Преобразователь цифрового кода в частоту следования импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K13/24 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматики и вычислительной техники в качестве функционального преобразователя код-частота.

Известен преобразователь, цифрового кода в частоту следования импульсов, содержащий три счетчика импульсов, два регистра памяти, три группы элементов И, пять элементов И, входную клемму, три элемента задержки, вход последнего из которых подключен к входу второга триггера, первому входу пятого элемента И и выходу четвертого элемРлЧта И, а выход-к счетному входу третьего триггера l .

Недостатками данного устройства являются низкая точность, ограниченный диапазон значений преобразуемого кода и невысокое быстродействие. Это обусловлено тем, что при увеличении значений входного кода N частота импульсов на выходе первого счетчика уменьшается, что приводит к увеличению погрешности дискретности, поскольку информация во втором счетчике фиксируется с точностью до периода входного сигнала в течение заданного интервала Т.

Известен также преобразователь цифрового кода в частоту следования импульсов, содержащий три счетчика импульсов, два регистра памяти, три группы элементов И,I пять триггеров, шесть элементов И,выходную клемму, пять элементов задержки, блок коррекции, блок задержки сигналов, блок сдвига фазы 2 .

Недостатком известного преобразователя является то, что он может быть использован только для кода одного вида, требует использования двух генераторов и эталонных частот, что усложняет его конструкцию.

Цель изобретения - упрощение преобразователя и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь цифрового кода в частоту следования импульсов, содержащий двоичный.счетчик импульсов, блок обнуления, триггер, эле-: мент И, входные и выходные клеммы, клемму подачи импульсов эталонной частоты и клемму подачи управляющего сигнала, подключенные к входам элемента И, выход которого соединен с .вычитающим входом двоичного счетчика.

импульсов, а выход последнего подклц. чен ,к триггеру , введены перепрограммируемое запоминающее устройство, элемент И-НЕ, ;элемент ИЛИ, ждущий

мультивибратор, клемма подачи сигнала Смена кодовой комбинации, при этом входные клеммы подключены к адресным входам перепрограммируемого запоминающего устройства, один

из выходов которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход блока обнуления, а остальные выходы перепрограммируемого запоминающего устройства соединены с разрядными вхо.дами двоичного счетчика импульсов, к входам обнуления и записи информации которого подключены соответствен но выход элемента ИЛИ и выход элемента И-НЕ, соединенного также с выходной клеммой, а к первому входу элемента И-НЕ подключен триггер, к второму входу которого подключен выход ждущего мультивибратора, вход которого соединен с клеммой подачи сигнала Смена кодовой комбинации.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.

Преобразователь содержит перепрограммируемое запоминающее устройство 1, двоичный счетчик 2 импульсов, триггер 3, образованный двумя элементами И-НЕ 4 и 5, элемент И-НЕ б,

выходную клемму 7, блок 8 обнуления, состоящий из резисторов 9 и 10, элемента И-НЕ 11, конденсатора 12, элемент ИЛИ 13, элемент И 1, ждущий мультивибратор 15, клемму 16 подачи импульсов эталонной частоты, клемму 17 подачи управляющего сигнала, клемму 18 подачи сигнала Смена кодовой комбинации, клеммы 19 подачи входного преобразуемого кода.

Входные клеммы 19 подключены к адресным входам перепрограммируемого запоминающего устройства finSy) , выходы которого соединены с

разрядными входами двоичного счетчика 2,,на вход обнуления, которого подключен выход элемента ИЛИ 13, на первый вход которого подключен один из выходов устройства 1, а на второй

