запрета. Схема «И» 8 запрещает прохождение тактовых импульсов на вход счетчика 12. Триггер последнего разряда счетчика находится в единичном состоянии до момента прихода импульса считывания на входы вентилей выдачи 13 — 16. С приходом импульса считывания при (А — В J ) С считывание происходит на вентиле выдачи 16, Описанный порядок работы устройства повторяется в каждом фазовом цикле синусоидальных напряжений величин А и В.

Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет циклическое измерение разности между двумя аналоговыми величинами, выраженными в фазовом сдвиге синусоидального напряжения в опорном канале, с выдачей результата измерения в цифровой форме и обеспечивает заданный интервал пропорциональной зависимости между значением вы435520

1

2.1

Составитель Б. Каледин

Техред В. Рыбакова

Корректоры. 3. Тарасова и О. Тюрина

Редактер Л. Утехина

Заказ 624/10 Изд. № 979 Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ходного кода и значением разности сравниваемых величин.

Предмет изобретения

Устройство для сравнения двух величин, содержащее преобразователь временного интервала в параллельный двоичный код, состоящий из двоичного счетчика, выходы которого подключены к одному из входов соответствующих вентилей выдачи, и сборки управления, триггеры, схемы «И», «ИЛИ», формирователи, отличающееся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, в нем выходы двух формирователей связаны соответственно со входами схемы «ИЛИ» и входами первого триггера, выходы которого подключены ко входам двух схем «И», другимн входами связанных с выходом третьей схемы «И», одним входом соединенной с выходом схемы «ИЛИ», а другим — с одним из выходов второго триггера, один из входов ко5 торого соединен с выходом третьей схемы

«И», а другой — с выходом сборки управления преобразователя временного интервала в параллельный двоичный код, другой выход второго триггера связан со входом четвертой

10 схемы «И», другим входом подключенной к выходу схемы «ИЛИ», а выходом — к другим входам вентилей выдачи и со входом пятой схемы «И», другой вход которой соединен с шиной тактовых сигналов, а выход — со

15 входом преобразователя временного интервала в параллельный двоичный код.