Преобразователь частоты сигнала в цифровой код

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть применено в квантовых и ядерно-прецессионных магнитометрах для преобразования частоты сигнала в цифровой код. Преобразователь имеет более широкий диапазон преобразования. Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий два счетчика 1, 2 импульсов, накапливающий сумматор 3, элементы И 4, 5 формирователь 6 временного интервала, генератор 7 эталонной частоты, введены преобразователь 9 кода, блок 10 элементов И, элемент ИЛИ 11, распределитель 12 импульсов , счетчик 8 импульсов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК 11 4 Н 03 М 1/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3864086/24-24 (22) 11.03.85 (46) 23.10.86. Бюл. № 39 (71) Научно-производственное объединение по рудной геофизике (72) С. С. Вандер, Ю. Д. Долинский и А. Л. Ирзак (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 362467, кл. Н 03 К 13/20, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 600727, кл. Н 03 К 13/20, 1975. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЪ| СИГНАЛА В ЦИФРОВОЙ КОД

„„Я(.1„„1266005 д1 (57) Изобретение относи ся к импульсной технике и может быть применено в квантовых и ядерно-прецессионных магнитометр ах для преобразования частоты сигнала в цифровой код. Преобразователь имеет более широкий диапазон преобразования.

Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий два счетчика 1, 2 импульсов, накапливающий сумматор 3, элементы И 4, 5 формирователь 6 временного интервала, генератор 7 эталонной частоты, введены преобразователь 9 кода, блок 10 элементов И, элемент ИЛИ I l, распределитель 12 импульсов, счетчик 8 импульсов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1266005

Изобретение относится к импульсной технике и может быть применено в квантовых и ядерно-прецессионных магнитометрах для преобразования частоты сигнала в цифровой код.

Цель изобретения — расширение диапазона преобразования.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Преобразователь содержит счетчики 1 и 2 импульсов, накапливающий сумматор 3, элементы И 4 и 5, формирователь 6 временного интервала, генератор 7 эталонной частоты, счетчик 8 импульсов, преобразователь 9 кода, блок 10 элементов И, элемент ИЛИ ll, распределитель 12 импульсов, шину 13 установки исходного состояния, шину 14 преобразуемой частоты и шину

15 запуска.

Формирователь 6 содержит счетчик 16 импульсов, элемент И 17, RS-триггер 18, а также 1К-триггер 19: Распределитель 12 состоит из мультиплексора 20 и КS-триггера 21.

Накапливающий сумматор 3 содержит регистр 22, сум матор 23. Преобразователь

9 содержит дешифратор 24 и элементы ИЛИ

25 — 27. Блок 10 содержит элементы И 28- — 30.

Преобразователь работает следукнцим ооразом.

Цикл работы начинается с установки счетчика 1 и триггера 21 в нулевое состояние при подаче импульса на шину 13.

Формирователь 6 пересчитывает определенное число импульсов генератора 7 и формирует эталонный временной интервал. В исходном состоянии RS-триггер 18 находится в нулевом состоянии, удерживая в нулевом состоянии IK-триггер 19, который, в свою Очередь, удерживает в нулевом состоянии счетчик 16. После прихода ю lllHII(15 на >-вход RS-триггера 18 импульса запуска последний опрокидывается и отпускает 1К-триггер 19. Формирователь 6 запускается одним из входных импульсов преобразуемой частоты, постуиак>щим по шине

14 на динамический j-вход 1К-три.тера !9.

Триггер 19 устанавливается в единичное состояние. отпускает счетчи к 6, который начинает считывать импульсы генератора 7.

Благодаря этому достигается синхронизация начала временного интервала с началом периода преобразуемой частоты (c точностью до периода эталонной частоты.

На выходе элемента И 17 появляется импульс, соответствующий состоянию разрядов счетчика «все е IHIIHllbt»..)ToT импульс устанавливает кяк 1К-триггер !9 и нулевое состояние, прекращая тем самым формирование временного интервала, так и RSтриггер 18 в то жс состояние, который подтверждает нулевое состояние,(К-триггера 19 и удерживает его в нем до прихода следузощего импульса запуска по шине 15.

С выхода формирователя 6 (единичный выход 1К-триггера 19) на входы элементов

И 4 и 5 в течение временного интервала поступает открывающий их сигнал, а на вход установки счетчика 8 поступает сигнал

YстаиоВки.

Импульсы преобразуемой частоты проходят через элемент И 4 на счетный вход счетчика 1 и на установочные входы счетчика 2 и накапливающего сумматора 3 (второй вход регистра 22). В течение временного интервала счетчик 1 подсчитывает число поступающих на его вход импульсов преобразуемой частоты. После поступления на вход счетчика 1 последнего во временном интервале импульса преобразуемой частоты состояние счетчика 1 остается неизменным и соответствует количеству полных периодов преобразуемой частоты, уклады вающихся во временном интервале.

Импульсы эталонной частоты с выхода генератора 7 через элемент И 5 в течение временного интервала поступают на счетный вход счетчика 2 и пересчитываются им. Коэффициент пересчета счетчика 2 равен К, где К -- основание системы счисе ления, в которой работает преобразователь; целое число. Причем 1 выбирается с учетом быстродействия накапливающего сумматора 3 тяк, что последний отрабатывает по каждому выходному импульсу счет ика 2. Соединение входящих в накапливающий сумматор 3 сумматора 23 и регистр

?2 позволяет осуществить операцию умножения числа, постуиакицего на вход сумматора в ия раллел ьн ом коде с распределителем !

2 на число импульсов эталонной частоты, прошедших на вход счетчика 2 за последний во временном интервале незавершенный период преобразуемой частоты.

Это произведение вычисляется в два этапа.

