Устройство для преобразования частоты в код

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3774726/24-24 (22) 24.07.84 (46) 07.01.86. Бюл. ¹ 1 (72) В.К.Гудков, M.С,Кузьмина и В.Ф.Арховский (53) 621.3 17(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 911723 кл, Н 03 К 13/20, 1980, Авторское свидетельство СССР

¹ 1108615, кл. Н 03 К 13/20, 10.01.83 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ В КОД, содержащее а -разрядный счетчик импульсов преобразуемой частоты, (и-1)-разрядный счетчик импульсов эталонной частоты, блок вывода информации, первый элемент И, первый и второй элементы

ИЛИ, первый и второй формирователи импульсов, первый вход первого формирователя. импульсов соединен с выходом (Иг-1)-го разряда счетчика импульсов преобразуемой частоты, вход установки в "0"1 которого подключен к входу опроса, а счетный вход — к входу преобразуемой частоты, выходы счетчика импульсов преобразуемой частоты и счетчика импульсов эталонной частоты подключены соответственно к первым и вторым входам блока вывода информации, третий вход которого соединен с входом опроса, а выход является выходом устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности преобразования частоты в код и расширения динами— ческого диапазона устройства по преобразуемой частоте, в него вве— дены элемент НЕ и второй, третий и четвертый элементы И, первый

ÄÄSUÄÄ 1203?09 A вход второго формирователя импульсов подключен к входу преобразуемой частоты а второй вход объединен с входом установки в "0" счетчика импульсов эталонной частоты и сое динен с входом опроса, счетный вход счетчика импульсов эталонной частоты подключен к выходу второго элемента ИЛИ, а выход +-1)-го разряда соединен с первым входом второго элемента И и вторым входом первого формирователя импульсов, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход первого формирователя импульсов подключен к четвертому входу блока вывода информации и через элемент НЕ к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом rn -ro разряда счетчика импульсов преобразуемой частоты, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента

И, второй вход которого подключен к выходу первого формирователя импульсов, первый выход второго формиI рователя импульсов соединен с пятым входом блока вывода информации и первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к входу эталонной частоты, а выход— к первому входу второго элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, первый вход которого подключен к второму выходу второго формирователя импульсов, а второй вход соединен с выходом и -ro разряда счетчика импульсов преобразуемой частоты.

I где

И,И;, 1 12

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может найти применение в системах цифровой регистрации частотной информации и ввода ее в системы обработки.

Целью изобретения является повышение точности преобразования частоты в код и расширение динамического диапазона устройства по.преобразуемой частоте.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 †.диаграмма преобразования частотного сигнала в код.

Устройство для преобразования частоты в код содержит 1 -разрядный счетчик 1 импульсов преобразуемой частоты, (п-1)-разрядный счетчик 2 импульсов эталонной частоты первый формирователь 3 импульсов, блок 4 вывода информации, элемент

НЕ 5, первый элемент И 6, первый элемент ИЛИ 7, второй элемент И 8, второй формирователь 9 импульсов, третий элемент И 10, второй элемент

ИЛИ 11, четвертый элемент И 12, вход 13 преобразуемой частоты (l= ), вход 14 опроса (Тпр) и вход 15 зталонной частоты (F» ), Вход установки в "0 счетчика 1 импульсов преобразуемой частоты соединен с входом 14 опроса, осуществляющим сброс счетчика 1 по концу интервала преобразования, а счетный выход счетчика 1 — с входом 13 преобразуемой частоты. Счетчик 2 импульсов эталонной частоты. сбрасывается также по концу интервала преобразования. Первый выход формирователя 3 импульсов подключен к входу блока 4 вывода информации, при этом выходы счетчиков 1 и 2 импульсов подключены соответственно к первым и вторым входам блока 4 вывода инфор мации, а выходы Ь -1)-го разрядов счетчиков i и 2 импульсов преобра-. зуемой и эталонной частоr подключены соответственно к первому и второму входам первого формирователя 3 импульсов.

Вход элемента НЕ 5 соединен с выходом первого формирователя 3 импульса и вторым входом второго элемента И 8, первый вход которого соединен с вторым входом первого формирователя 3 импульса, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента И 6, выход

03709 2 которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ 7, выход которого соединен с входом И -го разряда счетчика 1 импульсов преобразуе-. мой частоты, второй вход элемента

И 10 соединен с входом 15 эталонной частоты, второй вход второго форми рователя 9 импульсов соединен с входами установки в "0" счетчиков

1 и 2 импульсов преобразуемой и эталонной частот, первый вход формирователя 9 — с входом 13 преобразуемой частоты, первый выходс пятым входом блока 4 вывода ин— формации, второй выход формирова— теля 9 - с первым входом четвертого элемента И 12, вторым входом соединенного с выходом и -го разряда счетчика 1 импульсов преобразуемой частоты, а выходом — с вторым входом второго элемента ИЛИ 11, выходом подключенного к счетному входу счетчика 2 импульсов эталонной частоты.

Устройство работает следующим образом.

