Устройство для преобразования частоты в код

 

Союз Советсник

СоНиапистичеснин респубпин

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii938398 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 16.06.80 {21) 2941428/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.06.82. Бюллетень № 23 (ы)м. кд.

Н 03 К 13/20

9ыударстмнньй каннтет

СВСР

an делам нзобретеннй н втсрьпнй (53) УДК 621.317. .77 {088.8) Дата опубликования описания 25.06.82.

- -— ! » (72) Автор изобретения

В. Б. Кублановский (71 ) 3 а я вител ь

4 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ

В КОД

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано в многоканальных телеметрических системах и системах автоматического контроля для преобразования информации от датчиков, частота.сигналов на выходе которых меняется в широком диапазоне.

Известно устройство для преобразования частоты в код, которое содержит генератор эталонной частоты, счетчик импульсов эталонной частоты, формирователь импульсов, счетчик импульсов измеряемой частоты, блок выходных ключей, дешифратор, шифратор, элементы

ИЛИ, триггеры и элементы И (1).

Недостатками этого устройства являются низкое быстродействие при заданной точности, а также ограниченность его применения. го

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для преобразования частоты в код, содержащее генератор импульсов эталон2 ной частоты, элемент И, два триггера, формирователь импульсов, счетчик импульсов эталонной часзоты, блок кйючей, элемент ИЛИ, счетчик импульсов измеряемой частоты и блок автоматического масштабирования (2).

Однако в устройстве время измерения определяется подсчетом числа импульсов эталонной частоты, при котором достигается требуемая точность. Счет числа импульсов эталонной частоты продолжается до целого числа периодов измеряемой частоты, кратного системе счисления, принятой в устройстве, при котором происходит окончание измерения, что снижает быстродействие устройства.

Цель изобретения — повышение быстродействия при обеспечении заданной точности»

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для преобразования частоты в код, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, элемент И, 938308 счетчик импульсов эталонной частоты, два триггера, блок ключей, формирователь импульсов, блок автоматического масштабирования, счетчик импульсов измеряемой частоты и элемент ИЛИ, 5 выход генератора импульсов эталонной частоты соединен с одним из входов элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, а выход - с входом счетчика импульсов эта- 10 лонной частоты, выходы которого соединены с первой группой входов блока ипючей, нулевой вход первого триггера соединен с нулевым входом второго триггера, выход которого соединен с одним из входов формирователя импульсов, второй вход которого является входом устройства, а выход - соединен с единичным входом первого триггера, первым входом блока автоматического масштабирования и входом счетчика импульсов измеряемой частоты, выходы разрядов которого соединены с вторыми входами блока автоматического масштабирования, первые выходы которого соединены с второй группой вхо-25 дов блока ключей, третий вход блока автоматического масштабирования соединен с единичным входом второго тржгера, который является управляющим входом устройства, введены третий триггер Зо и дополнительный блок автоматического масштабирования, первый вход которого соединен с выходом элемента И, вторые входы — с выходами счетчика импульсов эталонной частоты,.старший раз- 35 ряд которого подключен к четвертому входу блока автоматического масштабирования, третий вход дополнительного блока автоматического масштабирования соединен с единичным входом вто- 40 рого триггера, четвертый вход - с выходом старшего разряда счетчика импульсов измеряемой частоты, выходы разрядов которого соединены с первой труппой дополнительных, входов блока 4

I ключей, вторая группа дополнительных входов которого соединена с первыми выходами дополнительного блока автоматического масштабирования, второй выход которого подключен к первым

50 входам элемента ИЛИ и третьего триггера, вторые входы которых подключены к второму выходу блока автоматического масштабирования, выход элемента ИЛИ соединен с нулевыми входами ы первого и второго триггеров, управляющий вход блока ключей соединен с выходом третьего триггера.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — функ циональная схема блока автоматического масштабирования.

Устройство содержит генератор l им« пульсов эталонной частоты, элемент 2 И, триггеры 3 и 4, формирователь 5 импульсов, счетчик 6 импульсов эталонной частоты, блок 7 ключей, элемент ИЛИ 8, счетчик 9 импульсов измеряемой частоты и блок 10 автоматического масштабирования. Его входы первый 11 и второй 12, .первый выход 13, третий вход

14, четвертый вход 15, второй выход

16, триггер 17, дополнительный блок

18 автоматического масштабирования, его входы 19 — первый, 20 - второй, первый выход 21, третий вход 22, четвертый вход 23 и второй выход 24.

