Преобразователь код-частота

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОаГЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскми

Социалистических

Республик

<и>92!074

* ъ г г (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 14.07,80 {21)2966825у 18 21 с присоелинениекк заявки М(23) Приоритет

Опубликовано 15,О4,82, Бюллетень _#_a 14

Дата опубликования описания 18.04,82 (51)М. Кл.

Н 03 К 13//02

3Ьеудоретвеиый конитвт

С С CP (53) УД К 68 1. .325(088,8) . ао делам изобретеиий и открытий

P. Д. Акинина, В, М, Домрачев, Г. Ф.

В, И. Рыбин и А, П. Синицын (72) Авторы изобретения

{Vl) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-ЧАСТОТА

Изобретение относится к автоматике,, вычислительно» технике и TelleMexaHKKe, а именно к импульсно-пискретным yes ройствам цля преобразования пифровых параллельных коцов в частоту слецования электрических импульсов, и может найти

5 применение. в различных устройствах и систе мах автоматического управления и регулирования.

Известно устройство цля преобразоватО ния коцов в частоту, сопержашее первый счетчик импульсов, первые выходы которого поцключены через послецовательно соединенные первый многовхоцовый эле мент совпацения и элемент зааержки к т5 первому вхопу элемента ИЛИ, второй вход которого попключен к выходу генератора импульсов, а выхоц - к счетному входу первого счетчика импульсов, второй счетвтк импульсов, выхопы которого поцключены к выхоцам второго многовхопового элемента ссвпацения; пополнительный многовхоповый элемент совпацення H GBB им- . пульсных сумматора, первый вход первого

2 из которых поцклвчен к выхоцу ИЛИ, второ» вхоц импульсного сумматора соединен. с выхоцом цополнительного многовхоцово го совпацения, входы которого иопключены ко вторым выходам первого счетчика импульсов, а выхоа первого сумматора соединен с первым входом второго сум» матора, второй вхоа которого попключен к выхопу второго многовхоаового элемен.та совпадения, причем выхоа второго суаематора coeggHBH со счетным вхоцом вто рого счетчика импульсов 1).

Неаостаток этого устройства заключается в том, что им обеспечивается требуемая зависимость между коаом и чис; лом импульсов в еаинину времени при резко неравномерной по времени расстановке импульсов, Известно также устройство аля треобрааоваиия цифровых копов в частоту импульсов, содержащее генератор, формирователь .временного интервала Т, схему

И, первый нхоа которой соепинен с выхоцом первого регулируемого по вхопному

3 92 10 коцу Я целителя выходной частоты генератора, а выход соецинен со счетным вхоцом цвоичного счетчика, второй регу . лируемый делитель частоты, импульсный вход которого соединен с выхоцом генератора, а цифровые управляющие входыс поразрядными входами двоичного счетчика (2).

Данное устройство обеспечивает равномерную по времени расстановку. выходных io

t импульсов, но а нейность преобразования коц-частота обеспечивается только при малой крутизне преобразования кода в частоту следования импульсов, Цель изобретения - повышение крутиз- 1s ны преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь код-частота, содержащий генаратор импульсов, подклкненный выходом к формирователю временного ин- 2й тервала, выполненному на двоичном делителэ частоты, поразрядные выходы которого соединены со входами формирователя тактовых импульсов, элемент И, первый вход которого подключен к выходу формирователя тактовых импульсов, вто. рой вход соединен с выходом первого управляемого делителя частоты, а выход подключен к счетному. входу двоичного счетчика, выходы которого поразрядно соединены с управляющими входами второго управляемого делителя частоты, импульсный вход которого подключен к выхоцу генератора импульсов н к импульсному входу первого управляемого делигеаа частоты, ynpasmmme входы которо- 5

35 го соединены с шиной входного кода,введены цополнительный двоичный счетчик, цополннтельный элемент И, элемент ИЛИ, цополнительный управляемый делитель чаЮ стоты и вычислитель, управляющие входы которого поразрядно соединены с выхода« ми двоичного счетчика, а выходы поразрядно подключены к управляющим входам дополнительного. управляемого делителя

45 частоты, импульсный вход которого соединен с выходом дополнительного элемента „

И, первые входы которого подключены к выходу генератора импульсов, а вторые входы поразрядно соединены с выходами дополнительного двоичного счетчика, счет- и ный вход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ и к выходу дополнительного управляемого делителя частоты, а обнуляющий вход соединен со вторым входом элемента ИЛИ и с выходом второго управляемого делиеля частоты.

