Устройство для преобразования частоты следования импульсов в код

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ В КОД, содержащее блок формирования временного интервала, элемент совпадения , формирователь тактовых импульсов , последовательно соединенные счетчик импульсов, блок элементов И, накапливающий сз мматор и регистр сдвига, причем вход блока формирования временного интервала подключен к шине импульсов преобразуемой частоты , а выход блока формирования временного интервала соединен с управляющим входом элемента совпаде .ния и управляющим входом формирователя тактовых импульсов, первьй. выход которого соединен с первым тактовым входом накапливающего сумматора , втцрой вход которого подключен к шине подачи кода No, второй вьгход формирователя тактовьк импульсов соединен с вторым тактовым входом накапливаклцего сумматора и тактовым входом регистра сдвига, информацион чый вход которого соединен с выходом накапливающего сумматора и управлякяцим входом блока элемен-. тов И, а вход элемента совпадения подключен к шине импульсов,. эталонной .частоты и к входу фбрмирователя тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены инвертор, дополнительный элемент совпадения и RS-триггер, S-вход которого подключен к выходу основного элемента совпадения, а R-вход подключен к выходу дополни (Л тельного элемента совпадения, управляющий вход которого соединен с выходом блока формирования временного интервала, информационный вход дополнителного элемента совпадения соединен с выходом инвертора, вход которого подключен к шине эталонной 00 частоты, единичный выход RS-триггеto ра подключен к счетному входу счета чика импульсов, и к входу младшего разряда блока элементов И, а шина сигнала Пуск соединена с вторьм О) входом блока формирования временного интервала, установочным входом RS- триггера и установочным входом счетчика импульсов.

СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 03 М 1/50 с

ВСРСОЮЗНЛ Ф

)3,,„)З

ИМЫМИЬТЕЫА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3531359/24-21 (22) 03.01,,83 (46) 30.09.85. Бюп. Ф 36 (72) В.Л. Соловьев, P.ß. Скворцова и Л.M. Добрынин (53) 681,317 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 462283, кл. Н 03 К 13/20, 1973, Авторское свидетельство СССР

И 752794, кл, Н 03 К 13/20, 1978. . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ В

КОД, содержащее блок формирования временного интервала, элемент совпадения, формирователь тактовых импульсов, последовательно соединенные счетчик импульсов, блок элементов И, накапливающий сумматор и регистр сдвига, причем вход блока формирования временного интервала подключен к шине импульсов преобразуемой частоты, а выход блока формирования временного интервала соединен с управляющим входом элемента совпадения и управляющим входом формирователя тактовых импульсов, первый. выход которого соединен с первым тактовым входом накапливающего сумматора, второй вход которого подключен к шине подачи кода N., второй выход .формирователя тактовых импульсов соединен с вторым тактовым вхо„„SU„„1182676 A дом накапливающего сумматора и тактовым входом регистра сдвига, информационный вход которого соединен с выходом накапливающего сумматора и,управляющим входом блока элемен-. тов И, а вход элемента совпадения подключен к шине импульсов,.эталонной.частоты и к входу фдрмирователя тактовых импульсов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены инвертор, дополнительный элемент совпадения и RS-триггер, S-вход которого подключен к выходу основного элемента совпадения, а

R-вход подключен к выходу дополнительного элемента совпадения, управляющий вход которого соединен с выходом блока формирования временного интервала, информационный вход дополнителного элемента совпадения соединен с выходом инвертора, вход которого подключен к шине эталонной. частоты, единичный выход RS-триггера подключен к счетному входу счет-. чика импульсов, и к входу младшего разряда блока элементов И, а шина сигнала "Пуск" соединена с вторым входом блока формирования временного

Интервала, установочным входом Ытриггера и установочным входом счет.чика импульсов..

I 118

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для преобразования частоты следования импульсов в цифровой код.

Иа фиг. 1 представлена схема пред- лагаемого устройства; на фиг, 2— временная диаграмма работы устройства.

Цель изобретения — повышение точности преобразования за счет уменьшения ошибки квантования. 1р .Устройство для преобразования частоты следования импульсов в код (фиг. 1) содержит блок 1 формирования временного интервала, элемент 2 совпадения, формирователь 3 тактовых импульсов, счетчик 4 импульсов, блок

5 элементов И, накапливающий сумматор 6, регистр 7 сдвига, инвертор 8, дополнительный элемент 9 совпадения, RS триггер 10р шину 11 сигнала

"Пуск", шину 12 импульсов эталонной частоты, шину 13 импульсов преобразуемой частоты, шину 14 занесения кода Ир, причем выход блока 1 соединен с входом элемента 9, другой вход которого через инвертор 8 подключен к формирователю 3, другой вход которого соединен с выходом блока 1 и элементом 2, выход которого соединен с входом триггера 10, соединенным с элементом 9, счетчиком 4 и блоком 5, другие входы которого соединены с сумматором 6 и регистром 7; выходы формирователя 3 подключены к входам сумматора 6 и регистра 7, На фиг.2приняты следующиеобозна- .

