Преобразователь частота-код

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТАКОД , содержащий генератор опорной частоты, первый двухвходовый ключ, два экспоненциальных генератора, первый трехвходовый ключ, счетчик и формирователь импульсов, вход кото: рого соединен с входом преобразователя , а выход - с первым входом счетчика и первым входог первого двухвходового ключа, отличающийся тем, что, с целью повьппения функциональной надежности и точности, в него введены три делителя частоты импульсов, второй трехвходовый ключ, второй и третий двухвходовые ключи, цифровой компаратор, первый и второй элементы задержки, вход первого элемента задержки подключей к выходу формирователя импульсов , а выход - к входу второго элемента задержки, второму, входу счетчика и первому входу первого трехвходового ключа, а выход второго элемента задержки подключен к первому входу второго двухвходоваго |ключа, второй вход которого подключен к выходу первого делителя частоты , а выход - к третьему входу счетчика, выход которого подключен к первому входу первого экспоненциального генератора, второй вход которого подключен к выходу первого трехвходового ключа, второй вход которого соединен с выходом второго делителя частоты, вход которого объединен с входами первого и третьего делителей частоты и подключен к выходу генератора опорной частоты, первый вход второго экспоненциального генератора подключен к выходу первого двухвходового ключа, а выходк первому входу третьего двухвходового ключа, выход которого сое (Л динен с выходом преобразователя, первый вход цифрового компаратора соединен с шиной постоянной величины , второй вход подключен к выходу первого экспоненциального генератора , а выходк второму входу третьего двухвходового-ключа, к третьему BJtoа ду первого трехвходового ключа и первому входувторого трехвходо00 вого ключа, второй вход которого 00 подключен к выходу первого элемента задержки, третий вход - к выходу со . третьего делителя частоты, а выходк второму входу второго экспоненциального генератора, третий вход которого и третий вход первого экспоненциального генератора подключены к выходу формирователя импульсов, второй вход первого двухвходовогс ключа соединен с шиной максимальной величины. 2. Преобразователь по п. 1, о т личающийся тем, что каждый экспоненциальный генератор содержит

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (11) 4(5l) Н 03 М 5 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий

Н ABT0PCH0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3680306/24-24 (22) 27.12.83 (46) 30.06.85. Бюл. Я -24 (72) В. П. Данчеев, Н. С. Ермаков и С. В. Жевнеров (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.317.76(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 358780, кл. Н 03 К 13/20, !

9.4.71.

2, Авторское свидетельство СССР

В 370537, кл. С О! R 23/10, 16.11.70 (прототип) . (54)(57) t. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТАКОД, содержащий генератор опорной . частоты, первый двухвходовый ключ, два экспоненциальных генератора, первый трехвходовый ключ, счетчик и формирователь импульсов, вход кото: рого соединен с входом преббраэователя, а выход - с первым входом счетчика и первым входоМ первого двухвходового ключа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьппения функциональной надежности и точности, в него введены три делителя частоты импульсов, второй трех-. входовый ключ, второй и третий двухвходовые ключи, цифровой компаратор, первый и второй элементы задержки, вход первого элемента задержки подключен к выход(у формирователя импульсов, а выход вЂ, к входу второго элемента задержки, второму. входу счетчика и первому входу первого трехвходового ключа, а выход второго элемента задержки подключен к первому входу второго двухвходового ключа, второй вход которого подключен к выходу первого делителя частоты, а выход — к третьему входу счетчика, выход которого подключен к первому входу первого экспоненциального генератора, второй вход которого подключен к выходу первого трехвходового ключа, второй вход которого соединен с выходом второго делителя частоты, вход которого объединен с входами первого и третьего делителей частоты и подключен к выходу генератора опорной частоты, первый вход второго экспоненциального генератора подключен к выходу первого двухвходового ключа, а выходк первому входу третьего двухвхо Ф дового ключа, выход которого соединен с выходом преобразователя, первый вход цифрового компаратора соединен с шиной постоянной величины, второй вход подключен к выходу первого экспоненциального генератора,а выход- квторому входутретьего двухвходовогоключа, к третьему входу первого трехвходового ключа и первому входу второго трехвходового ключа, второй вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, третий вход — к выходу третьего делителя частоты, а выходк второму входу второго экспоненциального генератора, третий вход которого и третий вход первого экспоненциального генератора подключены к выходу формирователя импульсов, второй вход первого двухвходовогс ключа соединен с шиной максимальной величины, 2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что каждый экспоненциальный генератор содержит