HB чертеже представлена структурная . электрическая схема преобразователя.

74 4

Преобразователь содержит шину 1 входного кода, генератор 2 импульсов, двоичный делитель 3 частоты, формирователь

4 тактовых импульсов, элемент И 5, двоичный счетчик 6, вычислитель 7, первый управляемый делитель 8 частоты, дополнительный управляемый делитель 9 частоты, второй управляемый делитель

10 частоты, дополниюэльный счетчик 11, элемент ИЛИ 12, цополнительный элемент И 13, выходную шину 14.

Выход генератора 2 подключен к импульсным входам первого и второго управляемых целителей 8 и 10 частоты, ко входу двоичного делителя 3 частоты и к одному из входов дополнительного элемента И 13. Выход первого управляемого делителя 8 частоты соединен с одним из входов элемента И 5, второй вход которого соединен с выходом формирователя

4 тактовых импульсов, входы которого соединены с поразрядными выходами двоичного целителя 3 частоты. Выход элемента И 5 соединен со входом счетчика

6, а его поразрядные выходы соединены со входами вычислителя 7 и со входами второго управляемого делителя 10 частоты; Выходы вычислителя 7 соединены с цифровыми входами дополнительного управляемого делителя 9 частоты, выход . которого соединен со счетным входом дополмтельного счетчика 11 и с одним из входов элемента ИЛИ 12, второй вход которого соединен с выходом второго управляемого делителя 10 частоты и с обнуляющим входом дополнительного c er чика 11, поразрядные выхоцы которого соединены со входами дополнительного элемента И 13, выход которого соединен с импульсным входом цополнительного управляемого целителя 9 частоты.

Устройство работает следующим образом.

Преобразуемый код М, поступающий на цифровые входы первого управляемого целителя 8 частоты, устанавливает коэффициент деления этого делителя. На выхоце первого управляемого делителя вырабатываются импульсы, период следования Т которых определяется следующим выражением: . где - выходная частота генератора 2.

Импульсы с периодом следования Т поступают на один из входов элемента И

5, Ha gpyroN вход этого элемента И ггоступают входные сигналы формирователя

5 . 9210

4 тактовых импульсов. Этот формирователь за один такт (время набора с нулевого до полного кода) вырабатывает им пульс длительностью Т. Во время действия импульса с длительностью Т вйходные сигналы первого управляемого делителя частоты поступают на вход пред варительного обнужния счетчика 6. .Описанный алгоритм приводит к тому, что после окончания действия импульса Т в счетчике у станавливается код.й ll) on ределяемый следующим выражением:

IInI, = (1 (2)

Полученный код Ил :передается для да- S льнейшего преобразования в вычислитель

7 и второй управляемый деятель 10 частоты, а счетчик обнуляется и тем самым подготавливается к сжцующему такту формирования кода йвр

Так как построение второго управляемого целителя 10 частоты аналотично построению первого делителя 8, то на его выходе с учетом того, что коэффици» ент его целения определяется кодом Йпр образуются импульсы с периодом сждования. Т т, =-,к., (3)

B тех случаях, когда отношение величины Т к Т(представляет собой целое число, частота имцульсов fg = - тта

Т2. выходе дели геля 10 частоты, точно соответствует значению коца И . В самом де.ле, щри условии Nnp= получаем т,1 3S

y =-"й - (4) и T

Однако с учетом того, что отношение

Т к Т не всегда равно целому числу, а коц счетчика gnp характеризует толь40

Ко целую часть указанного отношения, то . .частота, в общем случае, определя ется выражением

Т

2С3 f II NnI (5) 43

Отсюда, чем больше значение кода

Рпр, тем выше точность преобразования. кода Й в частоту r. c . Увеличение «ода

Nnp при опрецеленном коде N может быть достигнуто за счет увеличения постояи ного коэффициента Т, но при этом уменя шается крутизна преобразования кода в частоту, Увеличение точности в и раз во столько же раз уменьшает круптзеу преобразования

И

Прецлагаемое устройство разрешает указанное противоречие следующим образом.

