Преобразователь частоты в код Советский патент 1990 года по МПК G01R23/02 

Фиг.1

Изобретение относится к измерительной технике и может найти примене

ние в автоматизированных системах

сбора информации о состоянии парамет- р)в электротехнических объектов.

Целью изобретения является повышение надежности функционирования устройства за счет исключения сбоев в работе.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - диаграммы его работы.

Преобразователь частоты в код со- доржит генератор 1 образцовой часто- ты, управляемый делитель 2 частоты, усилитель-формирователь 3, ключ kt первый и второй формирователи 5 и 6 коротких импульсов, первый и второй одновибраторы 7 и 8, первый и второй элементы ИЛИ 9 и 10, счетный триггер II и реверсивный счетчик 12.

Генератор 1 образцовой частоты своим выходом соединен через управляемый делитель 2 частоты, первый

одновибратор 7 и первый формирователь 6 импульсов с вычитающим входом реверсивного счетчика 12. Входом преобразователя является вход усилителя- формирователя 3, выход которого сое- динен через ключ 4, второй элемент ИЛИ 10 с суммирующим входом реверсивного счетчика 12„ Второй вход элемента ИЛИ 10 через формирователь 5 импульсов соединен с выходом тригге- pja И, счетный вход которого соединен ct выходом усилителя-формирователя 3 вход сброса и второй вход ключа - выходом первого элемента ИЛИ 9 в|торой и первый выходы которого соединены соответственно с выходами од- новибраторов 7 и 8, а вход одновибра- topa 8 соединен с выходом одновибра- topa 7. Шина управления делителя 2 частоты соединена с выходной шиной реверсивного счетчика 12„

Преобразователь частоты в код работает следующим образом

Сигнал измеряемой частоты в усилителе-формирователе 3 превращается в Последовательность коротких импульсов (диаграмма U3) с частотой fx и поступает через ключ kt второй элемент ИЛИ 10 на суммирующий вход счетчика 12. Одновременно на вычитающий &ход счетчика 12 от генератора образцовой частоты через делитель 2 частоты, одновибратор 7 и формирователь 6 поступают импульсы с частотой

f Mo,(D

где kg &6(t)/2n - коэффициент деления делителя 2 частоты,

который зависит от состояния реверсивного счетчика ) благодаря наличию обратной связи с выхода счетчика на входную шину делителя 2 частоты;f0 - частоты генератора

образцовой частоты;

п - разрядность реверсивного счетчика 12 и шины управления делителя 2 частоты.

Изменение состояния счетчика 12 определяется разностью импульсов в единицу времени, поступающих на его суммирующий и вычитающий входы. Пользуясь непрерывной моделью работы счетчика 12, верной при , где у промежуточная частота делителя, имеем

MU Ј f f LMf m dtrx rz rx 2W °

или

de4(t) f0 ( . dt 2( }

/a

Обозначив $ f0/2 , получим нение A ,,..

-f,,

решение которого записывается в дующем виде

) « (А,- Г

+ f

V

со

где oio - состояние счетчика в момент

времени t 0. При истечении промежутка времени

С...5)у, (5) на выходе реверсивного счетчика формируется установившееся значение, при этом первым членом в уравнении (4) можно пренебречь, тогда окончательно получим

ai(t) % 2П|«-.(6)

(Г - t0

Таким образом, состояние реверсивного счетчика x{(t) пропорционально измеряемой частоте. Удобнее всего выбрать величину Ј0 равной 2П Гц. Тогда у 1 с, и код yi(t) представляет собой измеряемую частоту.

В процессе работы устройства не исключена возможность одновременного прихода импульсов на входы реверсивного счетчика, или моменты прихода

51

импульсов на входы счетчика незначительно сдвинуты относительно друг друга, что может привести к нарушени работы реверсивного счетчика. Чтобы этого не произошло, устройство снабжено двумя одновибраторами 7 вторым формирователем коротких импульсов 6, двумя элементами ИЛИ 9 и 10 и счетны триггером 11. Величина длительности импульсов, формируемых одновибраторами, определяется разрешающей способностью реверсивного счетчика (минимальным временным интервалом между двумя сигналами). Как видно из диа- граммы Ц на выходе первого элемента ИЛИ 9 формируются запретные зоны, в середине которых находятся импульс формирователя 6 (диаграмма U6). Это исключает попадание импульсов, при- ходящихся на запретные зоны, с выхода усилителя-формирователя 3 на суммирующий вход счетчика 12, так как высоким потенциалом с выхода первого элемента ИЛИ 9 ключ Ц запирается, и импульсы с выхода усилителя-формирователя 3 через счетный триггер 11, формирователь 5 импульсов и второй элемент ИЛИ 10 поступают на суммирующий вход счетчика 12 с задержкой, величина которой определяется разрешающей способностью счетчика 12 (диаграмма U5 и U46 ).

Установившееся значение кода частоты может подаваться в ЭВМ автома- тизированной информационной системы.

Таким образом, на выходной шине реверсивного счетчика постоянно формируется код, который представляет собой усредненное значение частоты исследуемого сигнала, и имеется воз136

можность получения отсчетов частоты в любой произвольный момент времени. Формула изобретения

Преобразователь частоты в код, содержащий реверсивный счетчик, ге- нератоо образцовой частоты, ключ, первый элемент ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности функционирования уст,- ройства за счет исключения сбоев в его работе, в него введены управляемый делитель частоты, усилитель-формирователь, первый и второй формирователи коротких импульсов, первый и второй одновибраторы, второй элемент ИЛИ и счетный триггер, выход которого через второй формирователь коротких импульсов соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом ключа, а выход - с суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого через первый формирователь коротких импульсов соединен с выходом первого одновибратора, входом второго одновибратора и вторым входом первого элемента ИЛИ, а выходная шина, являющаяся выходом устройства,- с шиной управления управляемого делителя частоты, вход которого соединен с выходом генератора образцовой частоты, а выход - с входом первого одновибратора, выход второго одно- вибратора соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом ключа и входом сброса счетного триггера, тактовый вход которого соединен с входом ключа и выходом усилителя-формирователя, вход которого является входом устройства.

t

Изобретение может быть использовано в автоматизированных системах сбора информации о состоянии параметров электротехнических объектов. Цель изобретения - повышение надежности функционированя устройства за счет исключения сбоев в его работе. Устройство содержит генератор 1, образцовой частоты, ключ 4, первый элемент ИЛИ 9, реверсивный счетчик 12. В устройство введены управляемый делитель 2 частоты , усилитель-формирователь 3, первый 5 и второй 6 формирователи коротких импульсов, первый 7 и второй 8 одновибраторы, второй элемент ИЛИ 10 и счетный триггер 11, что позволило повысить надежность устройства в работе за счет исключения сбоев при совпадении импульсов сформированных из входной и образцовой последовательностей. 2 ил.

Фие.1