Число-импульсное линеаризирующее устройство с масштабированием Советский патент 1985 года по МПК G06F17/17 

I 1

Изобретение относится к электронзмерениям и может найти применение при создании многоканальных информационно-измерительных систем, предназначенных для измерения электрических и неэлектрических величин с использованием нелинейных частотных да тчйк6в.

J Цель изобретения - повышение быст ро цействия .устройства.

На фиг. 1 изображена структурная cxeVa устройства; на фиг. 2 - вариант реализации импульсно-потенциального умножителя.

Устройство (фиг. 1) содержит управляемый делитель 1 частоты, импульсно-потенциальный множитель 2, состоящий из делителя 3 частоты и логического элемента И-ИЛИ 4, блок 5 памяти, переключатель 6 каналов, счетчик 7 адреса, генератор 8 опор- . ных импульсов, регистр 9, формирователь 10 импульса и элемент ЮТИ 11, причем информационный вход управляемого делителя 1 является входом устройства, выход делителя 1 соединен с информационным входом делителя 3, выход которого соединен с первым входом элемента 11, второй вход которого соединен с выходом генератора 8 опорных импульсов и с установочными входами управляемого делителя , счетчика 7 адреса и делителя 3, а выход - с управляющим входом регистра 9 памяти и входом запуска формирователя 10 импульса, выход которого соединен с информационным входом счетчика 7 адреса, входы блока 5 памяти соединены с выходами счетчика 7 адреса, с управляющими входами делителя 1 и с выходами переключателя 6, входы которого являются входами ручной и автоматической установок номера канала, информационные входы регистра 9 памяти соединены с выходами блока 5 памяти, а выходы - с вторыи входами элемента И-ИЛИ 4, первые ходы которого соединены с выходаи делителя 3, а выход элемента И-ИЛИ 4 является выходом устройства.

Изменение коэффициента аппроксиации в момент окончания какогоибо участка аппроксимации осущестляется быстрой перезаписью храняегося н блоке 5 памяти кода в регистр 9. Скорость вьтолнения этой onepaiTMH не зависит от быстродейст47

ВИЯ блока 5 памяти (ПЗУ), а определяется быстродействием регистра 9, которое равняется быстродействию остальных узлов устройства. При этом обеспечивается хранение в блоке 5 памяти кода, соответствующего очередному (т.е. превьщ ающему данный на единицу) номеру участка аппроксимации. Устройство является однотактным. Полный цикл его работысостоит из суммы двух временных интервалов (формируемых на выходе генератора времени t„у начальной установки основных узлов устройства и

времени tp. преобразования.

По заранее известным характеристикам датчиков и заданной погрещности преобразования осуществляется расчет устройства линеаризации. Он сводится

к определению числа участков аппроксимации и соответствующих каждому i-му участку 1 оэффициентов К аппроксимации. Коэффициенты К аппроксимации определяются, в свою очередь, номером датчика (канала), следовательно, масщтабным коэффициентом Кд, задаваемым управляемому делителю 1 частоты, и коэффициентом .; умножения умножителя 2, соответствующим

данному i-му участку аппроксимации. Значения коэффициентов К хранятся в блоке 5 памяти.

При этом производится разбиение рабочего диапазона (например, числа

tnp) на равные по числу им-, пульсов входной частоты f участки аппроксимации. Таким образом, длину участка аппроксимации задают последовательно соединенные управляемый делитель. 1 частоты и делитель 3 частоты.

Устройство работает следующим образом.

В начале оче редного цикла преобразования на выходе блока 8 опорных временных интервалов формируется сигнал логической единицы, и в течение времени производится начальная установка управляемого делителя 1,

делителя 3 и счетчика 7 в состояния, необходимые для подготовки устройства к работе. Например, все перечисленные узлы устанавливаются в нулевое состояние, а нулевое состояние

счетчика 7 соответствует первому участку аппроксимации. Причем длительность подачи логической единицы (tj,u ) на выход генератора 8 определяет паузу между соседними временными интервалами t преобразования нелинеаризованной частоты f в числ хА линейно связанное с преобразуемой величиной X. Минимальное значение длительности определяется быстродействием блока 5 памяти, т.е. зависит от времени t выборки конкретного типа используемой интегралной микросхемы ПЗУ. Это обусловлено тем что за время t на выходах блока 5 должен установиться код, соответствующий первому участку аппроксимации.

В момент формирования перепада 1/0 на вькоде генератора 8 (т.е. в момент окончания времени t начальной установки) этим же перепадом 1/0 на выходе элемента ИЛИ II производится перепись кода, соответствующего первому участку аппроксимации, с выходов блока 5 в регистр 9, а также осуществляется запуск формирователя 10. На выходе формирователя 10 формируется положительный импульс, длительность которого может определяться лишь быстродействием счетчика 7 адреса. Перепад 1/0 этого импульса переводит счетчик 7 в следующее ( в данном случае соответствующее второму участку аппроксимации состояние.

Перепад I/O, формируемый на выходе гене.ратора 8, является одновременно началом формирования интервала tnp в течение которого импульсы входной нелинеаризованной и немасштабированной частоты f преобразуются в импульсную последовательность f., на выходе элемента И-11ПИ 4. Точнее число Мц. е„. преобразуется в число М,д,линейно связан-Ное с преобразуемой величиной X.

Перепад 1/0 на выходе делителя 3 сигнализирует об окончании очередного участка аппроксимации. С моментом появления этого перепада на выходе элемента ИЛИ вначале

5производится запись в регистр 9 кода, соответствующего коэффициенту аппроксимации очередного i-ro участка. Затем перепадом I/O с выхода формирователя 10 счетчик 7

0 переключается в состояние, на единицу превышающее номер данного участка аппроксимации, т.е. в состояние (i+l)-ro участка.

Таким образом, быстродействие

5 блока 5 памяти может быть в Nn разниже быстродействия остальной элементной базы, используемой для построения линеаризующего устройства. При этом число ,-Кдел-

коэффициент деления последовательно соединенных делителей 1 и 3, т.е. длина участка аппроксимации, выраженная в числе импульсов входной частоты f., .

ЧИСЛО-ИМПУЛЬСНОЕ ЛИНЕАРИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С МАСШТАБИРОВАНИЕМ, содержащее управляемый делитель частоты, импульсно-потенциальный умножитель, блок памяти, счетчик адреса и генератор опорных импульсов, причем информационный вход устройства соединен с тактовым входом управляемого делителя частоты, первый выход которого соединен с информационным импульсным входом импульсно-потенциального умножителя, выход которого соединен с выходом устройства, выход генератора опорных импульсов подключен к установочным входам управляемого делителя частоты, импульсно-потенциального умножителя и счетчика адреса, выходы которого соединены с входами младших разрядов адреса блока памяти, входы старших разрядов адреса которого подключены к входам масштабного коэффициента устройства, которые соединены с входами задания коэффициента деления управляемого делителя частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия уст ройства, оно содержит регистр, формирователь импульса и элемент ИЛИ, причем выходы блока памяти соединены с информационными входами регистра, СП выходы которого подключены к потенциальным информационньп входам импульсно-потенциального умножителя, второй выход управляемого делителя частоты соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом синхронизации регистра и входом формирователя импульса, выход которого соединен со счетным входом счетчика адреса, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом генератора опорных импульсов.

вы Мхл.

npifc

.-1

тт

л втонот Ручная установка

канала

Фиг.2.