Преобразователь частоты в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В КОД, содержащий делитель частоты, мультиплексор, двоичный счетчик, регистр , источник входного .сигнала и генератор опорной чдстоты,выход кото-, рого подключен к входу делителя частоты , причем выход мультиплексора соединен с информационным входом двоичного счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами регистра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования и надежности в него введены блик синхронизации, одновибратор, два элемента задержки и инвертор, входы блока синхронизации подключены к соответствующим входам делителя частоты, а выходы к соответствующим информационным входам мультиплексораj управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам двоичного счетчика, сдвиговые входы которого соединены с соответствующими входными шинами преобразователя, источник входного сигнала через одновибратор подключен к входам первого и второго элементов задержки, выходы которых соединены соответственно с управляющим входом регистра и с управляющим входом (Л двоичного счетчика, выходы.регистра . соединены с соответствующими выходкамя шинами преобразователя, а выход одновибратора через инвертор соединен с управляющим входом делителя частоты. а О5 со

„„Я0„„1166311

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) Н 03 М 5/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ

Яр» .:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 03MPblTHA (21) 3689446/24-24 (22) 12.01.84 (46) 07.07.85. Бюл. h" 25 (72) С.К.Васин и Ю.И. Тараторин (53) 681.325.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельстчо СССР

М 573766, кл. С 01 К 23/00, 05.04.76.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 1004907, кл. С О1 К 23/02, 19.01.81 (прототип). (54)(57} ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В

КОД, содержащий делитель частоты, мультиплексор, двоичный. счетчик, ре- гистр, источник входного сигнала и генератор опорной частоты, выход которого подключен к входу делителя частоты, причем выход мультиплексора соединен с информационным входом двоичного счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами регистра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования и надежности в него ведены блок синхронизации, одновибратор, два элемента задержки и инвертор, входы блока синхронизации подключены к соответствующим входам делителя частоты, а выходы— к соответствующим информационным входам мультиплексора, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам двоичного счетчика, сдвиговые входы которого соединены с соответствук цими входными шинами преобразователя, источник входного сигнала через одновибратор подключен к входам первого и второго элементов задержки, выходы которых соединены соответственно с управляющим входом регистра и с управляющим входом двоичного счетчика, выходы. регистра . соединены с соответствующими выходными шинами преобразователя, а выход одновибратора через инвертор соединен с управляющим входом делителя частоты.

I 11663

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления промышленными роботами и станками с ЧПУ.

Известно устройство для измерения частоты повторения импульсов, содеркащее генератор опорной частоты, вентиль, делитель с фиксированным коэффициентом деления, элемент задержки, счетчик, формирователь импульсов, регистр хранения,,два управляемых делителя и вычитающий счетчик 1 ).

Недостатками этого устройства являются большие аппаратурные затраты и сложность структуры, что снижает надежность устройства в работе.

Наиболее близким к изобретению . по технической сущности является преобразователь частоты в код, содержащий делитель частоты, мультиплексор, двоичный счетчик, регистр, источник входного сигнала и генератор опорной частоты, выход которого подключен к входу делителя частоты, причем выход мультиплексора соединен с информационным входом двоичного счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами регистра, выходы счетчика через дешифратор и преобразователь кодов подключены к соответствующим управляющим входам мультиплексора, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами делителя частоты I.2 -3.

Недостатками известного устройства являются невысокие точность и надежность.

Цель изобретения — повышение точ,ности преобразования и надежности.

Поставленная цель достигаетчя тем, что в преобразователь частоты в код, содержащий делитель частоты, мультиплексор, двоичный счетчик, регистр, источник входного сигнала .и генератор опорной частоты, выход которого подключен к входу делителя частоты, причем выход мультиплексора соединен с информационным входом двоичного счетчика, выходы которого 5О соединены с соответствующими входами регистра, введены блок синхронизации, .одновибратор, два элемента задержки и инвертор, входы блока синхронизации подключены к соответсФвукщим выходам делителя частоты, а выходы — к соответствующим инфор,мационным входам мультиплексора, уп

Равляющие входы которого подключены к соответствующим выходам двоичного счетчика, сдвиговые входы которого соединены с соответствующими входными шинами преобразователя, источник входного сигнала через одновибратор подключен к входам первого и второго элементов задержки, выходы которых соединены соответственно с управляющим входом регистра и с управляющим входом двоичного счетчика, выходы регистра соединены с соответстующими выходными шинами преобразователя, а выход однонибратора через инвертор соединен с управляющим вхо" дом делителя частоты.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя частоты в восьмиразрядный код.

