Преобразователь частота-код Советский патент 1985 года по МПК H03M5/00 

Изобретение относится к автоматик и может быть использовано для преобразования выходного сигнала частотно го датчика.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения контроля параметров входного сигнала и контроля правильности функционирования устройства.

На чертеже представленаблок-схема преобразователя частота-код.

Устройство содержит первый формирователь 1 импульсов, триггер- 2, ключ 3 управлякндий триггер 4, генератор 5 импульсов, счетчик 6 импульсов, второй формирователь 7 импульсов, дополнительный счетчик 8, первый элемент ИЛИ 9, первьй управляющий триггер -10, второй элемент ИЛИ 11, второй управляющий триггер 12, триггер 13 отказа, триггер 14 переполнения, третий формирователь 15 импульсов, вход которого является входом 16 преобразователя частотакод , выходы 17.

Первый выход триггера 2 соединен с первым входом ключа 3, второй вход которого соединен с первым выходом генератора 5, второй выход которого соединен со счетным входом третьего управляющего триггера4, управляющий вход которого соединен с вторым выходом триггера 2, выход триггера 4 соединен ,с входом формирователя 1, счетным входом триггера 13 и с шиной 17..Выход,ключа 3 связан со счетными входами счетчика 8 и счетчика 6, выход которого соединен с управляющим входом триггера 14-и входом формирователя 7, первый установочньй вход счетчика соединен с выходом элемента 9, а второй установочный вход объединен с первыми входами элементов 9 и 11, счетными входами триггеров 2 и 10 и соединен с выходом формирователя 1. Выход формирователя 7 соединен с вторым входом элемента 9 и управляннцим входом триггера 10, первый выход которого связан с вторым входом элемента 11, а второй - со счетным входом триггера 14. Выход элемента 11 соединен с управляющими входами счетчика 8 и триггера 12, выход которого соединён с управлякицим входом триггера 13, а счетный вход - с выходом счетчика 8i Выход формирователя 15, вход которого является

38212

входом 16 преобразователя, соединен с управляющим входом триггера 2, а выходы счетчика 6, триггеров 13 и 14 соединены с выходами 17.

5 Преобразователь частота-код работает следующим образом.

При включении напряжения питания преобразователь устанавливается в исходное состояние. Сигнал на входе

10 16 в виде переменного напряжения преобразуется в короткие импульсы при помощи формирователя 15 импульсов. .

Импульс с формирователя 15 устанавливает триггер 2 в состояние О, чем запрещает прохождение импульсов эталонной частоты от генератора 5 через ключ 3 на счетньй вход счетчика 6 и заканчивает преобразование

20 предьщущего периода измерения. Код, зафиксированный в счетчике 6, является результатом измерения предыдущего периода и поступает на выход 17. Со второго выхода триггера 2 поступает сигнал на управляющий вход триггера 4, разрешающий его функционирование под действием импульсов генератора 5. Триггер 4 с поступлением первого импульса на его счетный

30 вход переходит из состояния Q в состояние Q. При этом сигнал, например, в виде логической 1 поступает на выход 17. По переднему фронту данного импульса изменяется состояние

c триггера 13 (тЬлько при наличии, на его входе разрешающего сигнала с триггера 12, которьй появляется при отказе счетчика 6). При наличии сигнала в виде логической 1 с тригге0 Р.З выходы 17 передается содержимое счетчика 6...

Второй импульс генератора 5, после прекращения функционирования счетчика 6, переводит триггер 4 из

5 состояния Q в состояние Q, при этом по заднему фронту сигнала с выхода Q формирователь 1 формирует импульс, устанавливающий счетчик 6 непосредственно и через элемент ИЛИ 9 в со- стояние 1, триггеры 10 и 12 и счетчик 8 - в исходное состояние, а триггер 2 - в состояние 1, начиная новое преобразование. При этом сигналом с триггера 2 запрещается

- функционирование триггера 4 под действием импульсов генератора 5.

После установки триггера 2 в состояние 1 импульсы генератора 5

через ключ 3 поступают на счетчик 6 и дополнительный счетчик 8. Под действием первого импульса на выходе счетчика 6 получаем изменение сигнала, например с логической 1 на логический О, которое воздействует на триггер 14 и формирователь7. Триггер 14 не изменяет своего состояния из-за наличия на втором его входе запрещающего сигнала с триг гера 10, а формирователь 7 формирует импульс, который переводит триггер 10 из состояния 1 в состояние О. Причем после перехода триггера 10 из состояния 1 в состояние О он становится на самоблокировку и не реагирует на импульсы, поступающие с формирователя 7. При этом с триггера 10 на второй вход триггера 14 поступает сигнал, разрешаищий его функционирование при повторном поступлении сигнала переполнения счетчика 6 в процессе преобразования периода входной частоты. С триггера 10 через элемент ИЛИ 11 на установочные входы триггера 12 и малоразрядного счетчика 8 поступает сигнал, устанавливающий триггер 12 в исходное состояние и запрещающий фу,нкционирование малоразрядного счетчика 8. С выхода триггера 12 на управляющий вход триггера 13 поступает сигнал, запрещающий переход в состояние формирования сигнала отказа под действием импульсов, поступающих с триггера 4. Наличие запрещающего сигнала на управляющем входе триггера 13 с выхода триггера 12 свидетельствует о правильном функционировании счетчика 6. После перехода счетчика 6 из состояния t в состояние О он начинает накапливать импульсы стабильной частоты, поступающие с ключа З.Еслр количество импульсов, поступивших за измеряемый период, меньше емкости счетчика6, то переполнения не происходит, а в ием фиксируется код, пропорциональный периоду входной частоты. Если количество поступающих импульсов за период большеемкостисчетчика 6, то на выходе снова появляется импульс переполнения, который воздействуя на триггер 14, переводит его из состояния 0| в состояние 1 (на втором его входе присутствует разрешающий сигнал). С выхода тригге ра 14 вместе с зарегистрированным в

