Преобразователь частота-код Советский патент 1985 года по МПК H03M5/10 

вычитающий счетчик и управляемый делитель частоты, первый вход которого подключен к второму входу экспоненциального генератора, второйк третьему входу экспоненциального генератора, а третий - к выходу

экспоненциального генератора н выходу вычитающего счётчика, первый вход которого подключен к первому входу экспоненциального генератора, а второй вход - к выходу управляемого делителя частоты.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТАКОД, содержащий генератор опорной частоты, первый двухвходовый ключ, два экспоненциальных генератора, первый трехвходовый ключ, счетчик и формирователь импульсов, вход кото: рого соединен с входом преобразователя, а выход - с первым входом счетчика и первым входог первого двухвходового ключа, отличающийся тем, что, с целью повьппения функциональной надежности и точности, в него введены три делителя частоты импульсов, второй трехвходовый ключ, второй и третий двухвходовые ключи, цифровой компаратор, первый и второй элементы задержки, вход первого элемента задержки подключей к выходу формирователя импульсов, а выход - к входу второго элемента задержки, второму, входу счетчика и первому входу первого трехвходового ключа, а выход второго элемента задержки подключен к первому входу второго двухвходоваго |ключа, второй вход которого подключен к выходу первого делителя частоты, а выход - к третьему входу счетчика, выход которого подключен к первому входу первого экспоненциального генератора, второй вход которого подключен к выходу первого трехвходового ключа, второй вход которого соединен с выходом второго делителя частоты, вход которого объединен с входами первого и третьего делителей частоты и подключен к выходу генератора опорной частоты, первый вход второго экспоненциального генератора подключен к выходу первого двухвходового ключа, а выходк первому входу третьего двухвходового ключа, выход которого сое(Л динен с выходом преобразователя, первый вход цифрового компаратора соединен с шиной постоянной величины, второй вход подключен к выходу первого экспоненциального генератора, а выход- к второму входу третьего двухвходового-ключа, к третьему BJtoа ду первого трехвходового ключа и первому входувторого трехвходо00 вого ключа, второй вход которого 00 подключен к выходу первого элемента задержки, третий вход - к выходу со . третьего делителя частоты, а выходк второму входу второго экспоненциального генератора, третий вход которого и третий вход первого экспоненциального генератора подключены к выходу формирователя импульсов, второй вход первого двухвходовогс ключа соединен с шиной максимальной величины. 2. Преобразователь по п. 1, о т личающийся тем, что каждый экспоненциальный генератор содержит

