Способ преобразования частоты в напряжение Советский патент 1987 года по МПК G01R23/02 

Йзо.бретение относится к технике преобразования частоты в,напряжение.

Целью изобретения является расширение диапазона преобразования.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ преобразования частоты в напряжение; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства для осуществления способа

Устройство, реализующее предлагаемый способ преобразования частоты в напряжение, содержит преобразователь I, генератор 2 образцовой частоты, узел 3 управления, управляемый дели- тель 4 частоты, элемент 5 сов.падения регистр 6 переполнения, счетчик 7, регистры 8 и 9 памяти, управляемый делитель 10 напряжения, цифроаналого- вый преобразователь 11.

Выход преобразователя 1 соединен с входом узла 3 управления, первый выход которого соединен с входами обнуления регистра 6 переполнения и счетчика 7, второй выход - с входами записи регистров 8 и 9 памяти, а третий выход - с первым входом элемента 5 совпадения, выход генератора образцовой частоты 2 через управляемый делитель 4 частоты и элемент 5 совпа- дения соединен с счетным входом счетчика 7, выходы которого через регистр 9 памяти соединены с входами цифрового преобразователя 1i, выход которого соединен с управляющим вхо- дом управляемого делителя 10 напряжения, выход переполнения счетчика

7соединен с входом регистра 6 переполнения, разряды первого выхода которого соединены с управляющим входом делителя 4 частоты, второй выход соединен с входом установки счетчика 7, разряды третьего выхода через регистр

8памяти подключены к управляющему входу делителя 10 напряжения.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед приходом очередного входного импульса устройство установлено в начальное состояние. При этом регистр 6 переполнения установлен в начальное положение (фиг . 2 ,6 , 2., , к , л, м) , счетчик 7 обнулен (фиг .2е.,ж,ч, и) ,элемен1 5 совпадения закрыт.Выходная кодовая комбинация регистра 6 переполнения . (фиг.2 B, 2, ij, к,л ,м) устанавливает первоначальный коэффициент деления, равный единице, управляемого делителя 4

5 0

5 0 5

0

g

0

5

частоты и управляемого делителя 10 напряжения.

С приходом очередного входного импульса последний преобразуется в преобразователе 1 в прямоугольный импульс, поступающий в узел 3 управления. При этом узел 3 управления от- крьшает элемент 5 совпадения и импульсы с выхода управляемого делителя 4 частоты начинают поступать на вход счетчика 7 (фиг.2,5). Предположим, что регистры 8 и 9 памяти работают в режиме транзитной передачи сигналов. Тогда напряжения на выходе цифроана- логового преобразователя 11, управляемого кодом с выхода счетчика 7 (фиг.2е,ж,,и), и осуществляющего гиперболическое преобразование опорного напряжения, имеет вид гиперболи- ческой кривой и на линейном участке работы подчиняется зависимости ,, Uon N

и, ,

где Чдп - опорное напряжение цифро- аналогового преобразователя 11;

п - число импульсов, поступивших на вход счетчика 7 с начала преобразования; N - число возможных состояний

счетчика 7.

При этом рабочим участком преобразования участок от половинного (момент t,) до максимального (момент t) состояния счетчика 7: Участок с меньшим заполнением счетчика (to - t,) ввиду выхода цифроаналогового преобразова- теля .Низ линейного режима не используется, что достигается выбором соответствующего значения образцовой частоты, исходя из максимального значения входной частоты.

На рабочем участке преобразования (t, - tj) осуществляется линейное преобразование входных частот в диапазоне от максимального значения до значения в два раза ниже максимального. Если преобразуемая частота находится в этом диапазоне, то процесс преобразования заканчивается в интервале от t, до tj-. При этом по спаду импульса с выхода преобразователя 1 узел 3 управления закрывает элемент совпадения 5 и фиксирует содержимое счетчика 7 и регистра 6 переполнения в регистрах 8 и 9 памяти, управляющих работой цифроаналогового преобразователя 11 и управляемого делителя 10

напряжения соответственно, после чего обнуляет счетчик 7. В процессе преобразования состояние регистра 6 переполнения, а соответственно режим работы упра.вляемого делителя 4 частоты и делителя 10 напряжения не меняется и сохраняется идентичным первоначальному.

