Цифровой кодирующий преобразователь частоты

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски и

Социалистические

Республик

< 924857 (61) Дополнительное к авт. санд-ву. (22) 38 »<НО 06.08.80 (2 l ) 2990178/18-21 с присоединением заявки № (23) П риорнтет

Опубликовано 30.04.82. Бюллетень. № 16

Дата опубликования описания 03.05.82 (5I ) M. Кл.

Н 03 К 13/20

3Ь«удерстееииы5 иамитет

СССР (53) УДК 681.325..3 (088.8) «е делен изаеретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

В. Э. Штейнберг и Б. П. Касич (75) Заявитель (54) ПИФРОВОЙ КОДИРУ10ЩИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для преобразования частоты следования импульсов в цифровой код, и может найти .применение в качестве функционального модуля автоматизированных систем измерения, контроля и т. п.

Известно устройство, содержащее фор» мирователь, формирователь времени, счет чики и триггеры (1 .

Данное устройство обеспечивает преобразование входной частоты в код, а его недостатком является невозможность регулирования чувствительности при измерении с частотными датчиками и заданным верхним диапазоном измерения.

Известно устройство, позволяющее варьировать коэффициент преобразования частоты в код за счет учета верхнего значения измеряемого параметра при постоянном времени измерения. Данное устройство содержит счетчики, хронизатор, формирователь интервалов времени, двоичный перемножитель, элементы И и элемент ИЛИ (2 3 .

Недостатхом данного устройства является малое быстродействие вследствие необходимости многократного повторения тапурла установки чувствительности.

Пель изобретения — повышение быстродействия устройства за счет обеспечения установки чувствительности или коэффициента преобразования частоты в о код за один такт.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок управления, первый и второй элементы И, 15 первые входы которых подключены соответственно к шине измеряемого и к шине калибрующего сигналов, вторые входы элементов И соединены с первым и вторым выходами соответственно блока управления, а выходы элементов И подключены к входам элемента ИЛИ, формирователь времени измерения, выход которого со-единен с первым входом блока управле ния, и группу вентилей, введены сумма3 92485 тор импульсов, реверсивный счетчик и регистр хранения, вход записи которого подключен к третьему выходу блока управления, входы объединены с одноимен» ными первыми входами группы вентилей и подключены к выходам реверсивного счетчика, а выходы подключены ко вторым входам группы вентилей, объединенные выходы которых подключены к первому счетному входу сумматора имлуль- 10 сов, второй счетный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, а управляющий вход подключен к четвертому выходу блока управления, пятый выход которого соединен с управляющим входом реверсивного счетчика, выход переполнения которого подключен к второму входу блока управления, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к шине управления режимом калибровки и шине управления режимом измерения.

На чертеже приведена блок-схема устройства, Устройство содержит элементы И 1 и 2, элемент ИЛИ 3, сумматор 4 импуль- сов, реверсивный счетчик 5, группу 6 вентилей, регистр 7 хранения, формирователь 8 времени измерения, блок 9 управления, шины 10 и 11 измеряемого и калибрующего частотных сигналов, шины

12 и 13 управления режимами калибровки и измерения.

Первые входы элементов И 1 и 2 подключены к шинам 10 и 11, вторые входы связаны с выходами блока 9 управления, а выходы - подключены ко входам элемента ИЛИ 3, выход которого подключен ко второму счетному входу сумматора 4 импульсов, первый счетный

4О вход которого подключен к выходу группы 6 вентилей, управляющий вход сумматора подключен к четвертому выходу блока 9 управления, а выход - подключен ко входу реверсивного счетчика 5, управляю- щий Вход которого подключен к IIIITo выходу блока 9 управления, а выход переполнения реверсивного счетчика 5 подключен ко второму входу блока 9 управления, первый вход которого соединен с выходом формирователя 8 времени измерения, а третий и четвертый входы подключены к шинам 12 и 13 соответственно.