счетчике 6 кодом на выходы Т7 поступает сигнал, свидетельствующий о зарегистрированном коде, не соответствующем измеренному периоду входной частоты. Искаженный результат измерения исключается из обработки.

Появление сигнала на выходе триггера 14 свидетельствует о том, что период входного сигнала вышел за допустимое значение, оговоренное для данного преобразователя. Триггер 10 под действием второго импульса с формирователя 7, в результате второго переполнения счетчика 6, не изменяет своего состояния, так как после первого импульса становится на самоблокировку. После преобразования .п-го периода входной частоты цикл выполнения операции управления и установки преобразователя в исходное положение для измерения следующего п+1 периода входной частоты повторяется. Если в n+1-M цикле преобразования периода входной частоты под действием первого импульса, поступающего с ключа 3, счетчик 6 не изменяет своего состояния, т.е. не переходит из состояния 1 в состояние О, следовательно, на выходе счетчика 6 импульс, свидетельствующий об изменении состояния счетчика 6 с 1 на О, не появляется. Тогда триггер 10 не изменяет своего состояния, и . с его выхода через элемент ИЛИ 11 поступает сигнал, разрешаюпщй дальнейшее функционирование малоразрядного счетчика 8 и триггера. 12 при переполнении счетчика 8. Емкость счетчика 8 выбирается такой, что его переполнение происходит позже прихогда запрещающего функционирование сигнала с триггера 10. При переполнении счетчика 8 на счетный вход триггера 12 поступает сигнал, устанавливающий его в состояние 1. Причем при переходе из состояния О в состояние 1 триггер 12 становится на самоблокировку и не функционирует под действием следующего сигнала переполнения, поступающего с малоразрядного счетчика 8. С триггера 12 на управляющий вход триггера 13 поступает сигнал, разрешакнций его функционирование под действием сигнала с триггера 4. Так как на выходе счетчика 6 не появляется сигнал его обнуления, то в счетчике б фиксируется число, не соответствующее фактическому значению периода входной частоты. При появлении сигнала с выхода триггера А триггер 13 переходит из состояния 1 в состояние О, так как на управляющем входе присутствует сигнал, разрешающий его функционирование. Переход триггера 13 из состояния 1 в состояние О свидетельствует 11938 5 О 21 о том, что в счетчике 6 происходит отказ. С выхода триггера 13 сигнал, например, в ввде логического О поступает в устройство обработкч и исключает обработку зафиксированного в счетчике 6 кода. Таким образом, искаженный результат, зарегистрированньй в счетчике 6, исключается из обработки при наличии хотя бы одного запрещающего сигнала с выходов триггеров 13 и 14.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТАКОД, содержащий твиггер, первый выход которого соединен с первым входом ключа, генератор импульсов, первый выход которого соединен с вторым входом ключа, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым установочным входом счетчика импульсов, а первый вход объединен с первым входом второго элемента ИЛИ, отличающийся темэ что, с целью . расширения функциональных возможностей путем обеспечения контроля, в него введены первый, второй и третий формирователи импульсов, дополнительный счетчик, триггер отказа, триггер переполнения, первый, вторрй и третий управляющие триггеры, причем управляющий вход третьего управляющего триггера соединен с вторым выходом триггера, счетный вход - с другим выходом генератора импульсов. а выход - со счетным входом триггера отказа и входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен со счетным входом триггера, вторым установочным входом счетчика импульсов, первым входом первого элемента ИЛИ и управляюпрлм входом первого управляющего триггера, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, а второй выход - с управляющим входом триггера переполнения, счетный вход которого соединен с выходом переполнения счетчика импульсов и объединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и со счетным входом первого управляющего триггера, выход второго элемента ИЛИ соединен с управляющими входами дополнительного счетчика и второго управляющего триггера, счетный вход которого соединен с выходом дополнительного счетчика, а выход - с управляющим входом триггера отказа, выход ключа соединен со , счетным входом дополнительного tC счетчика, управляюпщй вход тр.иггера соединен с выходом третьего формирователя импульсов, вход которого является входом преобрааователя, выходы счетчика импульсов, триггера отказа, триггера переполнения и третьего управляющего триггера являются . выходами преобразователя.