Интегрирующий преобразователь частоты следования импульсов в код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соеэ Советских

Социалистических

Рвспублик ()961140 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву{22) Заявлено 20. 02.81 (21) 3247800/18-21 (5l)M. Кл. с присоединением заявки МН 03 К 13/20

9кудврсжииый кемитет

СССР ае делам изобретеиий и етерытий (23) П риоритет (53) УДК681 ° 325 °

° 3(088.8) Опубликовано 23.0g.82-. бюллетень М 35

Дата опубликования описания 23.09. 82

Л. В. Крюков, С. В, Куликов, Л. П..Колобаев, И. Г. Китаина и И. В. Щепихин

I (72) Авторь2 изобретения! Бхю".ыз, 1 (71) Заявитель

< БлЖЛаК, (54) ИНТЕГРИРУЮЦИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ В КОД

Изобретение относится к измери-, тельной технике и предназначено для .использования в системах автоматики, в измерительных и вычислительных системах, в частности для сопряжения частотных датчиков с цифровой вычислительной машиной.

Известен преобразователь частоты следования импульсов в код, построенный на основе счетчиков с переклю о чающими устройствами на входе, которые производят счет импульсов в течение эталонного интервала времени(11.

Недостатком его является низкая точность, Наиболее. близким к изобретению по технической сущности является преобразователь, содержащий первый и второй счетчики, блок переписи кода,. го запоминающий регистр, блок управления, генератор тактовых импульсов, присоединенный своим выходом к управляющему входу распределительного .

2 блока, включающего в себя счетный триггер и два элемента И (2).

Недостаток известного устройства состоит в том, что в нем возможна погрешность при переключении распределительного блока.

Если момент переключения распределительного блока происходит во время действия импульса,то один и тот же импульс может поступить на вход одного счетчика, а в остальное еремя после переключения он окажется на входе другого счетчика. При этом один и тот же импульс будет соснитан дважды, т.е. появится погрешность.

Целью изобретения является повышение точности преобразования за счеТ устранения укаэанной погрешности.

Поставленная цель достигается тем, что в интегрирующий преобразователь частоты следования импульсов в код ° содержащий генератор тактовых импульсов, выходы которого подключены к

Входу блока управления и управляющему

3 96114 входу распределительного блока,.первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока переписи кода, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, установочными входами двух счетчиков и управляющим входом запоминающего регистра, информационный вход которого подключен к выходу блока переписи ко. 1в да, третий и четвертый выходы рас" пределительного блока соединены со счетными входами соответственно первого и второго счетчиков, выходы ко-, торых подключены к входам блока переписи кодов, введены двз одновибра- тора, два элемента И, RS-триггер, четыре дифференцирующие цепи и четыре диода, причем прямой и инверсный выходы триггера младшего разряда первого счетчика подключены со" ответственно через последовательно соединенные первые дифференцирующую цепь и диод и через последовательно соединенные вторые дифференцирую" щую цепь и диод к входу первого одновибратора, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, прямой и инверсный выходы триггера младшего разряда второго счетчика . 5в подключены соответственно через последовательно соединенные третьи дифференцирующую цепь и диод и через последовательно соединенные четвертые дифференцирующую цепь и диод к входу

35 второго одновибратора, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, третий вход которого подключен к второму выходу блока управления, а выход - к R-входу RS40 триггера, S-вход которого соединен с входной шиной и первым входом второго элемента И, а прямой выход - с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к информацион45 ному входу распределительного блока.

На фиг. 1 представлена функциональ" ная схема интегрирующего преобразователя частоты следования импульсов в код:, на фиг. 2 - диаграмма напряжений.

Интегрирующий преобразователь час" тоты следования импульсов в код содержит первый 1 и второй 2 счетчики, блок 3 переписи кода, запоминающий регистр 4, блок 5 управления, генератор 6 тактовых импульсов, присоединенный своим выходом к управляющему входу распределительного блока 7, включающего в себя счетный триггер

8, и элементы И 9 и 10, первый 11 и второй 12. одновибраторы, дифференцирующие цепи 13-16, диоды,17-20, триггеры 21 и 22 младшего разряда соответственно первого 1 и второго 2 счетчиков, элемент И 23, RS-триггер

24„ элемент И 25 и шину 26 входного сигнала 27.

Преобразователь работает следующим образом.

В определенный момент времени первый счетчик 2 обнулен по команде от блока 5.управления, а состояние второго счетчика соответствует числу поступивших на его вход импульсов.

В этот момент приходит очередной тактовый импульс (фиг;2 а) с генератора 6, который переводит счетный триггер 8 в единичное состояние (RS-триг: гер 24 также находит я в единичном состоянии ). Входные импульсы (фиг.2г) поступают через входную шину 26 на первый вход элемента И 25. Так как на второй вход элемента И 25 поступает единичный сигнал, импульсы проходят на информационный вход распределительного блока 7, входные импульсы далее. поступают на первые входы элементов И 9 и 10. Так как на второй вход элемента И 9 подан единичный сигнал с прямого выхода счетного триггера 8, входные импульсы проходят на счетный вход первого счетчика 1.(фиг.2д ) и не проходят на выход элемента И t0, на второй вход которого подан сигнал логического нуля с инверсного выхода сче ного триггера 8, По команде с блока 5 управления, поданной на блок

3 переписи кода (фиг.2б), код из счетчика 2 переносится в регистр 4, Следующая команда (фиг.2 в) от блока 5 управления производит обнуление второго счетчика 2. Первый счетчик

1 производит счет входных импульсов до прихода следующего тактового импульса, который переводит счетный триггер 8 в противоположное (нулевое) состояние. Далее процесс повторяется, толвко входные импульсы поступают на счетный вход второго счетчика 2 (фиг.2 е), второй счетчик работает в режиме суммирования, а первый сохраняет накопленный код для передачи в выходной регистр, т.е. на выход преобразователя.

