Прямоотсчетный преобразователь частоты в код Советский патент 1986 года по МПК H03M1/60 G01R23/00 

i .

Изобретение относится к автоматике измерительной технике и может t lbiTb использовано в системах управления промьшшенными роботами и станками с ЧПУ.

Цель изобретения - увеличение динамического диапазона преобразуемых частот.

На чертеже изображена структурная схема прямоотсчетного преобразовате- ля частоты J3 код.

Преобразователь содержит генератор 1 опорной частоты, делитель 2 частоты двоичный счетчик 3 импульсов, регистр А, источник 5 входного сигнала, вы- ходы 6 устройства, ячейки 7-1 - 7-п, каждая из которых содержит триггер 8 и переключатель 9. Источник 5 входного сигнала является формирователем импульсов, необходимых для преобразо- ваимя входного сигнала произвольной формы в импульсы положительной полярности- заданной длительности и согласованные, по амплитуде с уровнями ТТЛ-логики. Счетчик 3 импульсов, име- юиц П m разрядов, .может быть счетчиком сложения или счетчиком вычитания им пульсов, приходящих на его информационный вход.

Принцип преобразования оспован на кусочно-линейной аппроксимации гиперболической зависимости между частотой и периодом входного сигнала.Во время измерения двоичный счетчик 3 имтульсов заполняется импульсами с изменяющейся частотой. Изменение частоты (уменьшение в два раза) происходит в узлах аппроксимации, кото- рые устанавливаются по состоянию двоичного счетчика 3 импульсов. При этом с .каждым изменением частоты в процессе преобразования разрядность счет- чика 3 увеличивается, чтобы каждьй участок аппроксимации измерялся одинаковым числом разрядов преобразования..

Преобразователь работает следующим образом.

По переднему фронту импульсного сигнала с источника 5 входного сигнала состояние счетчика 3 импульсов и триггеров 8 ячеек 7-1 - 7-п, характеризующих код предыдуще.го преобразования частоты, переписывается в (га+п) разрядный регистр 4. Дпя определенности примем, что счетчик 3 им- пульсов работает на вычитание.Тогда по заднему фронту импульса с выхода источника 5 входного сигнала счетчик

0 5

0

5

0

5

0

6122

3 импульсов и триггеры 8 ячеек 7-1 - устанавливаются в единичное состояние, а делитель 2 частоты устанавливается в нулевое состояние. В предлагаемом преобразователе возможен режим работы счетчика 3 импульсов на сложение, тогда в исходном состоянии он устанавливается в ноль и выходными шинами являются его инверсные выходы. В этом случае исходное состояние триггеров 8 ячеек 7-1 - 7-п также будет нулевое, а на дополнитель- ные входы регистра 4 следует подавать

их инверсные выходы.

I .

Преобразование начинается после окончания выходного импульса с источника 5 входного сигнала. Счетчик 3 импульсов заполняется импульс-ами максимальной частоты f , вьграбатывае- мыми делителем 2 частоты через переключатель 9 ячеек- 7-1 до тех пор, пока старщий разряд счетчика 3 импульсов не перейдет в нулевое состояние (остальные разряды сЧетчика 3 импульсов при этом перейдут в единичное состояние). Нулевое состояние старшего разряда счетчика 3 импульсов открывает переключатель 9 ячейки J7-1 и разрешает работу триггера 8 ячейки 7-1. Б результате на вход счетчикасЗ импульсов поступают импульсы частотой f /4. Как только следующий за старшим разряд счетчика 3 импульсов установится в нулевое состояние, откроется переключатель 9 ячейки 7-2, а триггер 8 ячейки 7-2 Получит разрешение на работу. В результате на вход счетчика 3 импуль сов поступают импульсы с частотой д /16. ДанНьш процесс продолжается до поступления импульса с выхода источника 5 входного сигнала. Каждый последующий участок аппроксимации длительнее предыдущего в два раза, а содержимое счетчика 3 импульсов и

триггеров 8 ячеек 7-1 - 7-п в узлах аппр.оксимации также отличается в два раза, поэтому в узлах обеспечивается точное гиперболическое соответствие, а узлами - его

линейное приближение.

Выходной код N на выходах 6 соответствует формуле

N

(1)

где f - измеряемая частота.

Из С т) определяют значение f

f - f

-2 °

(2)

Вьфажение (1) справедливо также для случая, когда счетчик 3 импульсов, работающий на вычитание, устанавливается в единичное исходное состояние. Поскольку этот код соответствует максимальной измеряемой

частоте f.

Oi f „

то запуск счет МЛИ.с- о

чика 3 импульсов необходимо задержать на время Т„„„ / . что реализуется выбором соответствующей длительности выходного импульса с источника 5 входного сигнала.

Формула изоб ретения

Прямоотсчетный преобразователь частоты в код, содержащий источник входного сигнала, делитель частоты, счетчик импульсов и генератор опорной частоты, выход которого соединен со входом делителя частоты, выхо источника входного сигнала подключен к управляющему входу счетчика импульсов, о тлич ающий с я тем, что, с целью увеличения динамиРедактор А. Ревин Заказ 2660/57

Составитель О. Тюрина

Техред И.Попович Корректор Л. Пилипенко

Тираж 816Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

ческого диапазона преобразуемых частот, в него введены регистр и пячеек памяти, каждая из которых содержит переключатель и триггер, выход которого подключен к первому входу переключателя своей ячейки памяти, первый вход триггера каждой ячейки памяти, кроме последней, соединен с выходом переключателя предьщущей ячейки памяти, выход переключателя первой ячейки памяти подключен к входу счетчика импульсов, выходы которого соединены с первыми входами регистра, выходы которого являются вькодами устройства, вторые входы регистра подключены к выходам триггеров ячеек памяти, - вторые входы триггера и переключателя каждой ячейки памяти объединены и соединены с одноименньп ш выходами счетчика импульсов, выход источника входного сигнала подключен к управляющим входам регистра и делителя частоты, вь1ходы которого, кроме последнего, соединены с третьими входами переключателей соответствующих ячеек, последний выход делителя частоты подключен к входу триггера последней ячейки па-. мяти.

Изобретение относится к области автоматики и измерительной техники, может быть использовано в системах п--t управления промьшшенными роботами и станками с ЧПУ. Изобретение позволяет расширить динамический диапазон преобразуемых частот, В преобразователь входят генератор 1 опорной частоты, делитель 2 частоты, счетчик 3 импульсов, регистр 4, источник 5. ВХОДН9ГО сигнала, выходы 6 устройст- ва,ячейки 7-1 -7-п, каждая из которых содержит триггер 8 и переключатель 9. Принцип преобразования основан кусочно-линейной аппроксимации гиперболической зависимости между частотой и периодом входного сигнала. 1 ил. t t V oo Ot) to