Устройство для преобразования кодов в частоту

 

Союз Советских

Социалистических

Республик г. (51)М. Кл. (61) Дополнительное к аат. санд-ву (>2) Заяалено0103.77 (2") 2457496/18-21 с присоединением заяекн М (23) Прнорнтет

Я 03 К 13/02. Государственный комитет

СССР йо делам изобретений и открытий

Опублнкоаано 0505.79. Бкрллетень Н9 17 (53) УДК 681.328 (088.8) Дата опублнковання описания 050579 (72) Автор . изобретения

В. Э. Штейнберг (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРБОБРАЗОВАНИЯ

КОДОВ В ЧАСТОТУ

Изобретение относится к области импульсной техники и автоматики„ а именно к импульсно-дискретным устройствам для преобразования цифровых кодов в частоту следования электрических импульсов, и может найти применение в различных устройствах и системах автоматического управления и регулирования, а также в специализированных вычислителях информацион- ® но-измерительных систем.

Известно устройство для преобразования кода в частоту следования импульсов путем умножения исходной импульсной последовательности на постоянные коэффициенты, содержащие счетчик с включенными на нулевых выходах вентилями, выходы которых подключены ко входам первого элемента

ИЛИ, выходом связанного с одним из входов второго элемента ИЛИ, другой вход которого подключен ко входу устройства, а выход соединен со входом счетчика (1).

Недостатком устройства является невозможность задания коэффициентов преобразователя, например, в виде отношения двух кодов или более сложного вида 8 или ОР

PL и

Наиболее близким по технической сущности к изобретенйю является устройство для преобразования кодов в частоту, содержащее первйй счетчик импульсов, первые выходы которого подключены через последовательно соединенные первый многовходовой элемент совпадения и элемент,задержки к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход к счетному вхо" ду первого счетчика импульсов, второй счетчик импульсов, выходы которого подключены к выходам второго многовходового элемента совпадения (2).

Недостаточное быстродействие устройства обусловлено необходимым для формирования вспомогательных кодов временем. устройство сложно из-за наличия Значительногo числа узлов, а также за счет необходимости формиро- вания временит Т специальным блоком..

Это снижает бйстродействие устройства, надежность и эффективность использования оборудования и затрудняет сопряжение устройства с цифровыми узлами автоматики и непосредственное управления частотой, Кроме того, устройство не обеспечиваеттакже более сложный вид коэффи661773

3 цнейта преобразования, например н виде отношения двух кодов,что не позволяет получать дополнительный ныИГрыш н быстродействии за счет сонмещенйя" реализуемых операций, а также отношения двух кодов по абсолютной величине больше единицы.

Цель изобретения — поньыение точности преобразования.

Эта цель достигается тем, что н устройство для преобразовання кодов в частоту, содержащее первый счетчик )0 импульсов, первые выходы которого под", ключены через последовательно соединенные первый многовходовой элемент совпадения и элемент задержки к первому входу элемента ИЛИ, второй вход д которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход — к счетному входу первого счетчика импульсов, второй счетчик импульсов, выходы ко торого подключены к выходам второго мйоговходового элемента совпадения, и два импульсных сумматора, первый . вход первого из которых подключен к выходу элемента ИЛИ, второй нход первого импульсного сумматора соеди нен с выходом дополнительного многовходового элемента совпадения, входы которого подключены ко вторым выходам первого счетчика импульсов, а выход перного сумматора соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго многовходового элемента- сов йаденйя, причем выход второго сумматора соединен со счетным входом второго счетчика импульсов. 35

Структурная электрическая. схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит двоичные счетчики 1 и 2;,многовходовые элементы

3-5; Элемент б ИЛИ, импульсные сум-. маторы 7 и 8, элемент 9 задержки, генератор 10 импульсов, шины 11-13 ввода сомножителей и шину 14 выхода.

ВыхоДы счетчика 1 подключены ко

Йходам элементов 3 и 4. Объедйненнйе выходы элемента 3 подключены ко йхОду элемента 9 задержки, выход ко торого соединен с первым входом эле" мента б ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом генератора 10 импульсов. Выход элемента б или соеди- @ неи со входом счетчика 1 и с первым входом сумматора 7, второй вход которого подключен к объединенным виходаг элемента 4, а выход — к первому вхо ду второго сумматора 8, второй вход 55 которого соединен с объединенным выходом элемента 5, а выход - co входом счетчика 2 и выходом 14 устройства.

Шины 11 ввода первого сомножителя подключены ко вторым входам элемента g)

З,шины 12 ввода второго сомножителяko вторым входам элемента 4,а шины 14 ввода третьего сомножителя — ко вторым входам элемента 5.

Устройство работает следующим .об разом.

4

В общем случае устройства реализует коэффициент преобразования кодов в частоту повторения импульсов вида

K< = N„. N2/N» где код сомножителя

N< подается на входы 11, код сомножителя N2-на входы 12, а код сомножителя N — на входы 13.

B занисимости от действительного состояния управляющих кодов на входах

11 -13, устройство реализует частичные коэффициенты преобразования кодов в частоту повторения импульсон.

При подаче импульсов генератора

10 на один из нходов элемента. б ИЛИ на ега выходе устанавливается частота Р импульсон Fa ф Fre „ + F3, где F — частота имйульсой, поступающих íà нтарой вход элемента б ИЛИ через элемент 9 задержки с объединенных выходов элемента 3 равная ./

И

4 2и

N< — код первого сомножителями следовательно частота Р,равна

Р(=Р+Р

N ген < 2< откуда, .

Fre Гг „2" и.

"+2п 2 +М.

