Преобразователь частота-код

 

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано для точного измерения частоты в течение произвольного числа периодов, а также для измерения электрических и неэлектрических величин, предварительно преобразованных в частоту. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых частот - достигается за счет введения в преобразователь частота-код второго суммирующего счетчика и перемножителя кодов. Преобразователь частота-код содержит первый суммирующий и вычитающий счетчики, первую и вторую группы элементов совпадения с элементами логического сложения на выходах, генератор образцовой частоты, ключ, блок управления, второй суммирующий счетчик и перемножитель кодов. Приведена конкретная техническая реализация блока управления. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 5п 4 С 01 R 23/02

ВСЕСОЮЗНАЯ

pg",i,;,gj:, «%ЧИНАМ (),,! I Ä, с, А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

f (21) 4285232/24-21 (22) 16.07.87 (46) 23.12.89. Бюп. У 47 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) А.С.Витер, В,Б.Дудыкевич, О.Б.Котыло и С.Ю.Юриш (53) 621.317 ° 7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 325702, кл. Н 03 М f/50, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Ф 533877, кл. G Ot R 23/02,1976. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТА - КОД

,57) Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано для точного измерения частоты в течение произвольного числа периодов, а также дляизмереИзобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано для точного измерения частоты в течение произвольного числа ее периодов, а также для измерения электрических и неэлектрических величин, предварительно преобразованных в частоту.

Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых частот.

На фиг. 1 пердставлена структурная схема преобразователя частота— код; на фиг. 2 — схема блока управления.

Преобразователь частота — код содержит входной формирователь 1, первый суммирующий счетчик 2, вычитающий счетчик 3, первую 4 и вторую 5 группы элементов совпадения с эле„„5U„„1531020 A 1

2 ния электрических и неэлектрических величин, прецварительно преобразованных в частоту. Цель изобретения— расширение диапазона измеряемых частот — достигается за счет введения в преобразователь частота — код второго суммирующего счетчика и перемножителя кодов. Преобразователь частота — код содержит первый суммирующий и вычитающий счетчики, первую и вторую группы элементов совпадения с элементами логического сложения на выходах, генератор образцовой частоты, ключ, блок управления, второй суммирующий счетчик и перемножитель кодов. Приведена конкретная техническая реализация блока управления.

1 зеп.ф-лыр 2 ил, ментами логического сложения на выходах, генератор 6 образцовой частоты, ключ 7, блок 8 управления, трехвходовый элемент 9 совпадения, триггер 10 с раздельными входами, второй суммирующий счетчик 11 и перемножитель 12 кодов.

Блок 8 управления содержит первый 13 и второй 14 входы и первыйчетвертый выходы 15 — 18, синхронный триггер 19, первый 20 и второй 21 триггеры с раздельными входами, одновибратор 22 и элемент И 23.

В преобразователе частота — код сигнальные входы первой группы 4 элементов совпадения соединены с разряднымивыходами суммнрующегосчетчика 2, управляющие — с разрядными выходами вычи щего счетчика 1, а выход — с

1531020 первым входом элемента 9 совпадения и с первым иэ раздельных входов триггера 10, второй вход которого соединен с выходом второй группы 5 элементов совпадения, управляющие входы которой соединены с разрядными выходами суммирующего счетчика 2,а сигнальные — с разрядными выходами вычитающего счетчика 3, вход которого соединен с выходом элемента 9 совпадения, второй вход которого соединен с выходом триггера 10, а третий — с вторым выходом блока 8 управления, первый выход 15 блока 8 управления соединен с управляющим входом ключа

7, вход которого соединен с выходом генератора 6 образцовой частоты, а выход — с входом суммирующего счетчика 2, выход которого соединен с вторым входом блока 8 управления, первый вход блока 8 управления соединен с выходом входного формирователя 1, вход которого является входом преобразователя, первая группа входов перемножителя 12 кодов соединена с разрядными выходами второго суммирующего счетчика 11, счетный вход которого соединен с третьим выходом блока 8 управления, четвертый выход которого соединен с разрешающим входом перемножителя 12 кодов, вторая группа входов которого соединена с разрядными выходами вычитающего счетчика 3.

Первый вход 13 блока 8 управления 35 соединен с R"âõoäoì первого триггера

20, $входом второго триггера 21, вторым входом элемента Л 23 и С-входом синхронного триггера 19, выход которого является первым выходом 15 40 блока 8 управления и соединен с R-входом второго триггера 21, выход которого соединен с первым входом элемента И 23, выход которого является третьим выходом 17 блока 8 управле45 ния, второй выход 16 которого соединен с R-входом синхронного триггера

19 и выходом первого триггера 20, S-вход которого является вторым входом 14 блока 8 управления. а инверсный выход — через одновибратор 22 соединен с четвертым выходом 18 блока

8 управления, Преобразователь работает следующим образом. 55

В исходном состоянии ключ 7 и элемент 9 совпадения закрыты, счетчики

2, 3 и 11 находятся в нулевом состоянин. С приходом переднего фронта первого импульса измеряемой частоты блок 8 управления открывает ключ 7.

Импульсы генератора 6 с частотой следования fc, поступают на вход счетчика 2. Коэффициенты пересчета счетчиков 2 и 3 равны N „„.= 2 (К вЂ” колик чество двоичных разрядов счетчиков).

