Частотно-импульсный функциональный преобразователь Советский патент 1983 года по МПК G06F17/17 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение, в частности, для функционального преобразования неравномерных частотно-импульсных сигналов.

Известен частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий вычитающие блоки, делители частоты и сумматор 1.

Известен также частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий вычитающие блоки, множительно-делительные блоки и сумматор 2 .

. Недостатком известных, функциональных преобразователей является пониженная точность функционального преобразования неравномерных частотноимпульсных сигналов с априорно неизвестным законом распределения. Повышение точности в таких случаях возможно за счет разравнивания входного чат:тотно-импульсного сигнала, что СЁязано с дополнительньми аппаратурными затратами.

Наиболее близким к изобретению является частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий группу вычитающих блоков, подключенных первыми входами к выходам делителя частоты, а выходами - к входам соответствующих множительно-делитель-. ных блоков, соединенных выходами с входами сумматора, причем вторые входы вычитающих блоков подключены к шине ввода частотно-импульсного сигнала, а вход делителп частоты соединен с шиной ввода опорной частоты.

10 Сумматор выполнен на элементах ИЛИ, а каждый множительно-делительный блок - на последовательно соединенныхлогическом триггерном кольце и элементе И 3 .

15

Однако известное устройство также характеризуется большой погрешностью функционального преобразования неравномерных частотно-импульсных сигналов, распределение которых априорно неиз- .

20 вестно.

Целью изобретения является повышение точности функционального преобразования нёраВномерных сигналов.

Для достижения цели в частотно-им25пульсном функциональном преобразователе, содержащем группу вычитающих блоков, подк.пюченных первыми входами к выходам делителя частоты, а выходами - к входам соответствукяцих мно30жительно-делительных блоков, соединенных выходами с входами сумматора, вход делителя частоты подключен к шине ввода частотно-импульсного сигнала, а вторые входы всех вычитающих блоков соединены с шиной ввода опорной частоты. На фиг. 1 изображена блок-схема частотно-импульсного функционального преобразователя; на фиг, 2 - графики работы одного канала преобразователя при различных коэффициентах деления делителя частоты с пуассоновским по током импульсов на входе. . Частотно-импульсный функциональный преобразователь (фиг.1) содержит делитель 1 частоты, вычитающие блоки 2, множительно-делительные блоки 3 и сумматор 4. Вычитающие блоки 2 подключены первыми входами к выходам делителя 1 частоты, вторыми входами к шине ввода опорной частоты fо/ а выxpдa lи . входам соответствующих множительно-делительных блоков 3. Выход делителя 1 частоты соединен с шиной ввода частотно-импульсного сигнала, а выходы множительно-делительных блоков 3 подключены к входам сумматора 4. Функциональный преобразователь работает следующим образом. Частотно-импульснЕЛй сигнал со сред ней частотой f поступает на вход делителя 1 частоты. На выходах делителя частоты формируются последовд ель ности импульсов с частотам f fy/a,- ,где коэффициент делени делителя частоты для 1-гЬ выхода. Вычитающие блоки 2 сравнивают частоты f со значением опорной частоты fo и формируют разностный, сигнал f:,- - f, при условии f« f. В противном слуочае частота сигнала -на выходе вычитающего блока 2 равна нулю. Множитель но-делительные блоки 3 ос тцествляют операцию умножения частот на коэффици енты k, а сумматор 4 формирует вы ходной сигнал преобразователя как сумму сигналов с выходов всех множительно-делительных блоков. Для вычитающих блоков 2 преобразователя возможен также второй режим работы, когда частота сигнала на выходе равна нулю при fo; в противном случве частота-равна fj, - f. При детерминированном входном сигнале расчетная зависимость частоты ч выходного сигнала от f имеет вид М1,), W. где N - число выходов сумматора 4; {знак + соответствует первому pe жиму работы вычитающих устройств, а знак - - второму. Работа преобразователя при детерминированном входном сигнале аналогична работе известного устройства с опорными частотами fo и коэффифиентами умножения /а,-. При неравномерном входном сигнале вследствие проявления эффекта статистической линеаризации нелинейной функции зависимость вход - выход преобразователя смещается относительно функции (1). Поскольку деление частоты неравномерного сигнала влечет за собой разравнивание импульсной последовательности, на вычитаквдие блоки 2 в преобразователе поступают сигналы, распределенные во времени более равномерно и, следовательно, отклонение зависимости вход - выход от расчетной функции будет меньше, чем в известном. Например, для неравномерного входного частотно-импульсного сигнала, ; подчиняющего распределению Пуассона, кусочно-линейная функция настройки i-ro канала (i6N) преобразователя (фиг. 2, кривая а) ,,5K p+5iV(.fo-|-)(o-|); 2; при а 1 трансформируется в экспоненциальную зависимость ,-foexpt- %/b)(фиг. 2, кривая б), максимальное отклонение которой от функции (2) составляет л/ о,.37 k fp. При произвольном целом коэффициенте деления 1 плотность распределения временных интервалов t потока импульсов на 1-м выходе делителя частоты 1 Н) )i )Вероятность р отсутствия импульсов данного потока за интервал времени Т /,; равна Р-Гг|гг| - а частота выходного сигнала i-ro канала преобразователя .Qi-n, i. . В то же время для коэффициента 2 получим зависимость деления а. л (фиг. 2, кривая в) i,q5Cf.lfjexp(-|) максимальное отклонение которой от исходной зависимости (2) равно 0,27 k,- . Для а 4 получаем зав симость (фиг. 2, кривая г) Г- К. (ф б ;г;И8 V24f о). максимальное отклонение которой от функции (2) равно 0,195 Ц-fo. Таким образом,погрешность работ кашдого канала рассмотренного функционального преобразователя уменьша ется с ростом коэффициента деления а-, и следовательно, точность данно го функционального преобразователя условиях обработки неравномерных сигналов будет выпю точности инвес ного. Формула изобретения Частотно-импульсный функциональн преобразователь, содержащий группу вычитающих блоков, подключеннсвс первыми входами к выходам делителя частоты, а выходами к входам соответствующих множительно-делительных блоков, соединенных выходами с входами сумматора, отлича.ющийся тем, что, с целью повышения точности функционального преобразования неравномерных сигналов, вход (делителя частоты подключен к шине ввода частотноимпульсного сигнала, а вторые входы всех вычитающих блоков соединены с шиной ввода опорнЬй частоты. Источники информации, принятые во 13римание при экспертизе 1.Карпов Р.Г. Техника частотноимпульсного моделирования. М., Машиностроение, 1969, с. 154-156, рис. 86. 2.Известия ВУЗов Приборостроение , 1978, €, с. 17-19, рис. 1. 3.Авторское свидетельство СССР 215598, кл. G 06 G 7/26, 1966 (прототип).