Изобретение относится к вычислительной технике и может-быть использовано в качестве входного преобразователя информации, задаваемой потоком импульсов низкой или инфранизкой частоты, а также составной частью частотно-импульсных вычислительных устройств для информационно-измерительных систем, работающих с ча:стотными датчиками. Известен преобразователь частотакод, содержащий генератор опорных частот, блок управления, счетчики, систему ключей, схемы сборки, осуществляющий гиперболическое преобра зевание х - с использованием у экспоненциальной аппроксимаций ij. Недостатками преобразователя являются узкий диапазон преобразования и невысокая точность. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности являет ся цифровой частотомер, содержащий генератор опорной частоты, первый двзп ;входовый ключ, два экспоненциальных генератора, первый трехвходо вый ключ, счетчик и формирователь импульсов, вход .которого соединен с входом преобразователя, а выход с входом Счетчика и первым входом ;Первого двухвходового ключа, выход генератора опорной частоты соединён ,с вторым входом первого двухвходово го ключа, а его выход соединен с первым входом экспоненциального ген ратора, информационный вход которог соединен с шиной постоянной величин первьй выход экспоненциального генератора подключен к первому вход первого трехвходового ключа, второ вход которого соединен с вторым выходом экспоненциального генератора, информационные выходы счетчика соед нены с соответствующими- входамивторого экспоненциального генератора, выход которого соединен с третьим входом первого трехвходового. ключа, а его .выход соединен с объединенньми управляющими входами первого и второго экспоненциального генераторов, информационный вход второго экспоненциального генератора соединен с шиной максимальной величины 2J. Недостатками данного устройства являются невысокая надежность и малая точность преобразования. Цель изобретения - повышение функциональной надежности и точности. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь частотакод, содержащий генератор опорной частоты, первьй двухвходовый ключ, два экспоненциальных генератора, первый трехвходовьй ключ, счетчик и формирователь импульсов, вход которого соединен с входом преобразователя, а выход - с первым входом счетчика и первым входом первого двухвходового ключа, введены три делителя частоты импульсов, второй трехвкодовый ключ, второй и третий двухвходовые ключи, цифровой компаратор, первый и второй элементы задержки, вход первого элемента задержки подключен к выходу формирователя импульсов, а выход - к входу второго элемента задержки, второму входу счетчика и первому входу первого трехвходового ключа, а выход второго элемента задержки подключен к первому входу второго двухвходового ключа, второй вход которого подключен к выходу первогоделителя частоты, а выход - к третьему входу счетчика, выход которого подключен к первому входу первого экспоненциального генератора, второй вход которого подключен к выходу первого трехвходового ключа, второй вход которого соединен с выходом второго делителя частоты, вход которого объединен с входами первого и третьего делителей частоты и подключен к выходу генератора опорной частоты, первыйвход второго экспоненциального генератора подключен к выходу первого двухвходового ключа, а выход - к первому входу третьего двухвходового ключа выход которого соединен с выходом преобразователя, первый вход цифров го компаратора соединен с шиной постоянной величины, второй вход подключен к выходу первого экспоненциального генератора, а выход к второму входу третьего двухвходового ключа, к третьему входу первого трехвходового ключа и первому входу второго трехвходового ключа, второй вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, третий вход - к выходу третьего делителя частоты, а выход - к второ му входу второго экспоненциального генератора, третий вход которого итретий вход первого экспоненциально генератора подключены к выходу формирователя импульсов, второй вход первого двухвходового ключа соединен с шиной максимальной величины. Каждый экспоненциальный генерато содержит вычитающий счетчик и управ ляемый делитель частоты, первый вход которого подключен к второму входу экспоненциального генератора второй - к третьему входу экспоненциального генератора, а третий к выходу экспоненциального генератора и выходу вычитающего счетчика, первый вход которого подключен к первому входу экспоненциального генератора, а второй вход - к вы,ходу управляемого делителя частоты. На фиг. 1 представлена структур4ная схема устройства; на фиг. 2 временная диаграмма, иллюстрирующая работу второго такта преобразователя; на фиг. 3 - времяимпульсная диаграмма, иллюстрирующая работу устройства. . Преобразователь частота-код состоит из генератора 1 опорной частО ты, трех делителей 2-4 частоты. 