выход элемента И-НЕ 11 блока 8 обнуления ,

Выход переноса вычитания счетчика 2 соединен с первым входом элемента k триггера 3, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ 6, к которому подключен выход, ждущего мультивибратора 15, вход которого соединен с входной клеммой 18. Выход элемента И-НЕ 6 подключен к входу С записи информации счетчик 2, выход|(1ой Клемме 7 и второму вх ду элемента Й-НЕ 5, первь1й вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ k, а выход подключен к второму входу последнего. Входные клеммы 16 и 17 сое/}инены соответственно с входами элемента И 14, выход которо го подключен к вычитающему входу -1 двоичного счетчика 2 импульсов. До начала работы преобразователя осуществляется программирование уст ройства 1. Для этого определяется частота выходного сигнала по формулет - ЭТ / вых5 1,2, ...,м; , десятичный эквивалент двоич ного числа, записанного в счетчик с выхода ППЗУ, Бд - частота эталонного генерато При этом можно выбирать значения эталонной частоты РЭТ в диапазоне, когда верхняя граница его определяе ся быстродействием счетчика 2, а нижняя граница - погрешностью преобразования при нимимальном значении числа N. Значения эталонной час тоты Гэт для нижней границы диапазо на должны удовлетворять неравенству (100+р) „, максимальная частота выходного сигнала преобразо вателя, максимальная относительная погрешность преобразования, . исходя из этих требоваВыбравний эталонную частоту каждо го кодового значения вычисляется число Ы согласно формуле (1). Для нулевой кодовой комбинации вычисляется такое исло N, чтобы на выходе устройства 1 выставлялась единица, а на остальных выходах-нули, т.е. N 2. Затем составляется таблица истинности, в которой каждому кодовому значению ставится в соответствие вычисленное значение N. Согласно 1 5 . 4 этой таблице программируется ППЗУ 1. Причем входной код - это адреса ячеек устройства 1, а значения N т данные, записываемые в эти ячейки. Использование такого приема при преобразовании кода в частоту позволяет получить функциональную зависимость частоты выходного сигнала от преобразуемого кода, задавая соответствующим образом числа N . ; / . . преобразователь работает следующим образом. При его включении счетчик 2 обнуляется сигналом {фиг. 2а). На клемму 17 поступает сигнал управления (фиг. 26), отпирающий элемент И 1 для импульсов эталонной частоты (фиг. 2 в). После прохода первого импульса эталонной частоты на счетный вход счетчика 2 на выходе переноса вычитания счетчика 2 пбявляется сигнал (фиг. 2 и), который подается) на первый вход элемента И-НЕ 4 триггера 3 и приводит триггер 3 в единичное состояние. Одновременно с поступлением на клеммы 16 и 17 сигнала управления, на входные клеммы 19 подается преобразуемый цифровой код, а на клемму 18) вход ждущего мультивибратора 15 Поступает сигнал Смена кодовой комбинации (фиг. 2 г). Ждущий мультивибратор 15 вырабатывает сигнал (фиг. 2 д), запрещающий поступление сигнала Запись с триггера 3 в счетчик 2 через элемент И-НЕ 6. Длитель ность запрещающего сигнала . определяется временем вь1(борки информации из устройства 1 после смены кодовой комбинации на входе преобразователя. Сигнал Запись в этом случае хранится в триггере 3 до конца выборки информации из ППЗУ 1 и вывода еена выходы устройства 1. После того, как на выходах ППЗУ 1 появляется число N, соответствующее входному коду, снимается сигнал запрета записи со второго входа элемента . И-НЕ 6 и сигнал записи (фиг. 2 е) через элемент И-НЕ 6 с триггера 3 подается на вход С записи информации счетчика 2. Поэтому сигналу прот исходит запись инфомации в счетчик 2 с выходов устройства 1. Этот же Сигнал переводит триггер 3 в нулевое состояние и этот же сигнал является выходным сигналом преобразователя. После записи числа N в счетчик 2 начинается счет. В процессе счета информация в счетчике2, кото, Рый работает в режиме вычитания, убы вает (фиг. 2 ж)и через время Тоых о-., и счетчик 2 обнулится. На выЯбде переноса вычитания счетчика 2. появляется сигнал (фиг. 2 м).9тот сигнал подается на первый вход элемента И-НЕ k и переводит триггер 3 в единичное состояние. Сигнал с триггера 3 подается на первый вход .элемента И-НЕ 6 и, поскольку на второй вход этого элемента 6 подается уровень 1 с выхода ждущего мульти вибратора 15 (фиг. 2 д). то сигнал проходит с выхода элемента И-НЕ 6 на вход С записи информации счетчика 2 (фиг. 2 е). В счетчик 2 вновь записывается число N, и счетчик 2 считает до следующего обнуления. 8 резульоу.ль 9056 .тате этого на выходе клеммы 1 вьшабатывается сигнал, частота которого соответствует частоте, рассчитанной по формуле (1). . При смене кодовой комбинации на входах устройства 1 сменится число N на его выходах и . соответственно изменится частота выходного сигнала, преобразователя. Предлагаемый преобразователь упрощается благодаря введению перепрограммируемого запоминающего устройства, обеспечивающего возможность преобразования кодов разных видов без конструктивных изменений в преобразователе. Это обусловлено тем, что в преобразователе реализуется возможность получения функциональной зависимости частоты выходного сигнала , выходнс OT- преобразуемого кода.

Г п Ш П±Ь

фцг2 t-T-r ЗГЕ