Устройство для преобразования частоты следования импульсов в код Советский патент 1983 года по МПК G04F10/04 H03K13/20 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предна начено для преобразования частоты следования импульсов в код с временем преобразования, равным нескольким периодам преобразуемой частоты. Известны преобразователи часто,ты в код-, содержащие счетчик импуль.сов, ключ эталонной частоты, дешифратор опорных точек, сдвигающий регистр, клапан измеряемой частоты, блок -формирования временного интерва ла ij . Недостаток известного устройства низкая точность, измерения, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ус ройство для преобразования частоты следования импульсов в код, содержащий формирователь временного интервала, первый вход которого соединен с входной шиной, а первый выход - с первым входом ключа, выход которого подключен к входу счетчика импульсов вентильный блок, выход которого подключен к первому входу накапливающего сумматора, второй вход которого соединен с первым выходом фО1 4ирователя тактовых импульсов, второй вход которого подключен к третьему входу накапливающего сумматора и первому входу регистра сдвига, второй вход которого подключен к выходу накапливающего cy дмaтopa и йервому входу ве тильного блока/ четвертый вход накапливающего сумматора соединен с шиной ввода кода, шина эталонной час тоты подключена к первому входу формирователя тактовых импульсов и второму входу ключа 2 . Недостатком этого устройства является то, что для получения высокой точности необходимо большое время преобразования частоты импульсов в код. , Цель изобретения - уменьшение времени преобразования при сохранении точности преобразования. Указанная цель достигается тем, что в устройство для преобразования частоты следования импульсов в код, содержащее формирователь временного интервала, первый вход которого соединен с входной шиной, а первый выход - с первым входом ключа, выход которого подключен к входу счеучика импульсов, вентильный блок, выход которого подключен к первому входу накапливающего .сумматора, второй . вход которого соединен с первым выходом формирователя тактовых импул сов, второй выход которого подключен к третьему входу накапливающего сумматора и первому входу регистра сдви га г второй вход которого подключен к выходу накапливающего сумматора и первому входу вентильного блока, че Бертый вход накапливающего сумматора соединен с шиной ввода кода, шина эталонной частоты по11ключена й- первому входу формирователя тактовых Ш4пульсов и второму входу ключа, введены блок синхронизации,( h -1) фор 1ирователей временного интервала, (и-1) ключей, (rt-1)) счетчиков импульсов, И элементов совпадения и два элемента ИЛИ, причем входная шина соединена с входом блока синхронизации и с первыг.и входами (и-1)-го формирователя временного интервала, с первого по .п-й выходы -блока синхронизации соединены с вторыми входами fi формирователей вр еменного интервала, первые выходы ( h-1)-го фор- ; мирователя временного интервала сое- ; динены с первыми входами cooTBeTCTBsnoщчх (п-1)-х ключей, выходы которых подключены к входам соответствующих счетчиков импульсов, выходы с первого по п-й счетчиков импульсов Ъоединены с первыми входами соответствующих элементов совпадения, вто-. рые входы которых подключены к вто рым ВЫХОДШ.1 соответствующих и формирователей временного интервала, первые.выходы которых через первый элемент ИЛИ подключены к второму входу формирователя, тактовых импульсов, первый вход которого соединен с вторамк входами (п -1)-х ключей, выходы всех элементов совпадения через второй элемент ИЛИ подключены к второму входу вентильного блока. На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 временная диаграмма его работы. . Устройство для преобразования частоты следования импульсов в код содержит блок 1 синхронизации, Л (2-1 - 2-И формирователей временно-- : Го интервала, Ц ключей (3-1 - ),ц| счетчиков (4-1 - 4-И)импульсов,И элементов (5-1 -.5-п)совпадения, элементы ИЛИ б и 7, формирователь 8 тактовых импульсов, вентильный блок 9, накапливакнций сумматор 10, регистр 11.сдвига. . Устройство работает:следующим o6f разом. Блок 1 синхронизации, состсйщий из счетчика и дешифраторов (не показаны) формирует И импульсов запуска п формирователей временного интервала 2-1 - 2- п , задержанных относительно друг друга на время С и имеющих период следования Т. Формирователи временнБК интервалов вырабатывают и равных временных- интервалов длительностью tf каждый, которые также задержаны относительно друг друга на время равное t (фиг.2в,, Длительности временных интервалов равны Пй периодам измеряемой частоты (фиг. 2.-а) . , В течение каждого из временных j тервалов открыты соответствующие кл чй 3-1 - 3-п . ЙмпулЬсы эталонной частоты tj, (фиг.2б с выходов ключей 3-1 - 3- п поступают на входы счетчиков 4-1 -4-11 соответственно. Во время работы счетчиков 4-1 - 4-rt формирователь 8 тактовых импульсов блокируется сигналами , 1)iU , поступаю щими через первый элемент ИЛИ 6 на второй входформирователя 8. К моменту окончания кгикдого из временных интервалов tu в каждом иэ I соответствующих счетчиков 4-1 -4-н -оказываются записаннмли коды - .Я- - , п ропорЦ1|он аль ные Ц « .периоду измеряемой частоты. Преобразование кодов периода N-f, в код частр.ты f х производится следующим образом. После окончания каждого из временных интервалов поочередно на время tup сигналами t ц открывается элементы 5-1 - 5-И совпадения, снимается блокировка с формирователя 8 который вырабатывает Факты Tij и Tj (фиг.2 е, хО Коды N Т1 vNi , N гяПоо Редно через элемент ИЛИ 7 и вентильный блок 9 поступают на накапливающий сумматор 10, в который после окончания к дого из интервалов измерения заноси ся код числа М0 . Поскольку число , знаковый разряд накапли вающего су1.1матора 10 находится в единичном состоянии и на управляю щий вход вентильного блока 9 посту пает потенциал логической единицы. При приходе первого кода Мт под дбйствием этого потенциала вентильн{4й блок 9 инвертирует код tff с выхода элемента 5-1 совпадения и .передает этот инверсный код на вход накапливающего сумматора 10, Далее фО1 1ирователь 8 вырабатып вает первый такт т, в результате чего iB накапливающем сумматоре 10 происходит сложение кода N, с инверсным кодом NT . После OKон 1аний первого такта т в накапливающем сумматоре 10 оказывается записанным число М NO - NTI г которое может быть положите ль ныг или отрицательны По второму такту Tj в младший pia ряд регистра 11 записывается состоя ние знакового разряда накапливающего сумматора 10 и происходит сдвиг содержимого накапливающего сумматор 10 I регистра 11 на один разряд в сторону старших разрядов. На этом заканчивается первый цикл преобразования кода код 1 , в ре:зультате которого в регистре 11 зг пишется значение первого старшего разряда кода . После первого цикла в накапливающем сумматоре 10 находитсячисло N . В зависимости от знака этого числа на Управляющий вход вентильного блока 9 поступает либо потенциал логи- , ческой единицы, либо потенциал ло- , гйческого нуля. В первом случае вентильный блок 9 инвертирует кодМ,.. во втором случае в накапливающий cyw матор 10 передается прямой код числа Nf После этого формирователь 8 вырабатывает вторые два такта Т;,и Tj в результате чего формируется второй разряд кода iy « т.д. Число циклов преобразования кода NT в код t выбирается в зависимости от требуемой точ- ности преобразования. Чаще всего чйсло циклов равно числу разрядов счетчиков 9-1 - 4-П . Лосле окончания всех Ш циклов преобразования в регистре 11 оказывается записан код ixi .Увеличивая число It), можно практически свести к нулю погрешность преобразования кода NTI в код ix Р этом лишь несколько увеличивается число разрядов накапливающего сумматора 10 и регистра 11. Преобразование осуществляется за время tnp . При поступлении на вентильный блок 9 второго кoдaNтг происходят такие же преобразования, как и для кода Нт , при этом за время tnp мируется код{уги т.д. Таким образом, на регистре 11 фо1 1Ируется код i% , обновление которого производится через время i (время с должно быть больше вреГ4ени tnp). Это позволяет при величине интервала измерения tц , определяющей величину, погрешности квантования временного интервала импульсг1ми частоты , йыдавать код f через время I , что эквивалентно уменьшению времени преобразования в п раз. Таким образом, при выборке h достаточно большим можно получить время преобразования достаточно малым при сохранении погрешности квантования временного интервала iu импульсами частоты ijiT определяемой длителыюсTl«(t« .