Если входная частота оказьшается ниже более чем в два раза максимальной, то в процессе преобразования (момент t) счетчик 7 переполняется и вырабатывает импульс переполнения, поступающий в регистр 6 переполнения Последний изменяет свое состояние (фиг. 2, Ь, а, Q, к,А ,м) и, воздействуя на управляемый делитель 4 частоты, увеличивает его коэффициент деления в два раза. Одновременно с этим, воз- действуя на счетчик 7, он устанавливает его в состояние, соответствующее его половинному заполнению, что соответствует установке старшего разряда счетчика в состояние логической 1, а остальных разрядов - в состояние логического О (фиг.2,e,jK,,n) . Кроме того, регистр 6 переполнения воздействует на управляемый делитель 10 напряжения, увеличивая его коэффици- ент деления также в два раза.

Б результате этого воздействия управляемый делитель 10 напряжения уменьшает выходное напряжение по отношению к выходному напряжению цифро- аналогового преобразователя 11 в два раза (фиг.2,к). Характерным является то, что цифроаналоговый преобразователь 11 не выходит из линейного режима работы (фиг.2,м). После осущест- вления указанных операций (момент времени t) последующее заполнение счетчика 7 производится импульсами, .частота которых в два раза ниже образцовой (фиг.2,S),а выходное напря- жение преобретает вид продолжающейся гиперболической кривой, осуществляя дальнейшее линейное преобразование. По окончании импульса входной частоты (момент tj), узел 3 управления закрьюает элемент 5 совпадения, фик- снрует коды состояния счетчика 7 и

регистра 6 переполнения в регистрах 8 и 9 памяти, затем обнуляет счетчик 7 и устанавливает регистр 6 переполнения в исходное состояние. На интервале времени t устройство находится в режиме ожидания начаша цикла преобразования следующего периода входной частоты. Следующий цикл преобразования (момент t) начинается с приходом очередного входного импульса на вход формирователя 1.

Расширение диапазона преобразуемых частот достигнуто за счет изменения значения заполняющей частоты с соответствующим изменением коэффициента деления выходного напряжения.

Формула изобретения

Способ преобразования часто.ты в напряжение, включающий подсчет числа импульсов заполняющей частоты за период входного сигнала и гиперболическое преобразование этого числа импульсов в напряжение, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона преобразования, заполняющую частоту получают путем последовательного деления образцовой частоты вдвое, причем при каждом делении уменьшают вдвое напряжение, получающееся при гиперболическом преобразовании, а результат преобразования частоты в напряжение определяют путем деления величины напряжения, полученной в результате гиперболического преобразования общего числа импульсов заполняющей частоты, на отношение значения образцовой частоты к последнему значению заполняющей частоты, причем значение образцовой частоты выбирают из условия

де f

fex.MoKc N F 2fe, .

6Х

МО КС

- максимальное значение входной частоты;

N - число импульсов заполняющей частоты, определяемое необходимой точностью преобразования;

F - образцовая частота.

Изобретение относится к технике преобразования частоты в напряжение. Цель изобретения - расширение диапазона преобразования - достигается за счет изменения значения заполняющей частоты с соответствующим изменением коэффициента деления выходного напряжения. Устройство, реализующее предложенный способ преобразования частоты в напряжение, содержит преобразователь 1, генератор 2 образцовой частоты, узел 3 управления, управляемый делитель 4 частоты, злемент 5 совпадения, регистр 6 переполнения, счетчик 7, регистры 8 и 9 памяти, управляемый делитель 10 напряжения роаналоговый преобразователь 11. Устройством выполняется вся последовательность операций, предусмотренных предложенным способом. 2 ил. i (Л фигЛ