Самонастраивающийся преобразователь знакопеременных частотно-импульсных сигналовв код

 

2I0488

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Эс зссюз:.. ."-и и г т: . i " г c - т «. и и и 1: . бибп::отека лба

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 17.XI I.1966 (№ 1119369/26-24) с .присоединением заявки №вЂ”

Приорнтет—

Опубликовано 06.II.1968. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 15.IV.1968

Кл. 42m, 14

ЧПК G 06f

УДК 681.325.63 (088.8) Комитет по делом изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

И. И. Холкин

Заявитель

САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЗНАКОПЕРЕМЕННЫХ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

В КОД

Изобретение относится к области цифровой измерительной техники.

Известны самонастраивающиеся преобразователи знакопеременных частотно-импульсных сигналов в код, содержащие основной и дополнительный реверсивные счетчики, ко входу которых подключены двоичные распределители, а к выходу двоичные умножители импульсов.

Предложенный преобразователь отличается от известных тем, что;в нем к импульсным входам каждого из вентилей сквозного пере. носа реверсивных счетчиков подключены клапаны импульсные входы которых соединены с суммирующими и вычитающими входами счетчиков. Потенциальные входы клапанов попарно объединены и вместе с соответствующими установочными, входами триггеров подключены к выходам дешифратора, входы которого соединены с выходами дополнительного счетчика.

Такое выполнение устройства, позволило уменьшить суммарную ошибку и время ее установления за счет автоматической настройки параметров по полезному сигналу при измерении меняющихся частот, искаженных помехами.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного преобразователя.

Преобразователь содержит основной реверсивный счетчик 1 и дополнительный реверсивный счетчик 2, двоичные умножители 8, 4, функциональный узел 5, распределители б, 7

5 импульсов, узел 8 раздвижки совпадающих импульсов, триггер 9 знака, линию 10 задержки и дополнительный делитель 11 частоты на

i разрядов.

Основной реверсивный счетчик 1 состоит из

1о знакового триггера 12, дифференцирующей цепи 18, вычитающего устройства 14 и и< разрядов, представленных триггерами 15 с вентилями сквозного, переноса и дополнительными

;вентилями 16, 17.

15 Умножитель 8 состоит из счетчика опроса на триггерах 18 и импульсно-потенциальных схем

19 совпадения.

Функциональный узел 5 выполнен в виде диодного дешифратора на 2т входов и m вы20 ходов. Распределитель 6 содержит схемы 20 совпадения, которые управляются по потенциальным входам диодным дешифратором 21.

Узел 8 включает формирователи 22, 28, по25 тенциальную схему совпадения 24, дифференцирующие цепи 25, 26, 27, линию задержки 28, задержанный мультивибратор 29 и схему запрета 80. Умножитель 4 аналогичен умножителю 8, а распределитель 7 — распределите30 лю б. Счетчик 2 в отличие от счетчика 1 со210488

3 стоит из m основных разрядов и к дополнительных.

Значения полезной составляющей частоты

F, (t) и ее производной F, (t) вычисляются в соответствующих счетчиках 1 и 2 в прямых кодах N,„ N, причем запятая фиксируется непосредственно после знакового разряда.

Преобразователь работает следующим образом. 10

Измеряемая частота F (t) через узел 8 раздвижки и распределитель б поступают на вход счетчика 1, управляющего умножите лем 8. С выхода умножителя частота

Fp i (t) через узлы 8, б подается на другой 15 вход счетчика 1.

Выходной код счетчика 1 N>,(t) описывается уравнением

N), (c) = j (zÄ(c} Р,, (e)(at, о

20 где

F1 — > (t) = F0 1(1> ()

F, — стабилизированная частота опроса ум- 25 ножителя 8, n — переменное число, определяемое узлом 5.

Если частота на входе F (t),ïðåäñòàBëÿåò аддити вную смесь полезной составляющей 30

F, ® и помехи F» (t)

F„(t) = F, (/) + F» (/), где

D„ (n, F5 (t)l дп

С другой стороны, текущее значение производной Р, (l) вычисляется в счетчике 2, входы которого соединены с,выходом умножителя 4 и вычитающей схемой счетчика 1.

F,(t) = F . 2-<.+ + ) N (t) где

m — номер разряда двоичного умножителя 4, относительно которого 65

F, (/) = F, + F, (8) . 8, F,— постоянная составляющая, F, (() — скорость изменения сигнала Р, (/), то RHcnepcnsr суммарной ошибки D y 40 на выходе постоянном уровне Р» ® является функцией n, F, ®

D» (n, F, (t)) = D, (n, F, (t) ) + .О» (и) + D» (и), где D, — дисперсия динамической ошибки, 45

Р» — дисперсия флюктуационной ошибки, D; — дисперсия погрешности квантования.

Анализ показывает, что для каждого определенного F, (t) имеется п, при котором D» имеет минимум, т. е. выполняется равенство ч отсчитывается целая часть числа N (t), I — число разрядов дополнительного делителя частоты 11, N>,(t) — текущее значение числа в счетчике 2.

Совместное решение этих уравнений дает функцию оптимального числа разрядов в счетчике 1 от численного значения производной

Л)», при котором дисперсия суммарной ошибки D будет минимальна при любом F, (t).

n = р (N»(t)).

Данная функция реализуется узлом 5. Физически это выражается в том, что каждому числу N в счетчике 2 соответствует разрешающий потенииал на определенном выходе уз. ла 5, открывающий п-ю пару вентилей 1б, вследствие чего импульсы, приходящие на входы счетчика 2, поступят на п-й разряд, минуя предыдущие (n, — n — 1) -разрядов.

Благодаря связям каждого (и — 1) -го выхода узла 5 с каждьгм нулевым установочным входом триггеров 15, no — )((-разряды счетчика

1 устанавливаются в нулевое состояние, что устраняет генерацию ложных импульсов

np — п клапанами умножителя 8. Работа счетчика 2 и его связь с узлом 5 аналогичны. Дополнительные к разрядов вводятся для лучшего осреднения N (Ц при большом уровне помех. Дополнительный делитель 11,при надлежащем,подборе числа l разрядов позволяет реализовать функцию n=q(N (()) для различных уровней помех без изменения структуры дешифратора. Значения N (t) на выходе П определяют производную сигнала F,(t) и могут использоваться для коррекции ошибки по скорости на выходе 1 в установившемся режиме.

Предмет изобретения

Самонастраивающийся, преобразователь зна копер еменных частотно-импульсных сигналов в код, содержащий основной и дополнительный реверсивный счетчики, ко входам которых подключены двоичные распределители, а к выходам двоичные умножители импульсов, отличающийся тем, что, с целью минимизации суммарной ошибки и уменьшения времени установления, в нем к импульсным входам каждого из вентилей сквозного переноса реверсивных счетчиков подключены клапаны, импульсные, входы которых соединены с суммирующими и вычитающими входами счетчи-, ков, а потенциальные входы клапанов попарно объединены и вместе с соответствующими установочными входами триггеров подключены к выходам дешифратора, входы которого соединены с выходами дополнительного счетчика.

210488

Редактор П. С. Шлайн

Типография, пр. Сапунова, 2

I

1

I

I

IоРЕ !

Ny(f) Составитель М. Штильман

Техред Л. Я. Бриккер Корректоры: Г. И. Плешакова и В. В. Крылова

Заказ 599/11 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4