Преобразование частоты в код в устройстве осуществляется по принципу подсчета импульсов сигнала измеряемой частоты за интервал преобразования (Inp ) с учетом величины отсекаемых его началом и концом дробных частей периода сигнала измеряемой частоты, затем определением только дробной части интервала преобразования, отсекаемой первым импульсом преобразуемой частоты в -м и (i+1)-м интервалах путем заполнения их сигналом эталонной частоты, Как видно из фиг. 2, 40

=и„; „+ ()

1 р - C+ ui - + H(i+1)) чх, величина интервала пре— образования; число импульсов преобразуемой частоты, попавших в интервал преобразования, число импульсов эталонной частоты, уложившихся в интервале времени между началом импульса преобразования и первым импульсом преобразуемой частоты соответственно в ь -м и (+1)-м интервалах преобразования, 1203709

Tx; — средний период измеряемой частоты в -м ин— тервале преобразования, где Т„ — период следования импульсов эталонной частоты, Подставляя выражения (2) в выражение (1), имеем

Т„, - Т(И; -И;+„)

Т х

Т„ — -(q -И +„)

То

Txi

М к

То

Пусть счетчик 1 имеет 2 (разрядов и счетчик 2 имеет к-разрядов, где К = (rrr-1) = И/2.

Определяем Г «„при которой разряды с 1-го по (м-1)-й и с и -го по И -I счетчика 1 полностью запол20

25 иены хк

F иакс

Tqp

T„= и

Пусть

Fg x () Определяем соотношение частот F q и F, при котором показания обоих счетчиков 1 и 2 в интервале преобразования одинаковы.

Расчеты показывают, что показа— ния счетчиков 1 и 2 для периода преобразования Тпр равны при следующем соотношении частот

F m

Fx 2 к-1

При этом счетчики 1 и 2 заполнены наполовину. Исходя из этого, рассмотрим три режима работы устройства.

Импульсом от переднего фронтаТпг устанавливаются счетчики 1 и 2 в нулевое состояние, а формирователь 9 переводится в состояние, при котором обеспечивается возможность прохождения импульсов эталонной частоты через элемент И 10. При этом, если (2 -<)Foal c)Fxmo,l,c>F „òî пеРвый пРишеДший импульс Fq проходит на счетчик

1 и он же переводит формирователь 9 в состояние, при котором F †-,отключается от счетчика 2, а вход счетчика 2 посредством элементов И 12

45 н, —— То l1, и н(+ = То (+ ) () 5 и ИЛИ 11 подключается к выходу и. -го разряда счетчика 1. Как только разряды с 1-го по (И вЂ” 1) — и счетчика заполняется, то перепадом напряжения с m -ro разряда счетчика 1 срабатывает формирователь 3, с выхода которого через элемент НЕ 5 поступает разрешающий сигнал для элемента

И б, который подключает вход tq -го разряда счетчика 1 к выходу (a -1)ro разряда счетчика 1, таким образом обеспечивается возможность подсчета частоты на счетчиках 1 и 2 общей емкостью ЗК разрядов. С приходом нового импульса опроса коды со счетчиков 1 и 2 переписываются в блок 4 вывода информации, на четверI тый и пятый входы которого одновременно записываются признаки принадлежности кода с формирователей 3 и. 9.

На обоих входах в этом случае записываются единицы.

Если „„ . >Г„> ", то до прихода первого импульса преобразуемой . частоты импульсы эталонной частоты поступают на счетчик 2 до тех пор, пока не придет первый импульс преобразуемой частоты. С приходом первового импульса преобразуемой частоты формирователь 9 запрещает прохождение эталонной частоты и на счетчике

2 фиксируется значение кода, равное величине интервала времени между импульсом Т, и первым пришедшим импульсом преобразуемой частоты.

Счетчик 1 пересчитывает импульсы преобразуемой частоты и, когда все (-1) разрядов его заполнены, к выходу (W-1)-го разряда подключаются с и -го по п -й разряды счетчика 1 аналогично описанному.

С приходом нового импульса Тпр код со счетчиков 1 и 2 переписывается в блок 4 вывода информации, куда одновременно на четвертый вход записывается с формирователя 3 признак принадлежности кода. Если

2к — > ЗF+p то, до прихода первого импульса преобразуемой частоты счетчик 2 подсчитывает импульсы эталонной частоты.

Если счетчик 2 заполнится полностью, то перепадом напряжения (W -1)-го разряда счетчика 2 запускается формирователь 3, который устанавливается в такое положение, при котором открывается элемент И 8, обеспечивая подключение входа Ф -ro разря хи ьх =(7 -4 "пр =(2 -1 Г„р и;+1

Составитель О. Тюрина

Редактор О.Юрковецкая Техред Ж.Кастелевич Корректор С.Шекмар

Заказ 8430/61 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "11атент", г. Ужгород, ул. Проектная, %

1? 03 да счетчика 1 к выходу счетчика 2 через элемент ИЛИ 7. 3а счет этого емкость счетчика 2 импульсов эталонйой частоты возрастает до величины (2 -1}. С приходом нового импульса х

7м код со счетчиков 1 и 2 перепи709 Ь сывается в блок 4 вывода информации, на четвертом и пятом входах которого в этом случае записываются нули.

Диапазон преобразуемой частоты определяется согласно выражению