„j I I I s It i II I III t j

Kl (UHlinillltllliniliniinilHIIinilltllilllillinnitllHiiiiitlil J

).

I

Фи.1 .

%/x

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОШ СЛЕДОВАНИЯ ШШУЛЬСОВ В КОД, содержащее формирователь временного интервала, первый вход котоiрого соединен с входной имной, а первый выход с первым входам ключа, выход которого подключен к входу счетчика импульсов, вентильный блок, выход которого подключен к первому входу накапливающего сумматора, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя тактовых импульсов, второй выход которого подключен к третьему входу накапливаквдего сумматора и первому входу регистра сдвига, второй вход которого подключен к выходу накапливающего сумматора и первому входу вентильного блока, четвертый вход накапливаюадэго сумматора соединен с шиной ввода кода, шина эталонной частоты подключена к первому входу формироват ля тактовых импульсов и второму входу ключа, о т л и ч а ю щ е, е с я тем, что, с целью уменьшения времени .прео.бразования при сохранении точности преобразования, в него введены блок синхронизации(и-1) формирователей временного интервала,(п-1) ключей, (п-1) счетчиков импульсов, И элементов совпадения и два элемента ИЛИ, причем входная шина .соединена с входом блока синхронизации и. с первьЕ 1и входами (ц -1) -го формирователя временного интервала, с первого по п -и выходы блока синхронизации соединены с вторыми входами п формирователей временного интервала первые выходы(ц-1)-гр формирователя временного интервала соединены с первы1.1и входами соответствующих {l1-l)-x ключей, выходы которых подклю (Л . чены к входам соответствующих счетчиков, импульсов, выходы с первого по rf -и счетчиков импульсов соединены с первыми входами соответствующих элементов совпадения, вторые входы которых подключены к вторым выходам Срответствьтощих ц фори1ирователей временного интервала, первые выходы которых через первый элемент ИЛИ.под to колочены к второму входу формировате ля тактовых импульсов, первый вход KOTOjporp соединен с вторыми входами ytl-1) X ключей, выходы всех элементов совпадения через второй элемент ИЛИ подключены к второму .входу вен35 тильного блока.