Блок 10 автоматического масштабирования как и блок 18 может иметь, например, следующий состав: первый элемент И 25, элементы ИЛИ 26, триггеры 27, дешифратор 28, счетчик 29 масштаба и второй элемент И 30. При этом вход 11 блока 10 соединен с одним из входов элемента И 25, остальные входы которого соединены с выходами элементов ИЛИ 26, первые входы которых соединены с выходами триггеров 27, а вторые входы - с входами 12 блока 10. Вход 14 блока 10 соединен с единичными входами триггеров 27, нулевые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора

28. Входы деши Ратора 28 соединены с выходами счетчика 29 масштаба и выходами 13 блока 10. Выход 16 блока

l0 соединен с выходом элемента .И 30, первый вход которого соединен с выходом элемента И 25 и входом счетчика масштаба 29, а второй вход — с входом

15 блока 10.

Устройство работает следующим образом.

На управляюший вход устройства поступает сигнал "Начало преобразования .

По этому сигналу триггер 4 и триггеры

27 блоков 10 и 18 устанавливаются в состояние "1". Потенциальный сигнал с выхода триггера 4 дает разрешение на прохождение. измеряемого сигнала через формирователь 5 импульсов, импульсы с выхода которого поступают на счетчик

9 импульсов измеряемой частоты, трит гер 3 и элемент И 25 блока 10. Фрон том первого импульса триггер 3 устанавливается в состояние 1", потенциальный сигнал которого поступает на элемент И 2 и разрешает прохождение импульсов эталонной частоты от генератора 1 на счетчик 6 и вход элемента

И 25 блока 18. Выход каждого разряда счетчиков 6 и 9 подключен к соответствующему элементу ИЛИ 26 блоков 10 и

18. Триггеры 27 в процессе измерения в соответствии с состоянием счетчиков

29 масштаба и дешифраторов 28 последовательно, начиная с младшего разряда, перебрасываются в состояние 0". В.ре» зультате такого подключения сигнал с выхода элемента И 25 в блоках 10 и 18 поступает в соответствующий счетчик 29 масштаба и на вход элемента

И ЗО только в те моменты времени, когда содержимое счетчиков 6 и 9 кратно основанию системы счисления, принятой в устройстве, а содержимое счетчика 20

29 масштаба соответствует логарифму этого числа. Окончание преобразования происходит или при на. ичии в счетчике

6 числа Й -И щи, где И вЂ” количество

М )а! импульсов эталонной частоты; Йу „минимальное количество импульсов эталонной частоты, обеспечивающее заданную точность измерения, и появлении сигнала на выходе элемента И 25 блока 10, или

1 при наличии в счетчике 9 числа М> М „„;,1З0 где М вЂ” количество импульсов измеряемой частОты М щ. — минимальное количество импульсов измеряемой частоты, обеспечивающее заданную точность измерения, (Аиии = Мю ) . 35 и появлении сигнала на выходе элемента.

И 25 блока 18.

Для исключения дополнительных преобразований над кодом, эквивалентным периоду (частоте) измеряемого сигнала, g0 частота генератора 1. берется равной

"о-А где А — основание системы счисления, принятой в устройстве; 45

К вЂ” целое число, которое определяется из требуемого быстродействия и точности измерений.

Период измеряемой частоты соответсч вует 50 йдИМ о

038398 6 где величина и — (ki + l) соответствует положению децимальной точки (точки, отделяющей целую часть от дробной). Частота измеряемого сигнала соответствует

F= — -

М

A®-< О, где F - частота измеряемого сигнала;

И, — код, записанный в счетчике 29 масштаба блока 18 г= "" pPgg(+ )- " дЬ-1 где величина (К + l) - m соответствует положению децимальной точки.

В процессе измерения работают оба блока автоматического масштабирования.

В зависимости от того, на каком счетчике 6 или 9 будет раньше подсчитано требуемое для заданной точности количест во импульсов появляется сигнал с выхода элемента,И 30 блока 10 или 18, который установит триггер 17 в соответствующее состояние. Потенциальный сигнал с выхода триггера 17 подключает к выходу устройства через основные и дополнительные входы первой и второй группы

Ф входов блока 7 ключей соответственно либо выходы счетчика 9/код И f первая группа блока 7 ключей, и выходы счетчика 29 масштаба блока 10 (код И )вторая группа блока 7 ключей, либо выходы счетчика 6 (код М) - первая группа блока 7 ключей, и выходы счетчика

29 масштаба блока 18 (код M) — вторая группа блока 7 ключей.

В результате измерения на выходе устройства находится иiщюрмация, comaerствующая М (первая группа выходов блока 7 ключей) Х и И (вторая группа выходов блока 7 ключей), если в результате измерения состояние триггера 17 соответствуег логической 1" или К (первая группа выходов блока 7 ключей) и И (вторая группа выходов блока 7 ключей), если в результате измерения состояние триггера 17 соответствует логическому О".

Технический эффект от использования предлагаемого устройства в отличие от известного заключается в повышении быстродействия при обеспечении заданной точности измерения. где Т вЂ” период измеряемой частоты;

- код, записанный в счетчике 29 масштаба блока 10.

