Цифро-аналоговый квадратор

 

О П И С А Н И Е (») 444218

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 21.12.72 (21) 1860332 18-24 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 25.09.74. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 04.07.75 (51) М. Кл. G OGj 3 00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открь>тнй

53) УДК 681.334(088.8) (72) Авторы изобретения В. И. Энтина, В. М. Перельмутер, В. М. Трохин и А. М. Бродецкий (71) Заявитель (54) ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЙ КВАДРАТОР

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике.

Известны цифра-аналоговые квадраторы, содержащие регистр сдвига и двоичный счетчик, выход которого соединен с первым входом триггера управления, первый выход триггера управления соединен с входом первой схемы «И», выход которой подключен к входу схемы «ИЛИ», а второй выход триггера управления подключен к входу второй схемы

«И». Однако в известном квадраторе квадрат преобразуемой частоты получается в цифровой форме и преобразование его в напряжение постоянного тока необходимо производить с помощью специального преооразователя код — напряжение, который понижает точность квадратора.

Цель изобретения — повысить точность, Это достигается тем, что в квадратор введены два дополнительных счетчика, схема синхронизации, формирователь импульсов сброса, фильтр, ряд схем совпадения и генератор тактовых импульсов.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого квадратора; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы (а, б, в — соответственно работа регистра сдвига, счетчика и схем

«И»).

Квадратор содержит генератор тактовых импульсов 1, вырабатывающий однополярные импульсы тактовых частот F, и F2, сдвинутые между собой на одинаковые интервалы времени, схему синхронизации 2, представляющую собой схему совпадения с динамической па5 мятью; две логические схемы «И» на два входа 3, 4, логическую схему «ИЛИ» 5; два нереверсивных счетчика 6, 7 равной емкости, являющиеся цифровым интегратором преобразователя; сдвиговый регистр 8, в котором им10 пульсы преобразуемой частоты f, подвигаются тактовой частото" F>, счетчик 9, с выходов которого вводится дополнение в основной счетчик 6; логические схемы совпадения («И») на три входа 10, 11, 12, 13, обеспечивающие

15 ввод дополнения в зависимости от состояния сдвигового регистра 8 и дополнительного счетчика 9; триггер управления 14, на выходе которого получается широтно-импульсно-модулированный сигнал; сглаживающий фильтр

20 15, выделяющий среднее значение напряжения за период колебания триггера управления и формирователь импульсов сброса 16.

При отсутствии преобразуемой частоты f,. в момент включения квадратора, триггер 14

25 устанавливается в такое положение, прп котором появляется разрешающий потенциал на схеме «И» 3, и импульсы тактовой частоты заполняют счетчик 6; при переполнении счет чика 6 изменяется состояние выходного триг30 гера 14, и появляется разрешающий потенци

444218 ал ца схеме «II» 4, начинается заполнение счетчика 7 импульсами тактовой часготы I i, а схема «И» 3 закрывается, затем процесс повторяется. Среднее значенис напряжения на выходе сглаживающего фильтра 15 за период колебания триггера управления 14 будет: т где К вЂ” передаточный коэффициент сглаживающего фильтра;

U„ — напряжение коллекторного питания триггера 14; („— длительность импульса — выходного напряжения триггера 14;

/н — длительность паузы выходного импульсного напряжения триггера 14;

7 — период переключений триггера 14.

Частота переключений выходного триггера — 14 зависит от емкости счетчика и величины тактовой частоты и определяется выражением:

1нмкг, — 2ц

25 где n — число разрядов основного счетчика.

При подаче преобразуемой частоты f,. ее импульсы непрерывно вводятся в первый разряд счетчика 6 через схему синхронизации 2 синхронно с тактовой частотой F . Кроме того 30 эти импульсы вводятся в сдвиговый регистр 8, с выхода которого поступает на вход дополнительного счетчика 9, который считает число импульсов преобразуемой частоты f„ aa период колебания импульсного напряжения выход- Ç5 ного триггера 14. С выхода первого разряда сдвигового регистра 8, а также с выхода первого разряда дополнительного счетчика 9 подаются потенциалы на схему «И» 10, с выхода второго разряда сдвигового регистра и вто- 40 рого разряда дополнительного счетчика подаются потенциалы на схемы «И» 11 и т. д.