При поступлении первых N m импульсов на вход счетчика 2 в течение времеN г ни t, — — — происходит его nepefo полнение и с блока 8 подается отпирающий потенциал на элемент 9 сов адения. С приходом переднего фронта первого после переполнения счетчика

2 импульса измеряемой частоты блок 8 управления закрывает ключ 7 и элемент 9 совпадения.

Таким образом, ключ 7 открыт в течение целого количества периодов п, т.е. в течение времени t пТ„ (причем t (t < 2t,), где Т „ — период измеряемой частоты. С момента времени

t, импульсы с выхода первой группы 4 элементов совпадения поступают на один иэ входов элемента 9 совпадения и один иэ входов триггера 10, а импульсы выхода второй группы 5 элементов совпадения — на другой вход элемента 9 совпадения. Счетчики 2 и

3, первая группа 4 элементов совпадения представляет собой двоичный умножитель частоты.

Частота следования импульсов на выходе этого двоичного умножителя равна

f fУ 0

Ng (1) где Np — число, содержащееся в вычи тающем счетчике 3.

Средняя частота следования импульсов на выходе элемента 9 совпадения определяется f у и числом, содержащимся в счетчике 2. Иэ частоты Г у вычитается частота импульсов обратной связи, получаемых путем их выборки из счетчиков 3 с помощью второй группы 5 элементов совпадения, т.е.

Р а oc aux Косе (3) где К„- коэффициент обратной связи, который равен

Kос = 1т Nm (4) где N — число, содержащееся в счетчике 2.

После преобразований на основании выражений (1) - (4) получают

1531020

N<(t) f, N g (с)

» « (7)

Еi(к f t

Число в вычитающем счетчике 3 уменьшается с момента времени t от величины N в соответствии с выражением

t и(!)-к -) — — -а

Ng(t)

tel

t е, Продифференцировав уравнение и разделив переменные, получают (8) dN (t) dt (9)

Е

Проинтегрировав и подставив пределы интегрирования, имеют

Nf (t1 м (с) = -tnt1I, (10) 30

N+(t) откуда 1м

Прий=пТnt к 1 ют

22олуча35

М(!!К И

N (t) — — — — = — — - - (12)

f Е .n Т„ f u

По окончанию счета блок 8 управления подает сигнал на разрешающий вход перемножителя 12 кодов. При этом происходит перемножение числа

Nf, содержащегося в вычитающем счетчике 3, с числом и равное количеству периодов Т„ и накапливающееся в счетчике 11 в процессе измерения.

Тогда окончательное выражение для числа Н (С) имеет вид

N(t) = — — -Г

И ( (13) к °

Таким образом, число, содержащееся в перемножителе 12 кодов после окончания и периодов Т „, пропорционально измеряемой частоте f °

Формула и э обретения

1. Преобразователь частота — код, содержащий входной формирователь, 1 1 1 о

fе„„= (s)

Всего на счетчик 2 с учетом первых N имульсов, приведших его к пе( реполнению, к моменту времени t y ! поступает следующее количество импульсов

N

Окончательное выражение для f при- 10 ьм нимает вид вход которого является входом преобразователя, а выход соединен с первым входом блока управления, первый выход которого соединен с управляющим входом ключа, вход которого соединен с выходом генератора образцовой частоты, а выход — с входом первого суммирующего счетчика, выход которого соединен с вторым входом блока управления, второй выход которого соединен с третьим входом трехвходового элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом первой группы элементов совпадения с элементами логического сложения на выходах и первым входом триггера с раздельными входами, выход которого соединен с первым входом трехвходового элемента совпадения, а второй вход — с выходом второй группы элементов совпадения с элементами логического сложения на выходах, управляющие входы которой соединены с разрядными выходами первого суммирующего счетчика, а сигнальные — с разрядными выходами вычитающего счетчика, сигнальные входы первой группы элементов совпадения с элементами логического сложения на выходах соединены с разрядньнки выходами первого суммирующего счетчика, а управляющие — с разрядными выходами вычитающего счетчика, вход которого соединен с выходом трехвходового элемента совпадения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых частот, в него введены второй суммирующий счетчик и перемножитель кодов, первая группа входов которого соединена с разрядами второго суммирующего счетчика, счетный вход которого соединен с третьим выходом блока управления, четвертый выход которого соединен с разрешающим входом перемножителя кодов, вторая группа входов которого соединена с разрядами вычитающего счетчика.

2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок управления содержит синхронный TpHI

rep, первый и второй триггеры одновибратор и элемент И, выход которого является третьим выходом блока управления, первый вход которого соединен с С-входом синхронного триггера, Rвходом первого триггера, S-входом второго триггера и вторым входом эле1531020

Составитель Е.Соловьев

Корректор М.Шароши

Редактор А.Коэориэ Техред М.Ходанич

Заказ 7949/46 Тираж 714 Подписное

В!!И1П!И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

11р изволстненно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101 мента И, первый вход которого соединен с выходом второго триггера, Rвход которого соединен с выходом синхронного триггера и является первым выходом блока управления, вторым входом которого является S-вход перного триггера, инверсный выход которого через одновибратор соединен с четвертым выходом блока управления, вторым выходом которого является вы5 ход первого триггера, соединенный с

R-входом синхронного триггера.