Устройство для преобразования частоты следования импульсов в код Советский патент 1985 года по МПК H03M1/50 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и преднаэначено для преобразования частоты следования импульсов в 1ЩФРОВОЙ код.

На фиг, 1 представлена схема пред™ латаемого устройства на фиг, 2 временная диаграмма работы устройства

Цель изобретения повышение точности преобразования за счет уменьшения ошибки квантования,

.Устройство для преобразования час тоты следования импульсов в код (фиг. 1) содержит блок 1 формирования временного интервала, элемент 2 совпадения, формирователь 3 тактовых импульсов, счетчик 4 импульсов, блок 5 элементйв И, накапливающий сумматор 6, регистр 7 сдвига, инвертор 8, дополнительный элемент 9 совпадения, RS-триггер 10, шину 11 сигнала Пуск, шину 12 импульсов эталонной частоты,- шину 13 импульсов преобразуемой частоты, ишну 14 занесения кода Nj, 5 причем выход блока 1 соединен с входом элемента 9, другой вход которого через инвертор 8 подключен к формирователю 3, другой вход которого соединен с выходом блока 1 и элементом 2, выход которого соединен с входом триггера 10, соединенным с элементом 9, счетчиком 4 и блоком 5, другие входы которого соединены с сумматором 6 и регистром 7; выходы формирователя 3 подключены к входам сумматора 6 и регистра 7,

На фиг. 2приняты следующиеобозна- . чения; сигнал а на шине 13 импульсов преобразуемой частоты| сигнал Б на шине 11 сигнал в на шине 12 сигнала эталонной частоты f ; сигнал г на вькоде блока 1 формирования временного интервала; сигнал Э на единичном выходе RS-триггера Ю; сигнал е на первом выходе формирова. теля 3 тактовых импульсов; сигнал ж на втором выходе формирователя 3 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сигнала на шине 11 Пуск (фиг. 25) происходит установка в исходное (нулевое) состояние блока 1 формирования временного интервала. Счетчика 4, RS-триггера 10 По переднему фронту сигнала преобрадуемой частоты f,, поступанщему по шине 13 после подачи сигнала Пуск, блок 1 вырабатывает временной интервал t (фир, 2 г), равтплЧ п периодам преобразуемой частоты f (фиг.2«), Передним фронтом сигнала t открываются элемент 2 и элемент 9, и на управляющие S и R входы триггера 10 начинают поступать импульсы эталонной частоты fэт (фиг, 2 в), причем на S-входы импульсы поступают через элемент. 2,. а на R-вход - через инвертор 8 и элемент 9, в результате чего при скважности импульсов эталонной частоты, равной 2, триггер 10 находится в состоянии 1 первую половину периода частоты f „ состоянии О - во вторую половину полупериода частоты f (фиг, 2 3 ) , Счетчик 4, счетный вход которого, подключен к единичноЗ у выходу RSтриггера 10, подсчитывает число полных периодов частоты f за время t, а триггер 10 фиксирует каждьй полупериод эталонной частоты f за это же время t, В момент окончания временного интервала t .элементы 2 и 9 закрываются, и триггер 10 остается в том состоянии, в котором он находился непосредственно перед окончанием временного интервала t-, а на счетчике 4 в этот

I

n-fyr

момент фиксируется код N

х

пропорциональньй числу полных периодов частоты fj. . Таким образом, на триггере 10 и счетчике 4 в момент окончания интервала измерения

t записан код N 5 пропорциональный периоду измеряемой частоты f и равный целому числу полупериодов эталонной частоты время t, После окончания временного интервала включается формирователь 3 тактовых импульсов и с помощью блока 5, накапливающего сумматора 6 и регистра 7 сдвига начинается преобразование кода периода

N.J. в код частоты f

по формуле

л1Я х --N - N/ .

Преобразование осуществляется следующим образом, В накапливающий сумматор 6 по шине заносится число NU 2nfj.p, Поскольку число N 7 О, знаковьй разряд накап.пивающего сумматора 6 находится в единичном состоянии и на управляющий вход блока 5 поступает потенциал логической единицы. Под действием этого потенциала блок 5 инвертирует код N.., поступающий с выхода счетчика 4 и триггера 10 (младший разряд) и передает этот инверсный код N на вход накапливающего сумматора 6. Далее формирователь 3 формирует пер вьй такт t1, в результате чего в сум1-1аторе 6 происходит сложение кода NIJ с инверсным кодом N. После окончания первого такта Т в суммачислозаписано оказывается быть N,может ., р ,, которое положительным или отрицательным. Связь знакового разряда сумматора 6 с младшим разрядом регистра 7 сдвига вьшолнена таким образом, что в момен когда формирователь 3 вырабатьгоает такт сдвига 12, в младший разряд регистра 7 записывается инверсия состо яния знакового разряда сумматора 6, Одновременно происходит сдвиг содержимого сумматора 6 и регистра 7 на один разряд в сторону старших разрядов. На этом заканчивается первый цикл преобразования кода N в код f и в результате в регистре 7 оказьюается записано значение первого стар764N, В зависимости от знака этого числа на управляющий вход блока 5 noci-yпает либо потенциал логической единицы, либо потенциал логического нуля. Б первом случае блок 5 инвертирует код N., во втором случае в сумматор 6 передается прямой код числа N. После этого формирователь 3 фор шpyeт вторые два такта Т1 и Т2, в результате чего формируется второй разряд кода f и т.д. Число циклов ,( выпреобразования кода N в код бирается в зависимости от требуемой точности преобразования. Чаще всего число циклов преобразования равно числу m разрядов счетчика 4. После окончания всех m циклов преобразования в регистре 7 сдвига оказьтается записан код преобразуемой частоты f . Погрешность преобразования складьгаается из погрешности преобразования в сумматоре и погрешности квантования. Погрешность преобразования можно фактически свести к нулю увеличением числа.m циклов преобразования. Погрешность квантования путем рименения триггера 10 в предлага

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ В КОД, содержащее блок формирования временного интервала, элемент совпадения, формирователь тактовых импульсов, последовательно соединенные счетчик импульсов, блок элементов И, накапливающий сз мматор и регистр сдвига, причем вход блока формирования временного интервала подключен к шине импульсов преобразуемой частоты, а выход блока формирования временного интервала соединен с управляющим входом элемента совпаде.ния и управляющим входом формирователя тактовых импульсов, первьй. выход которого соединен с первым тактовым входом накапливающего сумматора, втцрой вход которого подключен к шине подачи кода No, второй вьгход формирователя тактовьк импульсов соединен с вторым тактовым входом накапливаклцего сумматора и тактовым входом регистра сдвига, информацион чый вход которого соединен с выходом накапливающего сумматора и управлякяцим входом блока элемен-. тов И, а вход элемента совпадения подключен к шине импульсов,. эталонной .частоты и к входу фбрмирователя тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены инвертор, дополнительный элемент совпадения и RS-триггер, S-вход которого подключен к выходу основного элемента совпадения, а R-вход подключен к выходу дополни(Л тельного элемента совпадения, управляющий вход которого соединен с выходом блока формирования временного интервала, информационный вход дополнителного элемента совпадения соединен с выходом инвертора, вход которого подключен к шине эталонной 00 частоты, единичный выход RS-триггеto ра подключен к счетному входу счета чика импульсов, и к входу младшего разряда блока элементов И, а шина сигнала Пуск соединена с вторьм О) входом блока формирования временного интервала, установочным входом RS- триггера и установочным входом счетчика импульсов.

0USJ

1код/х

фиг. 2