При каждом срабатывании триггера

21 младшего разряда первого счет5 9611 чика 1, напряжение с его прямого и инверсного выходов (фиг. 2 ж, и) дифференцируется цепями" 13 и 1 4, и каж" дый положительный фронт с их входов поочередно через диоды 17. и 18 про- и ходит на вход первого одновибратора 11 (фиг.2 м),на выходе которого появляется импульс (фиг.2п) при каждом опрокидывании триггера 21 младшего разряда первого счетчика 1.. о

Аналогично при каждом опрокидыва. нии триггера 22 младшего разряда второго счетчика 2 появляется импульс на выходе второго одновибратора (фиг.2р). М

Напряжение с его прямого и инверсного выходов (фиг.2 к,л) дифференцируется цепями 15 и 16 и каждый положительный фронт с их выходов поочередно через диоды .19 и 20 про- 20 ходит на вход одновибратора 12(фиг.2н), на выходе которого. появляется импульс при каждом опрокидывании триггера 22 младшего разряда счетчика 2 (фиг.2р). 25

8 случае совпадения заднего фронта тактового импульса с входным импульсом (импульс 27 на фиг.2г), дан-. ный входной импульс поступает на входы обоих счетчиков (фиг.2д,е). щ

Триггеры 21 и 22 младшего разряда обоих счетчиков почти одновремен-! но срабатывают и следовательно срабатывают оба одновибратора 11 и 12 .

Длительность входных импульсов од" новибраторов выбрана больше длительности входного импульса, но меньше минимального периода следования вход:ных импульсов. Поэтому импульсы, поступающие на первый и второй входы элемента И 23, частично совпадают во времени и на выходе элемента И 23 появляется импульс (фиг.2 с), на третий вход элемента И 23 всегда подан единичный сигнал, за исключением случая, рассмотренного ниже. Импульс с выхода элемента И 23 перево1 дит RS-триггер 24 в нулевое состояние, в результате чего на вход второго элемента И 25 подается запрещающий сигнал. Поэтому очередной входной импульс с шины 26 через элемент

И 25 не проходит на соответствующий счетчик, эа счет чего получатеся необходимая коррекция ошибки из-за двойЫ ного счета двумя счетчиками импульса 27 (фиг.2г). Импульс, не попавший на счетчики, поступает однако на

S-вход RS-триггера 24, который зад40 6 ним фронтом импульса переводится в единичное состояние, открывая элемент И 25 для прохождения следующих входных импульсов.

Одновременное срабатывание одновибраторов 11 и- 12, помимо расмотренного случая, возможно также в момент обнуления одного.из счетчиков импульсом с блока 5 {фиг.2в).Для предотвращения пропуска одного. импульса элемент И 23 в этом случае запирается подачей на его третий вход нулевого сигнала с выхода блока 5 управления, который формируется с необходимым перекрытием по времени импульса обнуления (фиг.2в, импульсы показаны пунктиром).По сравнению с известными устройствами, в которых устранение указанной погрешности ведется соответствующим выбором параметров сигналоа (достаточно малая величина длительности импульсов, увеличение кру" тизны фронтов и др.), причем возможность двойного подсчета импульса . все равно остается, в предлагаемом устройстве используется принцип обратной связи - устанавливается факт неправильной. работы счетчиков и вносится необходимая коррекция. Поэтому изобретение без предьявления жестких требований к элементам, т.е. при снижении стоимости, позволяет повысить точность, преобразования. формула изобретения

Интегрирующий преобразователь частоты следования импульсов в код, содержащий генератор тактовых импульсов, выходы которого подключены. к входу блока управления и управляю" щему входу распределительного блока, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока переписи кода, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, установочными входами двух счетчиков и управляющим входом запоминающего регистра, информационный вход которого подключен к выходу блока переписи кода, третий и четвертый выходы распределительного блока соединены с счетными входами соответственно первого и второго счетчиков, выходы которых подключены к входам блока переписи кодов, о т л и ч а ю7 961140 8 шийся тем, что, с целью повы- соединенные четвертые дифференцируюшения точности преобразования, в не" щую цепь и диод к входу второго одго введены два одновибратора, два новибратора, выход которого соедиэлемента И, RS"òðèããåð, четыре диффе нен с .вторым входом первого элеменрейцирующие цепи и четыре диода, при- в та И, третий вход которого подключен чем прямой и инверсный выяоды. триг- к второму выходу блока управления, гера младшего разряда первого счет- а выход - к R-входу RS-триггера, чика подключены соответственно че- S-вход которого соединен с входной рез последовательно соединенные пер- шиной и первым входом второго элеменвые дифференцирующую цепь и диод и tO та И, а прямой выход - с вторым вхочерез последовательно соединенные дом второго элемента И, выход котовторые дифференцирующую цепь и диод рого подключен к информационному вхок входу первого одновибратора, выход ду распределительного блока. которого соединен с первым входом первого элемента И, прямой и инверс- 1 Источники информации, ный выходы триггера младшего разря.- принятые во внимание при экспертизе да второго счетчика подключены со-, 1.. Авторское свидетельство СССР ответственно через последовательно < 310383, кл. Н 03.K 13/20, 1977. соединенные третьи дифференцирующую - 2. Патент США Ю 4041281, цепь и диод и через последовательно зр ten. 235-92, 1977.