"вычитающий счетчик и управляемый делитель частоты, первый вход которого подключен к второму входу экспоненциального генератора, второйк третьему входу экспоненциального генератора, а третий — к выходу

1164889 экспоненциального генератора и выходу вычитающего счетчика, первый вход которого подключен к первому входу экспоненциального генератора, а второй вход — к выходу управляемого делителя частоты.

Изобретение относится к вычислительной.технике и может быть использовано в качестве входного преобразователя информации, задаваемой потоком импульсов низкой или инфранизкой частоты, а также составной частью частотно-импульсных вычислительных устройств для информационно-измерительных систем, работающих с частотными датчиками, Известен преобразователь частотакод, содержащий генератор опорных .частот, блок управления, счетчики, систему ключей, схемы сборки, осуществляющий гиперболическое преобра1 зование х = с использованием

У экспоненциальной аппроксимации (11, Недостатками преобразователя являются узкий диапазон преобразования .и невысокая точность.

Наиболее близким.к предлагаемому по технической сущности является цифровой частотомер, содержащий генератор опорной частоты, первый двухвходовый ключ, два экспоненциальных генератора, первый трехвходовый ключ, счетчик и формирователь импульсов, вход которого соединен с входом преобразователя, а выход— с входом счетчика и первым входом ,первого двухвходового ключа, выход генератора опорной частоты соединен ,с вторым входом первого двухвходово"

ro ключа, а его выход соединен с первым входом экспоненциального гене ратора, информационный вход которого соединен с шиной постоянной величины первый выход экспоненциального генератора подключен к первому входу первого трехвходового ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом экспоненциального генератора, информационные выходы счетчика соеди иены с соответствующими- входами второго экспоненциального генератора, выход которого соединен с третьим входом первого трехвходового ключа, 5 aего выход соединен с объединенными управляющими входами первого и второго экспоненциального генераторов, информационный вход второго экспоненциального генератора соеди10 нен с шиной максимальной величины

С23

Недостатками данного устройства являются невысокая надежность и малая точность преобразования, Цель изобретения — повышение функциональной надежности и точности, Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь частотакод, содержащий генератор опорной частоты, первый двухвходовый ключ, два экспоненциальных генератора, первый трехвходовый ключ, счетчик и формирователь импульсов, вход которого соединен с входом преобразователя, а выход — с первым входом счетчика и первым входом первого двухвходового ключа, введены три делителя частоты импульсов, второй

ЗО трехвходовый ключ, второй и третий двухвходовые ключи, цифровой компаратор, первый и второй элементы задержки, вход первого элемента за- держки подключен к выходу формиро35 вателя импульсов, а выход — к входу второго элемента задержки, второму входу счетчика и первому входу первого трехвходового ключа, а выход второго элемента задержки под40 ключен к первому входу второго двухвходового ключа, второй вход которого подключен к выходу первого делителя частоты, а выход - к третьему входу счетчика, выход которого