74 ° б

Выбором значений f и Т достигается получение такого минимального значения

Ngp., при котором обеспечивается требуемая точность преобразования, но не обеспечивается требуемая крутизна преобразования (периоц сждевания и импуль сов частотой1 п. в.п раз меньше гребуемого, где и = 2. I I- = .т, - ) ° НазовеМ эти импульсы импульсами основной посждовательности.. Каждый импульс основ ной посредовательное ти через элемент

ИЛИ 12 поступает на выход устройсФва и одновременно с этим,обнуляет доцое- ,иительный счетчик 11, Обнуление счет-: чика обеспечивает прохождение выхоцных сигналов генератора 2 на импульсный вход дополнительного управляемого дежтеля 9 частоты. Коэффициент деления послецнего опрецеляется выходным кодом.: вычисжттеля ц )on, который определяет ся следуюшим выражением:

Nqon = - .

Йп (6)

Так как построение дополнительного управляемого делителя 9 частоты анало .-гично построению первого и второго управлжмых делителей 8 и 10 частоты, то на его выходе (с учетом выражения (6) формируются импульсы с периодом cnegoватцтя приблизительно в и раз меньше, чем период следования импульсов основной пос ледова те льн ости импульсов.

Каждый из выходных импульсов дополнительного управляемого деюцттеля часто» ты поступает через элемент ИЛИ 12 на выход устройства и одновременно с этим на счетный вхоц дополнительного счетчика 11.

Лополнительный счетчик фиксирует «о, тячество импульсов, вь работанных допол .нительным управлжмым делитежм 9 час» тоты. Как только выработан и -1 им-,пульс цанной серии, код дополнительного

;счетчика 11 воздействует на входы до- .(полнительного элемента И 13 таким

I образом, что поступление сигналов на .импульсный вхоц дополнительного управля емого делителя 9 частоты прекращается„

Через некоторое время вырабатывается очередной импульс основной импульсной последовательности, сном обнуляется дот ° полннтельный счетчик 11 и вырабатывается очередная серия из и -1 импульса дополнительной последовательности.

Таким образом, на выходе устройства вырабатывается повторяющаяся послецвательность из и импульсов с частотой следования в и раз большей частоты и зобрете ни я

Формула

Преобразователь код-частота, соцержаший генератор импульсов, подключенный выходом к формирователю временного интервала, выполненному на двоичном делителе частоты, поразрядные выходы кот» . рого соединены с . входами формирователя,а тактовых импульсов, элемент И, первый вход которого подключен к вь»ходу формирователя тактовых импульсов, второй вход соединен с вь»кодом первого управ« ляемого целителя частоты, а выход подключен к счетному входу двоичного счетчика, выходы которого. поразрядно сое7 92 10

Г ц, т,е. обеспечивается увеличение крутизны преобразования кода в частоту в и, раз, При этом зависимость частоты повтсрения последовательности из и импульсов or входного кода М не ото»чается от требуемой щ»нейной зависимости на величину большую, чем ф 100%, а

Нар временная неравномерность расстановки импульсов внутри указанной последовательности импульсов не превышает >и вы у п„

Таким образом, введение в устройство . дополнительного регулируемого делителя, частоты позволяет, по сравнению с из iecr»»»,»v устройством, повысить крутиэ- »з ну преобразования практически без потерь точности. . Использование изобретения позволяет улучшить качество автоматического управления и регулирования. 20

74 динены с управляюшими входами второго управляемого целителя частоты, импульсный вход которого поцкл»очи» к выходу генератора импульсов и к импульсному входу первого управляемого делителя частот ы, управляюшие входы которого соединены с шиной входного коца, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения крутизны преобразования, в него введены дойолнительный двоичный счетчик, дополнительный элемент И, элемент ИЛИ, дополнительный управляемый делитель частоты и вычислитель, управлякш»ие входы. которого поразряцно соединены с выходами двоичного счетчика, а вь»ходы поразряцно подключены к управляюшим входам дополнительного управляющего делителя частоты, импульсный вход которого. соединен с выхоцом дополнительного элемента И, первые входы которого поцключены к выходу ге- . нератора импульсов, а вторые входы пс разрядно соецинены с выходами дойолнительного двоичного счетчика, счетный вход которого подключен к первому Вхо» ду элемента ИЛИ и к выходу дополнительного управляемого целителя частоты; а обнуляка»»ий вход соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с выходом второго управляамого целителя частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l." Авторское свидетельство СССР № 66 1773э кл" Н 03 К 13/02Э 1978

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 282.748, кл, Н.ОЗ К 13/24, 1968 (прототип) 92 1074

Составитель В.. Войтов

Редактор С, Запесочный Текред М. Гергвль Корректор O. Билак, Заказ 2380/74 Тираж 954 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нэобрехеящй и открытий

113035, Москва, Ж-38, Раушская наб., ъ 4/5

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