Преобразователь частоты в код Советский патент 1985 года по МПК H03M5/10 

Изобретение относится к автомати ке и может быть использовано в системах управления промышленными роботами и станками с ЧПУ, Известно устройство для измерени частоты повторения импульсов, содер жащее генератор опорной частоты, вентиль, делитель с фиксированным коэффициентом деления, элемент задержки, счетчик, формирователь импульсов, регистр хранения,.два упра ляемых делителя и вычитающий счетчик го« Недостатками этого устройства являются большие аппаратурные затраты и сложность структуры, что сни жает надежность устройства в работе Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь частоты в код, содержащий делитель частоты, мультиплексор, двоичный счетчик, регистр, источник входного сигнала и генератор опорной частоты, выход которого подключен к входу делителя частоты, причем выход мультиплексора соединен с информационным входом двоичного счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами регистра, выходы счетчика через дешифратор и преобразователь кодов подключены к соответствующим управ.ляющим входам мультиплексора, инфор мационные входы которого соединены с соответствующими выходами делителя частоты C2J. Недостатками известного устройст ва являются невысокие точность и на дежность. Цель изобретения - повышение точ ,кости преобразования и надежности. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь частоты в код, содержали делитель частоты, .мультиплексор, двоичный счетчик, регистр, источник входного сигнала и генератор опорной частоты, выход которого подключен к входу делителя частоты, причем выход мультиплексора соединен с информационным входом двоичного счетчика, выходы которог Соединены с соответствующими входам регистра, введены блок синхронизации, одновибратор, два элемента задержки и инвертор, входы блока синхронизации подключены к соответс ву1сщим выходам делителя частоты, а выходы - к соответствующим инфор.мационным входам мультиплексора, уп равляющие входы которого подключены к соответствующим выходам двоичного счетчика, сдвиговые входы которого соединены с соответствующими входными шинами преобразователя, источник входного сигнала через одновибратор подключен к входам первого и второго элементов задержки, выходы которых соединены соответственно с управляющим входом регистра и с управляющим входом двоичного счетчика, выходы регистра соединены с соответстующими выходными шинами преобразователя, а выход одновибратора через инвертор соединен с управляющим входом делителя частоты. На чертеже представлена функциональная схема преобразователя частоты в восьмиразрядный код. Преобразователь содержит генератор 1 опорной частоты, делитель 2 частоты, мультиплексор 3, блок 4 синхронизации, двоичный счетчик 5, регистр 6, источник 7 входного сигнала, одиовибратор 8, первый 9 и второй 10 элементы задержки, выходные шины 11, входные шины 12 и инвертор 13. Выход генератора 1 опорной частоты соединен с входом делителя 2 частоты, . информационньцТ вход двоичного счетчика 5 соединен с выходом мультиплексора 3, управляющие входы которого подключены к выходам счетчика .5 и информационным входам регистра 6, информационные входы мультиплексора 3 соединены с вькодами блока 4 синхронизации, выход счетчика 7 входного сигнала через одновибратор 8 подключен к входам элементов 9 и 10 задержки и через инвертор 13 к управляющему входу делителя 2 частоты, выходы элементов 9 и 10 задержки подключены соответственно к управляющим входам регистра 6 и двоичного счетчика 5, выходы делителя 2 частоты соединены с входами блока 4 синхронизации, сдвиговые входы счетчика 5 подключены к входным щинам 12 преобразователя, а выходы регистра 6 соединены с выходными шинами 11 преобразователя. Преобразователь работает следующим образом. По переднему фронту сигнала источника 7 входного сигнала. запускается одновибратор 8 на время t , останавливая работу делителя 2 частоты. Сигнал одновибратора 8 с задержкаьш 4j и ij, где 2 5 «4 , вьфабатываемыми элементами 9 и 10 задержки поступает на запись результата преобразования в регистр 6 со счетчика 5 и затем, спустя время 4i j- tj.Ha установку счетчика 5 в исход1сое состояние, определяемое входшлми шинами 12, . По окончании сигнала с одновибратора 8 сбрас шаются сигналы с злемеи тов 9 и 10 задержки и запускается