На первом этаие, который заканчивается одновременно с концем временного интерва;IB распределитель 12 подает выходы разрядов счетчика на входы разрядов сумматора 23 со сдвигом на (-разрядов, т.е. так, что выходной сигнал i-го разряда счетчика ! постуIIBcT на вход ((+1)-го разряда сумматора 23.

С выхода старшего ((-го) разряда счетчика 2 через элемент ИЛИ 11 на третий вход сумматора 3 поступают импульсы, часP тота следования которых в К раз меньше эталонной частоты. 11оскольку каждым выходным импульсом 3!1f. ìå÷òà 4 счетчик 2 и накапливающий сумматор 3 устанавливаются в нулевое состояние, то по окончании временного интервала состояние накапливающего сумматора 3 соответствует произведению содержимого счетчика 1 на число импульсов, поступающих на третий вход сумматора 3 в течение промежутка времени между последним во временном интервале импульсом преобразуемой частоты и концом

1266005

Формула изобретения

3 временного интервала, поделенное на коэффициент К

После окончания временного интервала счетчик 8 разблокируется (снимается запрешаюший сигнал с входа установки) и начинает считывать импульсы генератора 7. Выходы разрядов счетчика 8, начиная с второго, поступают на преобразватель 9 кода. Для того, чтобы на выходах дешифратора 24 образовались импульсы, на его стробируюший вход заведены импульсы с выхода младшего разряда счетчика 8.

Преобразователь 9 сначала формирует сигнал на распределитель 12. По этому сигналу RS-триггер 21 распределителя 12 перекидывается.

Мультиплексор 20 сдвигает на входах сумматора выходы разрядов счетчика так, что выход i-ro разряда счетчика 1 оказывает ся соединенным с входом i-го разряда сумматора 23. Затем преобразователь 9 вырабатывает группу импульсов опроса, число импульсов в каждой группе равно весу опрашиваемого разряда счетчика 2. Каждая группа импульсов опроса по своей шине проходит на вход соответствующего элемента И 28 — 30 блока 10. Если разряд счетчика

2 находится в единичном состоянии, то соответствуюшая группа импульсов проходит через элементы И блока 10 и элемент

ИЛИ 11 на третий вход накапливающего сумматора 3.

По окончании всех операций опроса состояние разрядов счетчика 2 и состояние накапливающего сумматора 3 соответствуют произведению содержимого счетчика 1»а чис ло импульсов эталонной частоты, попавших в промежуток времени между последним в эталонном временном интервале импульсом преобразуемой частоты и концом этого интервалаа.

В результате проведенных операций состояние разрядов счетчика 1 и накапливаюшего сумматора 3 (выходы разрядов регистра 22) в совокупности дают код преобразуемой частоты.

1. Преобразователь частоты сигнала в цифровой код, содержащий сумматор, генератор эталонной частоты, выход которого соединен с первыми входами первого элемента И и формирователя временного интервала, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом формирователя временного интервала и является шиной преобразуемой частоты, а выход соединен со счетным входом первого счетчика импульсов и входом установки второго счетчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона преобразования, в него введены третий счетчик импульсов, блок элементов И, элемент ИЛИ, преобразователь кода, распределитель импуль10

55 сов, а сумматор выполнен в виде накапливаюшего сумматора, при этом первые входы распределителя импульсов соединены с соответствующими выходами первого счетчика импульсов, второй вход объединен с входом установки первого счетчика импульсов и является шиной установки исходного состояния, третий вход соединен с первым выходом преобразователя кода, а выходы соединены с соответствующими первыми входами накапливаюшего сумматора, второй вход которого объединен со счетным входом первого счетчика импульсов, а третий вход соединен с выходом элемента ИЛИ, первые входы которого соединены с соответствуюшими выходами блока элементов И, первая группа входов которого соединена с соответствуюШимМ выходами второго счетчика импульсов, первый вход первой группы входов блока элементов И объединена с вторым входом элемента ИЛИ, вторые входы блока элементов И соединены с соответствуюшими вторыми выходами преобразователя кода, входы которого соединены с соответствующими выходами третьего счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, а вход установки объединен с вторым входом первого элемента И и соединен с выходом формирователя временного интервала, третий вход которого является шиной запуска, причем выход первого элемента И соединен со счетным входом второго счетчика импульсов.

2. Преобразователь по и. 1, отличающийся тем, что распределитель импульсов выполнен на мультиплексоре и RS-триггере, R- u S-входы которого являются соответственно вторым и третьим входами распределителя импульсов, а выход соединен с первым входом мультиплексора, вторые входы которого являются первыми входами распределителя импульсов, выходы которого являются выходами распределителя импульсов.

3. Преобразователь по и. 1, отличающийся тем, что накапливающий сумматор выполнен на сумматоре и регистре, первые входы которого соединены с соответствуюШими выходами сумматора, вторые и третьи входы являются соответственно вторыми и третьим входами накапливающего сумматора, а выходы соединены с соответствуюШими первыми входами сумматора, вторые входы которого являются соответствуюшими первыми входами накапливающего сумматора.

4. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что формирователь временного интервала выполнен на счетчике импульсов, элементе И, RS-триггере и IK-триггере, 1вход которого является вторым входом формирователя временного интервала. R-вход соединен с выходом RS-триггера, К-вход

IK-триггера объединен с R-входом RS-триггера и соединен с выходом элемента И, 1266005

Составитель А. Титов

Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор О. Головач

Заказ 5682/58 выход 1К-триггера соединен с входом установки счетчика импульсов и является выходом формирователя временного интервала, счетный вход счетчика импульсов объединен с первым входом элемента И и является первым входом формирователя, выходы счетчика импульсов соединены с соответствующими вторыми входами элемента И, S-вход

RS-триггера является третьим входом формирователя временного интервала.