К

Исходя из условия F = А, получаем .„М и » „ а-(км}

Формула изобретения

Устройство для преобразования частоты в код, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, элемент И, счет " Qн,,; :„„: . 6l! О(I(iiю-хей, форми )ОВатель имхх хлн-.сс! ., 6;IQK азi ОматихескОГО масхцт(:6Х:- -,ОРОХ(}(я г. (C, ò Н((И(„(цу(ХЬСОВ,,":;,.у pSJ Мой цао 1 O 1.: 1ЛЕ М (т(т т, (1 И,;-. i,". o.-; ("(-"-Х,-..- Q8 J О- 5

pQ ххмл, !. !-:; Оь « 0пОннОй част(х " :. Оедп-НОН С ОДХХХ(, », ИЗ ВХОДОВ ЭХХЕМЕтХта Х(, Вт(Рой D,",C(r(I(O;ro; O Q СОЕДННЕХХ Q ВЫХОДОМ т(ЕРВОГО -,РХ(т Гзоа, а ВЫХОД -- С ВХОДОМ (ЧЕ. .",(тт((j l(,:;(Х тпв ОВ ЭтаЛОЦХХОИ ЧДС (ОтЬХ

ВЫХОДЫ КОТОРОГО СОЕДН(ХЕКЬ(< ПЕРВОЙ пру ххт(О1(в вдов 6 т(Ока кл(О -i e f! нул евон

Н; Оg ХХ(РВОт O тли ГЕРа СОЕДХХХХОХХ С " r л: F;,, I,, Q,Q;, тор,; О трп(х ела в 1 ор, которогО со(д",хххехх с Одним из входQB фор-«

l iqiOBa.rW- .;ti ИМД «-. i„=.СОВ, ВтстХОй ." ХОД КО ro рого я(3ххяет(. х входом устройства,; Вьх"" (ХОД - СО Д!ЛХ(тХХ С ОДИНИЧНХ ХМ ВХОДОVi ХЦ:Р=-.ОГО тР(ХХтЕРат ПЕРВЫМ ВХОДОМ 6ЛОК 3. ДВто::=матч еского масштабироваххххя и входом 20

С ХЕт|Х ИХ(а ИМПуЛЬ(ХОВ ИЗМЕряЕМОй Чао ОГЫ т (3ях(>!т .;; 1 l(яд(1ч ко Ор )то (седj, (тат т,т

В Х Орт (МХт Вкода МИ 6ЛС К а антОМатИЧЕСХ(ОГО масхцтабпровюххия., первые вьхходы которо=го c Q. ьд хххте1(т. х р- в Ор(й труххххoii в с. дов Я

ioI(Q х-,лхочей, . т (.)c!7 вход лока авто«>,.ig „. Х(:= -Хт: .:О >дао(((табнpОВа(т(Х;Х -О ДХ(НЕН

ЕД,"(Х(ЦЧ гт(.О:3-(Oji QМ В РОР ОХ С (Pr Hr (Еоа к тор(-(g r(j r - т- ч х храв х(тюior(M вхОLIQM устрох(тва, Отл пч >(сщеес F ЗО :..ЕМ, Iòî, С ц ;:Лт=.-.о ПОВ(.,Х(Х(ЕПИя 6ЫСтреДЕйотВИ-: ПРИ Об- Ст(РХЕХХИИ Задаииой Х ОЧ.ХХС тл„в Х ЕХ О ВХ, ;;: -(Х-) TOP Х Цй трИГтe .С и дополнительный блок автоматического масштабирования, первый вход которого соединен с выходом элемента И, вторые входы — с выходами счетчика импульсов этатхонной частоты, старший разряд которого подключен к четвертому входу блока автомати еского масштабирования, третий вход дополнительного блока автоматического масштабирования соединен с единичным входом второго триггера, четвертый вход — с выходом старшего разряда счетчика импульсов измеряемой частоты, выходы разрядов которогс соединены с первой группой дополнительных входов блока ключей, вторая группа дополнительных входов которого соединена с первыми выходами дополнительного блока автоматического масштабированич. второй выход которого подкхххочен и первым входам элемента ИЛИ и третьего триггера, вторые входы которых подключены к второму выходу блока автоматического масштабирования, выход элемента ИЛИ соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров, уцравляюхдий вход блока ключейсоединехх с выходом третьего триггера.

Источники информации, ххртхнятьхе Во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР

М 661787, кл. Н 03 К 13/20, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2731461, 24.10.79.

938898 е

Составитель Л. Плетнева

Редактор Г. Ус Техред К.Мьщьо Корректор -А. Дзятко

Заказ 4480/79 Тираж 959 Поддисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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