1 164 подключен к первому входу первого экспоненциального генератора, второй вход которого подключен к выходу первого трехвходового ключа, второй вход которого соединен с 5 выходом второго делителя частоты, вход которого объединен с входами первого и третьего делителей частоты и подключен к выходу генератора опорной частоты, первый вход второ- 10 го экспоненциального генератора подключен к выходу первого двухвходового ключа, а выход — к первому входу третьего двухвходового ключа, выход которого соединен с выходом преобразователя, первый вход цифрового компаратора соединен с шиной постоянной величины, второй вход подключен к выходу первого экспоненциального генератора, а выход— к второму входу третьего двухвходового ключа, к третьему входу первого трехвхрдового ключа и первому входу второго трехвходового ключа, второй вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, третий вход — к выходу третьего делителя частоты, а выход — к второму входу второго экспоненциального генератора, третий вход которого итретий входпервого экспоненциального . генератора подключены к выходу формирователя импульсов, второй вход первого двухвходового ключа соединен с шиной максимальной величины.

Каждый экспоненциальный генератор содержит вычитающий счетчик и управляемый делитель частоты, первый вход которого подключен к второму входу экспоненциального генератора, второй — к третьему входу экспоненциального генератора, а третий— к выходу экспоненциального генератора и выходу вычитающего счетчика, первый вход которого подключен к первому входу экспоненциального генератора, а второй вход — к вы,ходу управляемого делителя частоты.

На фиг. 1 представлена структур-. ная схема устройства; на фиг. 2временная диаграмма, иллюстрирующая работу второго такта преобразователя; на фиг. 3 — времяимпульсная диаграмма, иллюстрирующая работу устройства.

Преобразователь частота-код состоит из генератора 1 опорной часто ты, трех делителей 2 — 4 частоты, 889 4 двух цифровых экспоненциальных генераторов 5 и 6, двух трехвходовых ключей 7 и 8, трех двухвходовых ключей 9 — !l, счетчика 12, цифрового компаратора 13, двух элементов

14 и 15 задержки, формирователя 16 импульсов, выход которого подключен к первому входу счетчика 12, первому входу ключа 9 и входу первого элемента 14 задержки, выход которого соединен с входом второго элемента 15 задержки, с вторым входом счетчика 12 и первым входом ключа 7, а выход второго элемента 15 задержки соединен с первым входом ключа 10, второй вход которого подключен к выходу делителя .

2 частоты, а выход — к третьему входу счетчика 12, выход которого подключен к первому входу цифрового экспоненциального генератора 5, второй вход которого подключен к выходу ключа 7, второй вход которого подключен к выходу делителя 3 частоты, вход которого подключен к выходу генератора 1 опорной частоты и входам делителей 2 и 4 частоты, первый вход экспоненциального генератора 6 подключен к выходу ключа 9, а выход — к первому входу ключа 11.

Второй вход цифрового компаратора

13 подключен к выходу цифрового экспоненциального генератора 5, а выход — к второму входу ключа 11 и к третьему входу ключа 7 и первому входу ключа 8, второй вход которого подключен к выходу первого элемента 14 задержки, третий вход— к выходу делителя 4 частоты, а выход — .к второму входу цифрового экспоненциального генератора 6, третий вход которого также как и третий вход первого цифрового .экспоненциального генератора 6 подключен к выходу формирователя 16.

Цифровые экспоненциальные генераторы 5 и 6 построены на основе цифровых интеграторов, замкнутых на себя, например цифровых интеграторов последовательного типа на двоичных умножнтелях, и содержат .в этом случае вычитающие счетчики 17 и 18 и управляемые детали 19 и 20 частоты, первые входы которых подключены к вторым, а вторые — к третьим входам цифровых экспоненциальных генераторов 5 и 6, а третьи — к выходам этих генераторов и к выходам вычи5

5 11 тающих счетчиков 17 и 18 соответственно, первые входы которых под-. ключены к соответствующим первым вхоцам генераторов 5 и б, а вторыек выходам соответствующих .Управляемых делителей 19 и 20 частоты импульсов.

Вход формирователя 16 является входом 21 формирователя 16 и всего устройства. Первый вход цифрового компаратора 13 является входом 22 постоянной величины И, Второй вход ключа 9 является входом 23 величины, пропорциональной максимальной величине входной. частоты NF„

Выход ключа 11 является выходом 24 устройства.