На схемы «И» 10, 11, 12, 13 подаются также импульсы тактовой частоты Fz. При наличии единицы в первом разряде сдвигового ре- 45 гистра 8 и в первом разряде дополнительного счетчика 9 с выхода схемы «И» 10 вводится импульс во второй разряд основного счетчика

6 синхронно с тактовой частотой, аналогично с выхода схемы «И» 11 вводится импульс в 50 третий разряд основного счетчика 6 и т. д.

Логика схемы, вводящей импульсы, преобразуемой частоты /„ поразрядно в счетчик б, такая, что первый импульс поступает только на первый разряд счетчика 6, что соответствует 55 единице, второй импульс поступает на первый и второй разряды, что соответствует числу 3, третий импульс /„ поступает на первый и третий разряды, что соответствует числу 5 и т. д.

Таким образом, в счетчик 6 кроме тактовой 60 частоты F вводится число импульсов, соответствующее квадрату преобразуемой частоты.

Переполняется он быстрее, чем счетчик 7, и скважность импульсного напряжения на выходе триггера 14 изменяется, что приводит к 65 появлению напряжения, соответствующего квадрату частоты f,, выделяемого фильтром.

По окончании периода колебания выходного напряжения триггера 14, дополнительный счетчик 9 сбрасывается в ноль с помощью формирователя 16. Сброс счетчика 9 осуществляется в период между импульсами преобразуемой частоты, поэтому введение импульсов в счетчик б производится непрерывно.

Для четкой работы квадратора необходимо выполнение условия;

Fi макс

Ш+ 1 где т — число разрядов сдвигового регистра.

При выполнении этого сдвиговый регистр успевает очищаться к приходу каждого следующего импульса преобразуемой частоты.

С другой стороны зависимость максимальной преобразуемой частоты от емкости основного счетчика и от тактовой частоты определяется выражением:

Р (1 2" — 1) .кмакс 2"

Минимальная частота, которая может быть преобразована с высокой точностью определяется условием: .«мнн т, 2л — 1 т. е, необходимо, чтобы за период колебания напряжения выходного триггера прошло не менее двух импульсов преобразуемой частоты.

Предмет изобретения

Цифро-аналоговый квадратор, содержащий регистр сдвига, двоичный счетчик, выход которого соединен с первым входом триггера управления, первый выход триггера управления соединен с входом первой схемы «И», выход которой подключен к входу схемы «ИЛИ», а второй выход триггера управления подключен к входу второй схемы «И», о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены два дополнительных счетчика, схема синхронизации, формирователь импульсов сброса, фильтр, подключенный к выходу триггера управления, группа схем совпадения и генератор тактовых импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом регистра сдвига и входами первой и второй схем «И», второй выход генератора соединен с вторым входом схемы синхронизации, первый вход которой подключен к входу устройства и входу регистра сдвига, выход схемы синхронизации подключен к входу схемы «ИЛИ», выход соединен с входом первого младшего разряда основного счетчика, причем вход каждого последующего разряда этого счетчика через соответствующую схему совпадения группы схем совпадения со444218 единен с вторым выходом генератора тактовых импульсов, выходом соответствующего разряда регистра сдвига и разряда первого дополнительного счетчика, входом подключенного к выходу регистра сдвига, а цепями сброса соединенного через формирователь импульсов сброса с первым выходом триггера управления, второй вход которого через второй дополнительный счетчик подключен к выходу

5 второй схемы «И».

444218

П П П П П П П П П П с, П П. П П П П П П П П 0 П ПП П

А (2 1 тз

1 у

77 т, b

7;Я фг g

Составитель С. Казинов

Техред В. Рыбакова

Корректор Л. Котова

Редактор С. Ежкова

Заказ 1875/6 Изд. № 457 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2