Многоканальный преобразователь частоты в код

 

О П И С А Н И Е «936422

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.08.80(2 I ) 2992478/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51 ) М. Кл.

Н 03 К 13/20

ГовудоротеаиаИ комитет

СССР ио делам иэобретеиий и открытий

Опубликовано 15.06.82. Бюллетень № 22 (53) /ДК 681.325. .3 (088.8) Дата опубликования описания 18.06.82 (72) Авторы изобретения

В. И. Бутенко и Э. К. Скворцов

Вычислительный центр Сибирского отделения А1Ф=СССР (7l ) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЧАСТОТЫ В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам преобразования частот в иоды.

Известен многоканальный преобразователь частот в коды, содержащий приемники информации, блок синхронизапии и реверсивный счетчик, подключенные к блоку управления (1) .

Недостатком его являются ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению является преобразователь, содержаший приемники информации, коммутатор, блок синхронизации, реверсивный счетчик и интегратор, подключенные к блоку управления (2) .

Недостатком этого устройства является то, что его нельзя использовать для многоканального преобразования частот zo сигналов со случайной фазой, так как в нем код частоты формируется в результате сравнения фаз входного и восстановленного из кода сигналов. Поэтому

2 при скачках фазы входного сигнала на» рушается фаэовая синхронизация входного и выходного сигналов, что снижает точ« ность преобразования при редких скачках фазы и приводит к полной недостоверности кодов при частых скачках фазы.

lIem изобретения — расширение функциональных возможностей эа счет воэможности многоканального преобразования частот сигналов со случайной фазой в коды.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный преобразователь, содержаший m приемников информации, блок управления, первый выход которого подключен к управляюшему входу коммутатора, блок синхронизации, управляющий вход которого соединен со вторым выхо дом блока управления и управляющими входами реверсивного счетчика и интегратора, выход реверсивного счетчика под-. ключен к первому входу интегратора, второй вход которого соединен с входом реверсивного счетчика и выходом блока

3 93642 синхронизации, введены m счетчиков периодов сигналов, вычитатель периодов, преобразователь период — частота и блок связи с ЭВМ, причем выход каждого из приемников информации соединен со входом соответствующего счетчика периода сигнала, счетные входы всех счетчиков периодов сигналов объединены и подключены к третьему выходу блока управления, выходы счетчиков периодов сигна- 10 лов подключены ко входам коммутатора, выход которого соединен с одним из входов вычитателя периодов, другой вход которого подключен к выходу интегратора и первому входу преобразователя период — частота, выход которого подключен к входу блока связи с ЭВМ, выход вычитателя периодов подключен ко входу блока синхронизации, управляющие входы вычитателя периодов, преобразователя период-частота и блока связи с ЗВМ соединены со вторымм выходом блока управления.

На фиг. 1 представлена структурная схема многоканального преобразователя частоты в код; на фиг. 2 — временная диаграмма работы одного канала.

Преобразователь содержит m приемников 1 информации, каждый из которых подключен к соответствующему счетчику 2 периода сигнала. Выходы tn счетчиков 2 соединены со входами кЬммута. тора 3, выход которого подключен к одному из входов вычитателя 4 периодов.

Выход вычитателя 4 периодов соединен через блок 5 синхронизации со входами . 35 реверсивного счетчика 6 и интегратора 7;

Другой вход интегратора 7 подключен к выходу реверсивного счетчика 6, К выходу интегратора 7 подключены второй вход вычитателя 4 периодов и вход преобра40 зователя 8 период - частота, выход которого соединен с блоком 9 связи с ЭВМ.

Другие входы счетчиков 2, коммутатора 3, вычитателя 4 периодов, блока 5, реверсивного счетчика 6, интегратора 7, 45 преобразователя 8 и блока 9 подключены к соответствующим выходам блока 10 управления. Реверсивный счетчик 6 включает в себя одноразрядный сумматор 11 и регистр 12 сдвига, соединенные по

50 кольцевой схеме, а интегратор 7 также включает в себя одноразрядный сумматор. 13 и регистр 14 сдвига, соединенные по кольцевой схеме.