35 чения: сигнал а на шине 13 импульсов преобразуемой частоты; сигнал 6 на шине 11 "Пуск"; сигнал в на шине 12 сигнала эталонной частоты f сигнал g на выходе блока 1 формирования временного интервала; сигнал Э на единичном выходе RS-триггера 10; сигнал е на первом выходе формирова: теля 3 тактовых импульсов; сигнал ж на втором выходе формирователя 3 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сигнала на шине 11 gp

"Пуск" (фиг. 2 Б ) происходит установка в исходное (нулевое) состояние блока 1 формирования временного интервала, счетчика 4, RS-триггера 10.

По переднему фронту сигнала преобра- у зуемой частоты f, поступающему по шине 13 после подачи сигнала "Пуск", блок 1 вырабатывает временной интер2676 г вал t„($vr-. 2 z ), рави. п1 и периодам преобразуемой частоты f > (фиг,2 р ), Передним фронтом сигнала й„открываются элемент 2 и элемент 9, и на управляющие S u R входы триггера 10 начинают поступать импульсы эталонной частоты f э (фиг, 2 6 ), причем на S-входы импульсы поступают через элемент. 2, а на R-вход — через инвертор 8 и элемент 9, в результате чего при скважности импульсов эталонной частоты, равной 2, триггер 10 находится в состоянии "1" первую половину периода частоты f и в состоянии "0" — во вторую половину полупериода частоты f „ (фиг, 2 c3 ).

Счетчик 4, счетный вход которого. подключен к единичному выходу RSтриггера 10, подсчитывает число полных периодов частоты f за время а триггер 10 фиксирует каждый полупериод эталонной частоты f за это же время t„. Б момент окончания временного интервала t д .элементы 2 и 9 закрываются, и триггер

10 остается в том состоянии, в котором он находился непосредственно перед окончанием временного интервала t а на счетчике 4 в этот

1 и ° fу. момент фиксируется код N = — .

Ey, пропорциональный числу полных периодов частоты Еэт, Таким образом, на триггере 10 и счетчике 4 в момент окончания интервала измерения

n(2f 97 ) записан код N = Е, пропорЕх циональный периоду измеряемой частаты f и равный целому числу полух периодов эталонной частоты Е за время t„. После окончания временного интервала включается формирователь 3 тактовых импульсов и с помощью блока 5, накапливающего сумматора 6 и регистра 7 сдвига начинается преобразование кода периода

N в код частоты f ïî формуле т

2 л Еэт « о т 1т

Преобразование осуществляется следующим образом. В накапливающий сумматор 6 по шине заносится число

Ир = 2nf . Поскольку число N О, знаковый разряд накапливающего сум матора 6 находится в единичном состоянии и на управляющий вход блока 5 поступает потенщ ал логичес118

3 кой единицы. Под действием этого потенциала блок 5 инвертирует код

N, поступающий с выхода счетчика т

4 и триггера 10 (младший разряд) и передает этот инверсный код NT 5 на вход накапливающего сумматора 6.

Далее формирователь 3 формирует первый такт Т1, в результате чего в сумматоре 6 происходит сложение кода Х с инверсным кодом М . После окончания первого такта Т, в сумматоре 6 оказывается записано число

N = М вЂ” N которое может быть положительным или отрицательным, Связь знакового разряда сумматора 6 с младшим разрядом регистра 7 сдвига выполнена таким образом, что в момент, когда формирователь 3 вырабатывает такт сдвига Т2, в младший разряд регистра 7 записывается инверсия состо- 0 яния знакового разряда сумматора 6, Одновременно происходит сдвиг содержимого сумматора 6 и регистра 7 на один разряд в сторону старших разрядов. На этом заканчивается первый цикл и еобраэования кода N в код f< и в результате в регистре 7 оказывается записано значение первого старшего разряда кода f После первого цикла в сумматоре 6 находится число

2676

И, В зависимости от знака этого числа на управляющий вход блока 5 посч упает либо потенциал логической единицы, либо потенциал логического нуля, В первом случае блок 5 инвертирует код N во втором случае в сумматор 6 передается прямой код числа

N . После этого формирователь 3 формирует вторые два такта 71 и Т2, в результате чего формируется второй разряд кода f„ и т.д. Число циклов преобразования кода NT в код f выбирается в зависимости от требуемой точности преобразования. Чаще всего число циклов преобразования равно числу m разрядов счетчика 4. После окончания всех m циклов преобразования в регистре 7 сдвига оказывается записан код преобразуемой частоты f>.

Погрешность преобразования складывается из погрешности преобразования в сумматоре и погрешности квантования. Погрешность преобразования можно фактически свести к нулю увеличением числа. m циклов преобразования.

Погрешность квантования путем применения триггера 10 в предлагаемом устройстве равна половине периода эталонной частоты f .

1182676

Составитель В, Котов

Техред Ж.Кастелевич. Корректор В. Гирняк ь

Редактор С. Лисина.

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

Заказ 6120/56 . Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-ÇS, Раушская наб,, д, 4/5