Устройство для преобразования времяимпульсного сигнала в код Советский патент 1987 года по МПК H03M5/10 

1311032

во содержит суммирующий счетчик I, импульсные преобразователи , эле- вычитатель 2, перемножители 3,6,8, мент И 13 и реверсивные счетчики 14- суМматор 4, коммутаторы 5, 7, кодо- 16. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может применяться в телеметрических информационно-измерительных системах и в вычислительных комплексах.

Целью изобретения является повышение точности времяимпульсного преобразователя.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит первый суммирующий счетчик 1, вычитатель 2, первый перемножитель 3, сумматор 4, первый коммутатор 5, второй перемножитель 6, второй коммутатор 7, третий перемножитель 8, первый - четвертый кодоимпульсные преобразователи 9-12, элемент. И 13, второй - четвертый реверсивные счетчики 14-16.

Устройство работает следующим образом.

На вход счетчика 1 поступает опорная импульсная последовательность с частотой fg, на информационный вход устройства - широтно-импульсный сиг- нал с относительной длительностью S , на кодовые входы поступают двоичные коды N, N, , N, N, N, N5. Пусть в начальный момент времени счетчики 1, 14, 15, 16 обнулены. Преобразователи 9-12 совместно со счетчиком 1 реализуют линейное преобразование кода

в частоту:

f - ° .W ЛБ 2 Ь

где f (g - среднее значение частоты на

выходе преобразователя; Njg- входной управляющий код преобразователя;п - разрядность счетчика 1 и

кода .

Вьтчитатель 2 и перемножитель 3 формируют управляющий код для преобразователя 9 в соответствии с выражением

(N - N)N, ,

где Nj - значение кода счетчика 14. При этом с перемножителя 3, как и с

остальных перемножителей, снимается старшая половина разрядов. На выход элемента И 13 и на суммирующий вход счетчика 14 поступает последователь- ность импульсов со средней за период поступления 111ИМ-сигналом частотой:

fo(N - Nft)N, е/2 На выход коммутатора 5 благодаря

управляющему ШИМ-сигналу поступает код Nj при наличии импульса ШИМ-сиг- нала и код Nj при его отсутствии.Под воздействием изменяющегося кода счетг чика 14 на выходе сумматора 4 формируется сумма кодов счетчиков 14, 15, отличная от нуля. Благодаря этому в преобразователь 10 поступает управляющий код с умножителя 6 и на выходе преобразователя 10 формируется последовательность импульсов с частотой f(), где N - значение кода счетчика 15 в течение времени наличия ШИМ-сигнала и с частотой fp(N(+ Ng)Nj/2 в его отсутствие. Таким образом, в среднем за период ШИМ-сигнала на вычитающий вход - счетчика 14 и суммирующий вход счетчика 15 поступает частота

К,)(1-9).

Аналогично на вычитающий вход счетчика 15 и суммирующий вход счетчика 16 поступает последовательность импульсов со средней частотой

1 + NjCi-e).

2

В основу построения устройства положен принцип автоматической компенсации частотно-импульсных последовательностей, реализуемый с помощью отрицательной обратной связи. В качестве схемы сравнения, вырабатывающей сигнал рассогласования в контуре обратной связи., используется реверсивный счетчик. Здесь имеются три контура отрицательной обратной связи: местные - на основе реверсивных счетчиков 14, 15 и главньм - на основе

реверсивного счетчика 16. Условием динамического равновесия схемы является равенство приращений кодов суммирующих и вычитающих цепей в каждом реверсивном счетчике в течение пери- ода широтно-импульсной модуляции, т.е. равенство средних частот им- . пульсньгх последовательностей, поступающих на суммирующие и вычитающие входы счетчиков.

Таким образом, точность функцио- нального преобразования устройства вьше точности прототипа за счет уменшения методической погрешности уст-п ройства, благодаря заданию дробных коэффициентов аппроксимирующей зависимости с помощью кодов, а не целочисленных весов суммирующих и вычитающих цепей реверсивных счетчиков, и получению дробно-рациональной функции третьего порядка (в прототипе - дробно-рациональная функция второго порядка).

Формула изобретения

Устройство для преобразования вре мяимпульсногр сигнала в код, содержащее первый счетчик, вход которого яв ляется тактовым входом преобразователя, выходы первого счетчика соеди- нены с соответствующими первыми входами первого, второго и третьего ко- доимпульсных преобразователей, выход первого кодои тульсного преобразователя соединен с первым входом элемента И, второй вход элемента И является информационным входом преобразователя, и третий счетчик, о т л и - чающееся тем, что, с целью повьшения точности устройства, в не- ,го введены вычитатель, сз матор, перемножители, коммутаторы, четвертый кодоимпульсный преобразователь и чет вертый счетчик, выходы вычитателя соединены с соответствующими первыми

Редактор М.Циткина

Составитель М,.Никуленков

Техред М.Ходанич Корректор Г.Решетник

Заказ 1903/56 Тираж 902Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий -13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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

входами первого перемножителя, выходы которого соединены с соответству- ющими вторыми входами первого кодо- импульсного преобразователя, выход элемента И соединен с суммирующим входом втарого счетчика, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами сумматора и вычитателя, выходы сумматора соединены с соответствующими первыми входами второго перемножителя, выходы которого соединены с вторыми входами второго кодоимпу,льсного преобразователя, выход которого соединен с вычитающим входом второго счетчика и суммирующим входом третьего счетчика, выходы которого соединены с соответствзгющи- ми вторыми входами сумматора и пер- вьми входами третьего перемножителя, выходы которого соединены с соотве- тствующими вторыми входами третьего кодоимпульсного преобразователя, выход которого соединен с вычитающим входом третьего счетчика и суммирующим входом четвертого счетчика,; выходы которого соединены с соответствующими первыми входами четвертого кодоимпульсного преобразователя и являются выходами преобразователя, вто- рЫЕ входы четвертого кодоимпульсного преобразователя подключены к соответствующим выходам первого счетчика, выход четвертого кодоимпульсного преобразователя соединен с вычитающим входом четвертого счетчика,управляющие входы первого и второго коммутаторов объединены и подключены к информационному входу устройства, выходы первого и второго коммутаторов подключены к вторым входам соответственно второго и третьего перемножите лей, суммирующие входы вычитателя, вторые входы первого перемножителя, первые и вторые информационные входы первого и второго коммутаторов являются соответственно первыми - шестыми кодовыми входами устройства.

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в информационно-измерительных и вычислительных системах. Целью изобретения является повышение точности устройства. Устройство работает по принципу автоматической компенсации частотно-импульсных последовательностей, реализуемой с помощью отрицательной обратной связи на основе счетчиков 14, 15, 16. Устройст