Принцип .работы устройства заключается в следующем. 55

В общем случае характеристика преобразования устройства описывается линей3ф ной функцией = ОР 9; где KING<„- угло7 4 вой коэффициент линейной функции. Значения измеряемой частоты, соответствующие верхнему пределу преобразования, могут быть больше или меньше некоторого номинального значения, соответствующего например емкости счетчика 5. В этом случае коэффициент преобразования устройства необходимо уменьшать или увеличивать соответственно. Операция установки требуемого коэффициента преобразования осуществляется путем подачи на шину 11 устройства калибруюшего частотного сигнала и подачи команды калибровки на шину 12. При этом сумматор 4 импульсов блокируется по управляющему входу, а реверсивный счетчик 5 устанавливается в вычитаюший режим по управляк шему входу. Элемент И 2 отпирается на интервал времени измерения сигналом с выхода блока 9 управления и на вход счетчика 5 через блокированный сумматор 4 импульсов поступает число импульсов, равное }, . 1 . B случае, если это число импульсов окажется меньше емкости счетчика 5, то по окончании интервала времени 1 из счетчика 5 и регистр 7 хранения запишется число Я f .C, где

Я - емкость счетчика 5. Если же упомянутое число импульсов окажется больше емкости счетчика 5, то в регистр 7 хранения запишется число - t - Я . По окончании интервала времени измерения, как указывалось выше, число из счетчика 5 переписывается в регистр 7 хранения, а также осуществляются с помощью блока 9 управления следующие операции: счетчик 5 сигналом по управляющему входу переводится в режим сложения, а сумматор 4 импульсов по управляющему входу переводится в режим сложения в случае, если счетчик 5 в режиме калибровки не обнуляется, или в режим вычитания в случае, если счетчик 5 в режИме калибровки обнуляется.

При подаче команды измерения на шину 13 элемент И 1 отпирается на время, измерения сигналом с выхода бло» ка 9 управления и через сумматор 4 импульсов на вход счетчика 5 поступает некоторое число импульсов, которое складывается из числа импульсов измеряемой частоты датчика и числа импульсов с выхода группы 6 вентилей, с помощью которого формируется требуемый коэффициент преобразования устройства. Для пояснения необходимо рассмотреть следующие варианты работы устройства с

924857 6 тов И соединены с первым и вторъ м вы» ходами соответственно блока управления, а выходы элементов И подключены к входам элемента ИЛИ, формирователь времени измерения, выход которого соединен с первым входом блока управления, и группу вентилей, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены сумматор импульсов, реверсивный счетчик и регистр хранения, вход записи которого подключен к третьему выходу блока управления, входы объединены с одноименными первыми входами группы вентилей и подключены к выходам реверсивного счетчика, а выходы подключены к вторым входам группы вентилей, объединенные выходы которых подключены к первому счетному входу сумматора импульсов, второй счетный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, а управляющий вход подключен к четвертому выходу блока управления, пятый выход которого соединен с управляющим входом реверсив- ного счетчика, выход переполнения которого подключен к второму входу блока управления, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к шине управления„ режимом калибровки и, щ шине управления режимом измерения.

f3

БНИИПИ

Заказ 2837/74 Тираж 954 Попписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 учетом результатов предыдущего цикла калибровки.

При первом исходе калибровки к числу импульсов gtz добавляется число импульсов, равное 8g--+, где М вЂ” чис- 5 ло импульсов на выходе сумматора 4 импульсов, Hq — число в регистре 7 хранения. При этом, если окажется, что то к числу импульсов добавится столько импульсов, что ем- 10 кость счетчика 5 в момент окончания интервала 1т окажется заполненной полностью»

При втором исходе калибровки из числа импульсов fx tq вычитается число 15 импульсов, равное М,г, — - . При этом, если окажется, что = 1, то из числа импульсов fyt вычтется столько импульсов, что емкость счетчика 5 в момент окончания интервала п также 20 окажется заполненной полностью. То есть один и тот же эффект достигается в предлагаемом и известном устройствах при равенстве измеряемой и номинальной частот, емкость счетчика результата заполняется в момент окончания интервала времени t . Однако при этом требуемый коэффициент преобразования устройства устанавливается только за один такт.

Формула изобретения

Цифровой кодирующий преобразователь частоты, содержащий блок управления, первый и второй элементы И, первые входы которых подключены соответственно к шине измеряемого и к шине калибруюшего сигналов, вторые входы элеменИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ермолов P. С. цифровые частотомеры. Л., "Энергия, 1973, с. 7, рис. 1 -2.

2. Авторское свидетельство СССР

М 490033, кл. Gi 011 23/00, 1972 (прототип).