Преобразователь содержит генератор 1 опорной частоты, делитель 2 частоты, мультиплексор 3, блок 4 синхронизации, двоичньй счетчик 5, регистр 6, источник 7 входного сигнала, одновнбратор 8, первый 9 и второй 10 элементы задержки, выходные шины 11, входные шины 12 и инвертор 13. Выход генератора 1 опорной частоты соединен с входом делителя 2 частоты,.информацнонньй вход двоичного счетчика 5 соединен с выходом мультиплексора 3, управляюцие входы которого подключены к выходам счетчика,5 и информационным входам регистра 6, информационные входы мультиплексора 3 соединены с выходами блока 4 синхронизации, выход счетчика 7 входного сигнала через одновибратор 8 подключен к входам элементов

9 и 10 задержки и через инвертор 13 к управляющему входу делителя 2 частоты, выходы элементов 9 и 10 задержки подключены соответственно к управляюцим входам регистра 6 и двоичного счетчика 5, выходы делителя 2 частоты соединены с входами блока 4 синхронизации, сдвиговые входы счетчика 5 подключены к входным шинам 12 преобразователя, а выходы регистра 6 соединены с выходными шинами 11 преобразователя.

Преобразователь работает следующим образом.

По переднему Фронту сигнала источника 7 входного сигнала. запускается одновибратор 8 на время t останавливая работу делителя 2 частоты.

3 1166

Сигнал одновибратора 8 с задержками, Ф,, и 4,, где Ф, (t, (с4,, вырабатываемыми элементами 9 и 10 задержки, поступает на запись результата преобразования в регистр 6 со счетчика 5 и затем, спустя время

a t = 4, — к, на установку счетчика 5 в исходное состояние, определяемое входными шинами 12.

По окончании сигнала с одновибра- 1я тора 8 сбрасываются сигналы с элементов 9 и 10 задержки и запускается преобразование. Если двоичный счетчик

5 включен в режим вычитания, тогда в его исходном состоянии на выходаас шинах установлены единицы (возможен и режим работы счетчика 5 на сложеwe, тогда в исходном состоянии он устанавливается в "0" и выходными шинами являются инверсные выходы раз-2О. рядов). Счетчик 5 заполняется импульсами от мультиплексора 3 все spews между импульсами с одновибратора 8, а результатом преобразования явля- . ется конечное состояние счетчика 5. 25 .Поскольку в данном устройстве требуется, измеряя период, иметь результат в виде кода, пропорционального входной частоте, то заполнение счетчика 5 импульсами реализуется с час- щ тотой, менянщейся по гиперболическому закону в течение периода измеряемой частоты. Кусочно-линейное приближение к гиперболическому закону достигается путем подачи сигналов управления мультиплексором 3 непосредст.венно с выхода счетчика 5. В начале периода на выход счетчика поступают импульсы частоты Е = Ф /4, где

f, - частота импульсов генератора 1, 4О до. тех пор, нока старший разряд не . перейдет в нулевое состояние (все остальные разряды счетчика 5 перей. дут в единичное состояние), реализуя первый участок кусочно-линейной ап4$ проксимации гиперболической зависи мости. Далее, пока следующий по ,старшинству разряд счетчика 5 не перейдет в нулевое состояние, счетчик

5 заполняется импульсами с частотой

4 q /16, реализуя второй учас311 . 4 ток кусочно-линейной аппроксимации гиперболической зависимости и так далее до самого младшего управляющего восьмогв разряда счетчика, если раньше не появился сигнал источника

7 входного сигнала. Каждый последующий участок аппроксимации длительнее предыдущего в 2 раза, а содержимое счетчика 5 в узлах аппроксима- ции также отличается в 2 раза, поэтому в узлах обеспечивается точное гиперболическое соответствие, а между узлами - его линейное приближение.

Непосредственное управление мультиплексором ..3 от счетчика 5 обеспечивается благодаря синхронности сигналов на выходе блока 4 синхронизации, При подаче произвольного кода управления на вход мультиплексора

3 на его выход проходят импульсы наибольшей частоты, определяемой самым старшим ненулевым разрядом управлякщего кода. Счетчик 5, работая на вычитание, после:запуска имеет единицу в старшем разряде, определяющем выбор наибольшей частоты. В конце первого участка аппроксимации обнуляется старший разряд, в конце второго участка обнуляется еще и сладукщий разряд и т.д. Это обеспечивает последовательный выбор частот с выхода синхронизатора от больших к меньшим (от f; к g;+„ = f; /4).

Введение в преобразователь одно- . вибратоба и элементов задержки обеспечивает .точный запуск и надежную остановку вычисления, записи результата, установку исходного состояния и согласования начала вычислений с диапазоном преобразования. Этим дос- тигается увеличение точности преобразования входного. сигнала, Управление мультиплексором,осуществляемое непосредственно от выхода счетчика, без преобразования кода уменьшает число ступеней преобразования информации, что обеспечивает повышение надежности устройства в условиях повышенного уровня помех.

1166311

Заказ 4323/54

Тираж 872 ПодписноЕ

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Составитель Б.Ходов

Редактор И. Николайчук. Техред С.11овжий КорректорО.Тигор