894 двух цифровых экспоненциальных генераторов 5 и 6, двух трехвходовых ключей 7 и 8, трех двухвходовых ключей 9 - 1, счётчика 12, цифрового компаратора 13, двух элементов 14 и 15 задержки, формирователя 16 импульсов, выход которого подключен к первому входу счетчика 12, первому входу ключа 9 и входу первого элемента 14 задержки, выход которого соединен с входом второго элемента 15 задержки, с вторым входом счетчика 12 и первым входом ключа 7, а выход второго элемента 15 задержки соединен с первым входом ключа 10, второй вход которого подключен к выходу делителя 2 частоты, а выход - к третьему входу счетчика 12, выход которого подключен к первому входу цифрового экспоненциального генератора 5, второй вход которого подключен к выходу ключа 7, второй вход которого подключен к выходу делителя 3 частоты, вход которого подключен к выходу генератора 1 опорной частоты и входам делителей 2 и 4 частоты, первьй вход экспоненциального генератора 6 подключен к выходу ключа 9, а выход - к первому входу ключа 11. Второй вход цифрового компаратора 13 подключен к выходу цифрового экспоненциального генератора 5, а выход - к второму входу ключа 11 и к третьему входу ключа 7 и первому входу ключа 8, второй вход которого подключен к выходу первого элемента 14 задержки, третий вход к выходу делителя 4 частоты, а выход - .к второму входу цифрового экспоненциального генератора 6, третий вход которого также как и третий вход первого цифрового .экспоненциального генератора 6 подключен к выходу формирователя 16, Цифровые экспо,ненциальные генераторы 5 и 6 построены на основе цифровых интеграторов, замкнутых на себя, например цифровых интеграторов последовательного типа на двоичных умножителях, и содержат в этом слуае вычитающие счетчики 17 и 18 и правляемые детали 19 и 20 частоты, ервые входы которых подключены к торым, а вторые - к третьим вхоам цифровых экспоненциальных генеаторов 5 и 6, а третьи - к выходам тих генераторов и к выходам вычи5тающих счетчиков 17 и 18 соответственно, первые входы которых подключены к соответствующим первым входам генераторов 5 и 6, а вторые к выходам соответствующих управляемых делителей 19 и 20 частоты импул сов. Вход формирователя 16 является входом 21 формирователя 16 и всего устройства. Первый вход цифрового компаратора 13 является входом 22 постоянной величины Np. Второй вход ключа 9 является входом 23 величины, пропорциональной максимальной величине входной частоты Np,e,c Выход ключа 1I является выходом 24 устройства. . Устройство функционирует следующим образом. Получение величины Np, пропорциональной частоте входного импульс ного потока, осуществляется за два такта. В первом такте вычисляется величина, пропорциональная периоду входного импульсного потока N-f, путем подсчета импульсов, калиброванной частоты, заполняющих периоды .между двумя соседними импульсами. Во втором такте происходит гиперболическое преобразование величины N в величину Ыр. На фиг, 2 представлена временная диаграмма, иллюстрирующая работу второго такта преобразователя. Устройство состоит из двух частей. Первая часть осуществляет преобразования первого такта, вто рая часть параллельно с первой осуществляет преобразование второго такта, притом за время всегда меньщее периода входного импульсного потока. . : . . На фиг. 3 представлена импульсн временная диаграмма, иллюстрирующая работу устройства, импульсы входного потдка с частотой F посту ют на вход 21 формирователя 16. По сигналу с выхода формирователя 16 величина (фиг За), пропорциональная максимальному значению входной частоты ,, через ключ 9 заносит ся в счетчик 18, а содержимое счет ;чика 12 переносится в счетчик 17. -Далее задержанный элементом 14 задержки импульс (фиг. 36) обнуляет счетчик 12 и подключает входы упра ляемых делителей 19 и 20 частоты ч рез соответствующие ключи 7 и 8 896 и делители 3 и 4 частоты импульсов к выходу генератора I и запускает цифровые экспоненциальные генераторы 5 и 6 (момент времени t). Импульс с выхода элемента 15 задержки (фиг. Зв)подключает через ключ 10 и делитель 2 частоты генератор 1 к входу счетчика 12, который продолжает счет до прихода следующего входного импульса (фиг. 3 г,д,е). На фиг. 3 графики до момента времени Т. показаны в увеличенном масштабе, а после f - в уменьшенном. В ЭТО время цифровой экспоненциальный генератор 5 продолжает работать до тех пор, пока содержимое счетчика 17 N-j- не сравняется с величиной Ng (см. фиг. 2 и 3 момент времени t,). При этом цифровой компаратор 13 вырабатывает сигнал, который закрьшает ключи 7 и 8, открывает ключ 11 и прекращает работу цифровых экспоненциальных генераторов 5 и 6, содержимое счетчика 18 при этом изменилось с величины М искомой величины Np (фиг. Зж), которая через ключ 11 поступает на выход устройства. С приходом следующего входного импульса все происходит сначала. Перед началом работы преобразователя необходимо обнулить счетчик 12, тогда с приходом первого импульса в счетчик 17 запишется ноль (фиг. Зз), компаратор 13 до прихода второго входного импульса не сработает, ключ II не откроется и сбоя на выходе не произойдет. Частота заполнения счетчика 12 и питания управляемых деталей 19 и 20 частоты, т.е. выходная частота импульсного потока на выходе генератора 1 (фиг Зи,к,л) и коэффициенты делителей 2-4 частоты импульсов выбираются из условия точности, диапазона представления выходной величины Np и необходимости заканчивать определение величины Н, до прихода следующего входного импульса. Введение в устройство трех дели- телей частоты импульсов, второго трехвходового ключа, двух двухвходовых ключей,. ЦИФРОВОГО компаратора, блока управления, а также новых межблочных связей повышает его надежность, обусловленную тем, что в интервале между входными импульсами

71Г648898

цифровой компаратор блокирует выход увеличением разрядности экспоненциустройства и не допускает его сбоя. альных генераторов, обусловленной. Увеличение точности достигается . их конструкцией.

Фив. 2