Частота F поступает на первый вход сумматора 7, на второй вход ко-,. торого поступает частота с объединенных выходов элемента 4, равная

F =Г

В4 2"

Частота F2 поступающая с выхода сумматора 7,.равна

2 +FâÔ д " 2" ген "- и

Из последнего выражения видно, что первый частичный коэффициент преобразонаайия K„ устройства ранен

2"

К

tlat 2п Я

4 больше единицы и может быть обозначен н виде X„„ = А, а второй частичный коэффициент преобразования кп2 равен

2 +На я.

"n

2 2 боЛьшЕ едИНИцЫ И Может быть обозначен в виде К„ = Б =(1 + N ° 2 ). Час

-н

2 - 2 тата Р2 поступает на первый нход сумматора 8, работающего в режиме вычитания, на второй вход которого пос1 тупает частота РВ объединенных выходов элемента 5, а с выхода импульс-, ного сумматора 8 на выходную шину

14 устройства поступает частота, равная

Бз, Вш 2 SS 2 Би 2" откуда --- 2п

BalX F2 2Г„. " где (2 "/2 "+ N ) — третий частичный коэффициент преобразования К,„, каторый может быть записан в виде

С = Кд= О/1 + N . 2

661773

Формула изобретения

Д 2и

Вы х О (2 8„)(2 8 1 з

Частота Гв„ „на выходе устройства равна, таким образом, -а а"

Вь(х Ген (2и N). 2и (2н + N ) .

Рассмотрим подробнее режим преобразования отношения двух кодов

N u N > в частоту импульсов

Нд

ВЫХ ыз

Код,числа N< устанавливается равным нулю, а так как второй частичный коэффициент преобразования.К>, изме- 10 няется от 1 (при N = О) до 2 (при

N = 2 — 1), то, очевидно, Кн = Б и представляет собой дробный коэффициент преобразования, целая часть ко-, торого равна 1, а дробная равна

N 2 " и задается в виде кода на входнйх шинах 12 устройства.

Третий частичный коэффициент преобразования К „ изменяется „от 1 (при

N> = О) до 2 (при И = 2" — 1) и представляет собой дробный коэффициент преобразования, целая часть которого равна 1, а дробная .равна

N . 2 и задается в виде кода на входных шинах 13 устройства. Очевидно, что отношение кодов чисел N u

N — отношение второго и третьего частичных коэффициентов преобразования

-.соответственно-представляет собой цробный коэффициент преобразования, изменяющийся от — (при Бз = О и ЗО

2 " — 1) до 2.(при N 2"-1 и

И = О) с шагом дискретности, равным ф и, где n — разрядность счетчиков

1 и 2,т.е.шаг дискретности изменения коэффициента преобразования устройст- 35

Ва в режиме отношения двух кодов мень ше единицы,и может задаваться с требуемой и приемлемой для практики точностью, а значение коэффициента преобразования, не провосходящего 2, 40 позволяет выбирать оптимальное значение частоты генератора 10. Частота на выходе устройства в этом режиме равна р . Б Р 12"ЙЯ 2"

SblX С Ген (и+ g 2п

При необходимости уменьшения шага дискретности изменения выходной частоты код числа N устанавливается равным нулю, а коэффициент преобразова- ния определяется йодом числа И„,изменение которого на единицу обуславливает более крупную дискретность изменения первого частичного коэффициента,и кодом числа N . Частота на выходе устройства в этом случае равна

В режиме преобразования двух кодов устройство работает следующим образом.

Код сомножителя Нз устанавливается равным нули, а частота на выходе устройства определяется соотношением

2и (2n+ >

=Аб, F (g -Н„1 2и Гбн и может при необходимости дополнительно масштабироваться в сторону понижения путем подачи соответствующего кода числа Из !на входные шины

13.

При дополнительных требованиях и пульсации выходной частоты элемент.

9 задержки может быть выполнен управляемым (аналоговым, цифровым или ком-. бинированным) в зависимости от кода числа И,(.

Предложенное устройство реализует коэффициенты преобразования с малым шагом изменения, который определяет" ся требуемой точностью реализации коэффициента преобразования с точностью до действующего разряда чисел

N2 и Nз, что позволяет применять устройство в цифровых синтезаторах частоты, устройствах цифровой обработки .информационных сигналов и в других случаях, когда необходима высокая точность.

Воспроизведение требуемой частоты начинается с момента подачи кодов чисел на управляющие входы устройства, что обеспечивает более высокое быстродействие.

Кроме того, устройство требует при реализации меньших аппаратурных затрат, что повышает эффективность использования аппаратуры. Устройство для преобразования кодов в частоту, содержащее первый счетчик импульсов, первые выходы которого подключены через последовательно соедййенйые первый многовходовый элемент совпадения и элемент задержки к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход к счетному входу первого счетчика импульсов, второй счетчик импульсов, выходы которого подключены к выходам второго многовходового элемента совпадения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены многовходовой эЛемент совпадения и два импульсных сумматора, первый вход первого из которых подключен к выходу элемента ИЛИ, второй вход импульсного сумматора соединен с выходом дополнительного многовходового элемента совпадения, входы которого подключены ко вторым выходам первого счетчика импульсов, а выход первого сумматора соединен с первым входом

7 6-6177, второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго многовходового элемента совпадения, причем выход второго сумматора соединен со счетным входом второго счетчика импульсов.

Источники информаций, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

9 418857, кл.G 06 F 7/39, 4.06.1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 371681, кл.Я 03 К 13/02, 4.08.1973.

Составитель Г. Смелова ваянием "" " " *

Заказ 2510/64 Тираж 1059 Подписное

ЦНИИПИ Государствениого комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул;Проектная,4