Функциональный преобразователь широтно-импульсных сигналов Советский патент 1986 года по МПК G06F17/10 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти приме нение при выполнении операций функционального преобразования относительной длительности широтно- импульсных (ШИМ) сигналов в частоту импульсной последовательности.

Цель изобретения - повьшшние точности функционального преобразования сигналов за счет снижения методической погрешности аппроксимации.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Функциональный преобразователь ши- ротно-импульсных сигналов содержит первый 1, второй 2 и третий 3 преобразователи код - частота, первый 4 и второй 5 блоки вычитания, первьй 6 и второй 7 реверсивные счетчики, первый 8 и второй 9 элементы ИЛИ, первый 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 элементы И, элемент НЕ 14, шину 15 кода масштаба, входы 16 -20 первой, второй, третьей, четвертой и пятой опорных частот, вход 21 устройства и выход 22 устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходный момент времени счетчи- ки 6 и 7 обнулены. На шину 15 подается код N масштаба, на вход 21 - ши- ротно-импульсный сигнал с относительной длительностью Q , на входы 16-20 импульсные последовательности опорных частот f(o,)- f(o3j соответственно.

Преобразователи 1 - 3 код - частота выполнены в виде двоичных умножителей частоты с динамическим частотным выходом и осуществляют линейное преобразование кода в частоту, т.е. вырабатьшают импульсные последовательности с частотами, сходные значения которых пропорциональны соответствующим управляющим входам.

Импульсная последовательность с частотой в течение времени t , определяемого входным широтно-импульс ньм сигналом (О /Т (где Т - период следования ШИМ-сигнала) поступает с выхода элемента ИЛИ 8 на частотный вход преобразователя 3 код - частота. Под воздействием управляющего кода с выхода блока 5 вычитания, .с11)едставлякядего собой разность кода масштаба и кода счетчика 7, на суммирующий вход счетчика 7 поступает импульсная последовательность. В течение времени Т частота импульсной последовательности на выходе преобразователя 3 код - .частота определяется другой опорной частотой f.- поступающей на частотный вход преобразователя 3 с выхода элемента ИЛИ 8. В результате роста кода счетчика 7 управляющий код на входе преобразователя 3 уменьшается, что приводит к

уменьшению частоты импульсов, поступающих на с-уммирующий вход реверсивного счетчика 7.

Одновременно блоком 4 вычитания формируется код разности кодов счетчика 7 и счетчика 6, поступающий на вход преобразователя 2 код - частота, на частотный вход которого поступает импульсная последовательность с выхода элемента; ИЛИ 9 с опорной частотой

f в течение времени 1 и с частотой . в течение времени Т-1 . При этом с выхода преобразователя 2 код- частота на суммирующий вход счетчика 6 и вычитающий вход счетчика 7 проходят импульсы, что приводит к возрастанию кода счетчика 6 и уменьшению кода счетчика 7. Под воздействием кода счетчика 6 и опорной частоты с преобразователя 1 на вычитающий вход

счетчика 6 поступает импульсная последовательность.

Условием динамического равновесия устройства является равенство приращений кодов суммирующих и вычитающих

цепей в каждом реверсивном счетчике 6 и 7 в течение периода следования широтно-импульсных сигналов аргумента, т.е. равенство средних значений частот импульсных последовательностей, поступакйцих на суммирующие и вычитающие входы счетчиков 6 и 7. Условием динамического равновесия реверсивного счетчика 7 является

(N-N}-/ 5il4(), (1)где N , N - выходные коды счетчиков 7 и 6 соответственно.

50

Условием динамического равновесия реверсивного счетчика 6 является

(N -N )

2 t г ji J

t2

уравнения (1)

N L-foJ -foJ-f VfoJ -fos ;

Jr, , и 4 w4 W W3

(,.,fos

Подставляя это выражение в выражение (2), можно определить частоту

f

N(o.-f.,)e4jUu-fJ0-f J-fo,.

24Gfrfo,)e-f Jf,-t(f,,-i,,)0-f.Jf,4(f -f.J(i,-fj6)

где n - разрядность кода N масштаба и преобразователей 1-3 код - частота Обозначив 0 X, где®, Хб 0,1, а также ,,,,, «. ,,../,, ,,, можно получить

fz-f %, „, где RJ. (Х) - дробно-рациональная функция, ап г1роксимирукицая функцию у arctg /X .

Формула изобретения

Функциональный преобразователь широтно-импульсных сигналов, содержащий два реверсивных счетчика, три преобразователя код - частота, два блока вычитания, два элемента И и элемент НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а вход объединен с первым входом второго элемента И и соединен с входом преобразователя, выход первого преоб разователя код - частота соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика, частотный вход - с входом первой опорной частоты, а кодовый вход объединен с вычитающим входом первого блока вычитания и сое динен с выходом первого реверсивного счетчика, выход первого блока вычита ния соединен с кодовым входом второго преобразователя код - частота, а суммирунмций вход - с выходом второго реверсивного счетчика, суммирующий вход второго блока вычитания соеди

выходной импульсной последовательности

СЗ)

10

15

20

25

30

35

40

нен с шиной кода масштаба, а выход третьего преобразователя код - частота соединен с суммирующим входом второго реверсивного счетчика, о т- личающийся тем, что, с.целью повьш1ения точности функционально-, го преобразования сигналов, в него введены два элемента ИЛИ, третий и четвертый элементы И, первый вход третьего элемента И соединен с выходом элемента НЕ, первый вход четвертого элемента И соединен с входом преобразователя, вторые входы третьего, четвертого, второг о и первого элементов И соединены с входами второй, третьей, четвертой и пятой опорных частот соответственно, первый и второй входы первого элемента ИЛИ соединены с выходами третьего и четвертого элементов И соответственно, а выход - с частотным входом третьего преобразователя код - частота, кодовый вход которого соединен с выходом второго блока вычитания, вычитаю- рий вход которого соединен с выходом второго реверсивного счетчика, вычитающий вход которого объединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика и соединен с выходом второго преобразователя код - частота, частотный вход которого соединение выходом второго элемента ИЛИ, пер- вый и второй входы которого соединены с выходами первого и второго элементов И соответственно, выход первого преобразователя код - частота является выходом преобразователя.

15

с

4

н

-/

-;

21 в-1

Изобретение относится к автома-- тике и вычислительной технике и может найти применение при выполнении опег раций функционального преобразования относительной длительности широтно- импульсных сигналов в частоту импульсной последовательности. Целью изобретения является повышение точности функционального преобразования сигналов за счет снижения методической погрешности аппроксимации. Преобразователь содержит три преобразователя код - частота, два блока вычитания, два реверсивных счетчика, два элемента ИЛИ, четыре элемента И, элемент НЕ, шину кода масштаба, пять уходов опорных частот. 1 ил. i сл с ю rs3 Oi 4u 00 СО

-ь

-I

22

Редактор О. Бугир

Составитель Б. Ходов

Техред Л.Олейник Корректор О. Луговая

Заказ 2136/50 , Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Л{-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпритие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4