преобразование. Если двойчньё) счетчи 5 включен в режим вычитания, тогда в его исходном состоянии на выходных шинах установлены единицы (возможен и режим работы счетчика 5 на сложение, тогда в исходном состоянии он устанавливается в О и выходными шинаьш являются инверсные выходы раз рядов). Счетчик 5 заполняется импуль сами от мультиплексора 3 все бремя между импульсаьш с одновибратора 8, а результатом преобразования явля- ется конечное состояние счетчика 5. ,Поскольку в данном устройстве требуется, измеряя период, иметь результат в виде кода, пропорционального входной частоте, то заполнение счетчика 5 и af1yльcaми реализуется с частотой, менямцейся по гиперболическом закону в течение периода измеряемой частоты. Кусочно-линейное приближение к гиперболическому закону достигается путем подачи сигналов управления .мультиплексором 3 непосредст- .венно с выхода счетчика 5. В начале периода на выход счетчика поступают импульсы частоты , € /4, где частота импульсов генератора 1, до тех пор пока старший разряд не перейдет в нулевое состояние (все остальные разряды счетчика 5 перейдут в единичное состояние), реализуя первый участок кусочно-линейной аппроксимации гиперболической зависи- 1ЧОСТИ. Далее, пока следукщий по .Старшинству разряд счетчика 5 не перейдет в нулевое состояние, счетчик 5 заполняется импульсами с частотой 1 г/16, реализуя второй участок кусочно-линейной аппроксимации гиперболической зависимости и так далее до самого младшего управляющего восьмог г разряда счетчика, если раньше не появился сигнал источника 7 входного сигнала. Кёикдый последующий участок аппроксимации длительнее предодущего в 2 раза, а содержимое счетчика 5 в узлах аппроксимации также отличается в 2 раза, поэтому в узлах обеспечивается точное гиперболическое соответствие, а между узлами - его линейное приближение. . Непосредственное управление мультиплексором 3 от счетчика 5 обеспечивается благодаря синхронности сигналов на выходе блока А синхронизации. При подаче произвольного кода управления на вход мультиплексора 3 на его выход проходят И1 й1ульсы наибольшей частоты, определяемой самым старшим ненулевьм разрядом управляющего кода. Счетчик 5, работая не вычитание, после запуска имеет единицу в старшем разряде, определяицем выбор наибольшей частоты, В конце первого участка аппроксимации обнуляется старший разряд, в конце второго участка обнуляется еще и слвдукяций разряд и т.д. Это обеспечивает последовательный выбор частот с выхода синхронизатора от больших к меньшим (от t к fj., /4). Введение в преобразователь одно- . вибратора и элементов задержки обеспечивает точный запуск и надежную остановку вычисления, записи результата, установку исходного состояния и согласования начала вычислений с диапазоном преобразования. Этим достигается увеличение точности преобразования входного сигнала, Управление мультиплексором,осуществляемое непосредственно от выхода счетчика, без преобразования кода уменьшает число ступеней преобразования информации, что обеспечивает пов1лпение надежности устройства в условиях повьшзенного уровня помех.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В КОД, содержащий делитель частоты, мультиплексор, двоичный счетчик, регистр, источник входного .сигнала и генератор опорной чдстоты,выход кото-, рого подключен к входу делителя частоты, причем выход мультиплексора соединен с информационным входом двоичного счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами регистра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования и надежности в него введены блик синхронизации, одновибратор, два элемента задержки и инвертор, входы блока синхронизации подключены к соответствующим входам делителя частоты, а выходы к соответствующим информационным входам мультиплексораj управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам двоичного счетчика, сдвиговые входы которого соединены с соответствующими входными шинами преобразователя, источник входного сигнала через одновибратор подключен к входам первого и второго элементов задержки, выходы которых соединены соответственно с управляющим входом регистра и с управляющим входом (Л двоичного счетчика, выходы.регистра . соединены с соответствующими выходкамя шинами преобразователя, а выход одновибратора через инвертор соединен с управляющим входом делителя частоты. а О5 со