Функциональный преобразователь частота-код Советский патент 1991 года по МПК H03M1/60 G01R23/00 

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть ис; пользовано в качестве средства предварительной обработки информации в информационно-измерительных системах с нелинейными датчиками, имеющими характеристику преобразования вида ,

fx ах2 + Ьх + с, (1)

где fx - частота сигнала на выходе датчика, Гц;

а-константа градуировки датчика, Гц/х2;

Ь константа градуировки датчика, Гц/х;

с f6 - начальное значение частоты на выходе датчика, Гц;

х - измеряемая физическая величина.

Для линеаризации измерительного тракта датчика с характеристикой вида (1) необходимо располагать устройством, позволяющим решить уравнение (1) относительно измеряемой величины х, т,е. требуется реализовать преобразование вида

-b + Vb -4a(c-fx) -(2)

Цель изобретения - расширение области применния за счет получения кода, пропорционального линеаризованной частоте датчика.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Преобразователь содержит преобразователь 1 частота - код, первый 2 и (второй 3 формирователи импульсов, одновибратор 4, триггер 5. элемент ИЛИ 6, реверсивный счетчик 7, шину 8 кода с, элемент И 9, первый двоичный умножитель 10, шину 11 кода 2а, первый счетчик 12 импульсов, шину 13 кода Ь, второй двоичный умножитель 14, второй счетчик 15 импульсов и блок 16 индикации и генератор 17 образцовой частоты.

Устройство работает следующим образом.

Линеаризации предшествует подготовка на установочных шинах 8, 11 и 13 реверсивного счетчика 7, двоичного умножителя 10 и счетчика 32 кодовых эквивалентов соответственно величин с, 2а и Ь, связанных с константами градуировки используемого датчика.

При включении питания на выходе од- новибратора 4 возникает импульс Сброс, обнуляющий преобразователь 1 частота - код, триггер 5, счетчик 15 и записывающий коды чисел с, 2а, Ь, подготовленные на установочных шинах 8, 11 и 1.3 соответственно в реверсивный счетчик 7, двоичный умножитель 10 и счетчик 12.

После окончания действия импульса Сброс работает преобразователь 1 частота - код, на информационном выходе формируется пачка импульсов в количеству

fxAT (где ДТ 1с), которые складываются в реверсивном счетчике 7 с дополнительным кодом начального значения частоты f0 с Гц используемого датчика. В итоге и концу преобразования преобразователя 1 в реверсивном счетчике 7 находится, код числа fx-с. Далее от заднего фронта импульса измерительного интервала А Т срабатывает формирователь 2 его заднего фронта, выходной импульс которого устанавливает триггер в единичное состояние, отпирающее элемент И 9. Импульсы стабильной частоты TKB, вырабатываемой генератором 17, через открытый элемент 9 поступают на входы двоичных умножителей

10 и 14 и счетчика 15. Число импульсов на выходе двоичного умножителя 14 определяется выражением

N2 J (2ах + b)dx /Ј 2axdx +/Ј bdx ах2 + bx.

, Эти импульсы поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 7, в котором содержится код разности fx - с. Элемент И 9 остается открытым до момента обнуления реверсивного счетчика 7, после

которого импульс на выходе заема счетчика 7, пройдя через элемент ИЛИ 6, переводит триггер в нулевое состояние, запирающее элемент И 9. Моменту обнуления счетчика 7 соответствует равенство NI - с N2 или, что

тоже,

f х - с ах + Ьх,

эквивалентное выражению (1).

Число импульсов, зафиксированное к этому моменту в счетчике 15, соответствует

значению измеряемого параметра, т.е. выражению (2).

Далее срабатывает формирователь 3 заднего фронта импульса, формируемого на выходе триггера 5. Выходной импульс формирователя 3 запускает одновибратор 4, вы- рабатывающий импульс Сброс, с возникновением которого начинается новый цикл ленеаризации.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь частота - код, содержащий первый формирователь импульсов, элемент ИЛИ, первый и второй двоичные умножители, входы множимого которых объединены и подключены к выходу элемента И, первый вход которого подключен к прямому выходу триггера, а второй вход подключен к выходу генератора образцовой частоты, входы множителя первого двоичного умножителя являются шиной первого кода уставки, а выход соединен с счетным входом первого счетчика импульсов, установочные входы которого являются шиной второго кода уставки, а информационные выходы с первого по n-й разрядов соединены соответственно с входами с п-го по 1-й разрядов множителя второго двоичного умножителя, вход сброса которого объединен с одноименными входами первого двоичного, умножителя и второго счетчика импульсов с входом разрешения начальной установки первого двоичного счетчика и подключен к выходу одновибратора, выходы второго счетчикаимпульсов соединены с соответствующими входами блока индикации, отличающий.ся тем, что, с целью расширения области применения за счет получения кода, пропорционального линеаризованной частоте датчика, в него введены преобразователь частота - код, второй формирователь импульсов и реверсивный счетчик, установочные входы которого являются шиной третьего кода установки, суммирующий вход подключен к информационному выходу преобразователя частота - код, информационный вход которого является шиной входного сигнала, а выход импульсов

образцовой частоты объединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с счетным входом второго счетчика импульсов, вход установки в 1 триггера подключен к выходу первого формирователя импульсов, вход которого подключен к выходу импульса измерительного интервала преобразователя частота - код, вход сброса которого объединен с входом сброса реверсивного счетчика, с первым входом

элемента ИЛИ и подключен к выходу одно- вибратора, вход которого через второй фор- мирователь импульсов подключен к прямому выходу триггера, а вход установки в О которого подключен к выходу элемента

ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом второго двоичного умножителя.

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в качестве средства предварительной обработки информации в информационно-измерительных системах с нелинейными частотными датчиками, имеющими характеристику преобразования вида FX = AX² + BX + C. В устройство, содержащее первый формирователь 2 импульсов, одновибратор 4, триггер 5, элемент ИЛИ 6, элемент И 9, первый двоичный умножитель 10, первый счетчик 12 импульсов, второй двоичный умножитель 14, второй счетчик 15 импульсов, блок 15 индикации и генератор 17 образцовой частоты, с целью расширения области применения за счет получения кода, пропорционального линеаризованной частоте датчика, введены преобразователь 1 частота - код, второй формирователь 3 импульсов и реверсивный счетчик 7.