Преобразователь работает следующим

55 образом.

Сигнал, поступающий с к-го приемника 1 (фиг. 24 ) производит установку нуля счетчика 2-по переднему фронту

2 4 входного сигнала, на счетный вход которого непрерывно поступает опорный сигнал от блока 10 управления. Процесс подсчета длительности периода показан на фиг. 2 5 . В момент прихода очередного импульса от приемника 1 происходит запись ведичины периода входного сиг нала в выходной регистр 2 (не показан), (фиг. 2 6). Коммутатор 3 периодически поочередно подключает выходы счетчиков 2 к вычитателю. 4 периодов, на другой вход которого поступает код, содер- жащийся в регистре 14 сдвига интегратора 7 и предварительно преобразованный из последовательного в параллельный.

Синхронизация работы коммутатора и интегратора обеспечена тем, что период опроса счетчиков 2 равен периоду циркуляции информации в регистре 14 сдвига интегратора и что за время опроса одного счетчика 2 информация в регистре 14 сдвигается на число разрядов, соответствующее одному коду. И то, и другое обеспечивается управляющими сигналами от блока 10 управления. Таким образом, вычитатель 4 периодов определяет разность между периодом сигнала, соответствующим -му моменту работы преобразователя, и некоторой величиной, соответствующей 1-1-му моменту работы преобразователя, т. е. определенной в результате предшествующей работы преобразователя.

Блок 5 анализирует знак разности на выходе вычитателя 4 периодов и выдает сигналы +1, если эта разность положительна, или -1, если эта разность отрицательна (фиг. 2Ч ). Сигналы +1 (-1) суммируются реверсивным счетчиком 6 (фиг. 23 ), а величины, накапливаемые в счетчике 6, интегрируются по времени интегратором 7. Величина, вычитаемая из периода входного сигнала, показана на фиг. 2е (например в начальный момент времени она равняется нулю после установки нулей в интеграторе сигналом от блока управления). На фиг. 2i3 и 2е в скобках указаны десятичные значения кодов в реверсивном счетчике и интеграторе. Кроме того, интегратор 7 интегрирует по времени сигналы +1 (-1) с выхода блока 5, Доступаюшие, как и информация из счетчика, через сумматор 13.

Таким образом, работа реверсивного счетчика и интегратора может быть описана рекуррентной формулой

v к - к

" В=О =о > =о

9364

5 где 1 = О, 1, 2,... Т вЂ” дискретные моменты времени, Т ; — величина в интеграторе, соответствующая к-му сигналу в 1-ый момент времени, стК- = т.1— сигнал на выходе блока синхронйзации, 5 соответствующий К-му сигналу, в -ый момент времени. Добавление единичных сигналов с выхода блока 5 необходимо для устойчивости работы преобразователя (гашения в нем колебаний). Как реверсивный счетчик 6, так и интегратор 7 представляют собой кольцевые счетные схемы, в которых последовательно размещены ттт последовательных кодов. Емкость регистра 12, как и регистра 14-, равна тттр разрядам, где p — разрядность кода, а щ — число кодов. Сигналы +1 (-1), последовательно получаемые для каждого из щ -входных сигналов, с выхода блока 5 поступают на входы реверсивного счетчи- о ка и интегратора в моменты времени, совпадающие с приходом в сумматоры 11 и 13 первых разрядов соответствующих кодов из регистров 12 и 14. Под интегрированием по времени различных величин, 25 содержащихся в реверсивном счетчике, понимается непрерывное алгебраическое (с учетом знаков) сложение последователь-. ных кодов в реверсивном счетчике с соотг» ветствующими последовательными кодами ЗО в интеграторе. За цикл работы реверсивного счетчика и интегратора происходит однократная передача из счетчика в интегратор каждого из пт кодов. При этом сигналы переносов из самого старшего разряда предшествующего кода в самый младший разряд последующего кода гасятся сигналами от блока управления.

Поскольку, как сказано, если величина <тт

l периода К-го входного сигнала превьпиает соответствующую величину в интеграторе,. к-е содержимое реверсивного счетчика и интегратора получает положительное приращение и тем самым уменьшается рас- 4> согласование между величинами, поступающими на входы вычитателя 4 периодов.