Устройство функционирует следующим образом.

Получение величины Н„, пропорциональной частоте входйого импульсного потока, осуществляется за два такта. В.первом такте вычисляется величина, пропорциональная периоду входного импульсного потока Я, путем подсчета импульсов, калиброван-! ной частоты, заполняющих периоды ,между двумя соседними импульсами.

Во втором такте происходит гиперболическое преобразование величины N в величину Я ..

На фиг. 2 представлена временная диаграмма, иллюстрирующая работу второго такта преобразователя.

Устройство состоит из двух частей. Первая часть осуществляет преобразования первого такта, вторая часть параллельно с первой осуществляет преобразование второго такта, притом за время всегда меньшее периода входного импульсного потока.

На фиг. 3 представлена импульсновременная диаграмма, иллюстрирующая работу устройства. Импульсы входного потдка с частотой F поступают на вход 21 формирователя 16. По сигналу с выхода формирователя 16 величина (фиг. За), пропорциональная максимальному значению входной частоты Н „, 1череэ ключ 9 заносится в счетчик 18, а содержимое счет;чика 12 переносится в счетчик 17. ,Далее задержанный элементом 14 задержки импульс (фиг. Зб) обнуляет счетчик 12 и подключает входы управляемых делителей 19 и 20 частоты че рез соответствующие ключи 7 и 8

64889 6 и делители 3 и 4 частоты импульсовк выходу генератора 1 и запускает цифровые экспоненциальные генераторы 5 и 6 (момент времени „ ). Импульс с выхода элемента 15 задержки (фиг. Зв)подключает через ключ 10 и делитель 2 частоты генератор 1 к входу счетчика 12, который продолжает счет до прихода следующего вход" ного импульса (фиг. 3 г,д,е). На

° фиг. 3 графики до момента времени

Т„ показаны в увеличенном масштабе, а после Fq — в уменьшенном.

В это время цифровой экспоненциальный генератор 5 продолжает работать до тех riop, пока содержимое счетчика 17 NT; не сравняется с ве. личиной N, (см. фиг, 2 и 3 момент времени ). При этом цифровой ком" паратор 13 вырабатывает сигнал, который закрывает ключи 7 и 8, открывает ключ 11 и прекращает работу цифровых экспоненциальных генераторов

5 и б, содержимое счетчика 18 при этом изменилось с величины И „ „искомой величины И „ (фиг. Зж), которая через ключ 11 поступает на выход устройства

С приходом следующего входного импульса все происходит сначала..

Перед началом работы преобразователя необходимо обнулить счетчик 12, тогда с приходом первого импульса

35 в счетчик 17 запишется ноль (фиг. Зз), компаратор 13 до прихода второго. входного импульса не сработает, ключ .

ll не откроется и сбоя на выходе

40 не произойдет. Частота заполнения счетчика 12 и питания управляемых деталей 19 и 20 частоты, т.е. выходная частота импульсного потока на выходе генератора 1 (фиг. Зи,к,л)

45 и коэффициенты делителей 2 — 4 частоты импульсов выбираются из условия точности, диапазона представления выходной величины N и необходимости заканчивать определение величины

5 до прихода. следующего входного импульса.

Введение в устройство трех делителей частоты импульсов, второго трехвходового ключа, двух двухвходовых ключей, цифрового компаратора, блока управления, а также новых межблочных связей повышает его на" дежность, обусловленную тем, что в интервале между входными импульсами

7 11 64889 8 цифровой компаратор блокирует выход увеличением разрядности зкспоненциустройства и не допускает его сбоя. альных генераторов, обусловленной .

Увеличение точности достигается . их конструкцией.

Il64889

6саяс и

CI

Составитель Б,Ходов

Редактор И. Киштулииец ТехредЛ.Иартяшова Корректор Е. Сирохман

Заказ 4I99/55 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ 1 осударственного комитета СССР по делам..изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4