Аналогично, в случае отрицательного знака разности на выходе вычитателя 4 формируется сигнал -1; что также уменьшает рассогласование между величинами на входах вычитателя 4. Таким образом, величттньт, последовательно расположенные в регистре 14 интегратора, стремятся принять значения периодов входных сигналов. Преобразователь 8 форМирует коды частот входных сигналов в соответствии с величинами их периодов, содержащимися в регистре интегратора. С помощью бло22 б ка 9 информация с выхода преобразователя 8 вводится в ЗВМ.

Таким образом, случайные скачки фаз входных сигналов или, что то же самое, скачки их периодов не приводят к сбою

npàî6ðàçoâàòåëÿ„ так как отклонения, вызываемые случайными фазами входных стттталов вызывают только случайные приращения +1 (-1) на входах реверсивного счетчика и инетгратора (при этом случайное отклонение величины периода в интеграторе не превышает двух едттничньтх приращений как и при обычном режиме сложения без случайных измененттй фазь.1. Для правильной работы преобраи зователя достаточно,, чтобы неслучайным был гтишь 51% из общего числа периодов входных сигналов. Это свойство, преобразователя обеспечивает также эффективную защиту выходных кодов от импульс» ных т,кратт;..Овременных) помех па входах

::..риемнттков информации. ПОСКОттьку сигнальт с выходов ттриетлнпков 1 (m . 2ст ) формируются в случайные моменты вре» мени относительно тактовых импульсов, поступающих от блока управления, возможно совпадение момента формирования приращения +1 (-1) = моментом смены информации на выходе счетчика 2. Однако это и сбою преобразователя пе приводит, так как производит тот тке эффект, что и случайттое изменение фазы входного сиги -1py,-т.

Предлагаемый многоканальный преобт:. «ОВЬТМП» Частоты Б КОД Можио ттсПОЛЬ зовать в следутощих устройствах: гтазерных измерителях скорос тей объектов; лазерных измерителях скоростей жидких и газообразных сред; устройствах радионавщ ации летательных аппаратов и космических объектов; ультразвуковых и инфракрасных измерителях перемещений и скоростей различнот о рода Объектов; устройствах для обнаружения и регистрации объектов путем анализа совокупности частот при- . нятьтх сигналов и в других устройствах.

Формула изобретения

Многоканальный преобразователь частоты в код, содержащий ттт приемников информации, блок управления, первый выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, блок синхронизации, управляющий вход которого соединен со . вторым выходом блока управлення и управ ляющими входами реверсивного счетчика и интегратора, выход реверсивного счет . чика подключен к первому Входу интегратора, второй вход которого соединен с входом реверсивного счетчика и выходом блока синхронизации, о т л и ч а ю щ и и = я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воэможности многоканального преобразования частот сигналов со случайными фазами, B него введены тт счетчиков периодов сигналов, вычитатель периодов, преобразователь период — частота и блок связи с ЭВМ, причем выход каждого иэ приемников информации соединен со входом соответствующего счетчика периода сигнала, счетные входы всех счетчиков периодов сигналов объединены и подклю.чены к третьему выходу блока управления, выходы счетчиков периодов сигналов подключены ко входам коммутатора, вы6422 8 ход которого соединен с одним иэ входов вычитателя периодов, другой вход кото-! рого подключен к выходу интегратора, первому входу. преобразователя период « частота, выход которого подключен ко входу блока связи с ЭВМ, выход вычитателя периодов подключен ко входу блока синхронизации, управляющие входы вычитателя периодов, преобразователя

to период - частота и блока связи с ЭВМ соединены со вторым выходом блока управления ..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 590849, кл. Н 03 К 18/20, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2790817/18-24, кл. Н 03 К 13/20, 938422 -юй искл >/

К - Ы l(0 (г (л/ (г/ гп i 00 (У/ (ю / (0/ (г/

Составитель Л. Плетнева

Редактор И. Митровка ТехредЛ.Пекарь Корректор М. Шароши

Заказ 42 58/76 Тираж 959 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., и. 4/5

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