ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В КОД С НЕПРЕРЫВНЫМОТСЧЕТОМ Советский патент 1971 года по МПК H03M1/60 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в качестве самостоятельного устройства - частотомера, в качестве входного преобразователя информации для ЦВМ и в качестве составной части частотно-импульсных вычислительных устройств.

Известен преобразователь частоты в код замкнутого типа, построенный на основе частотно-импульсной следящей системы, состоящий из реверсивного счетчика, двоичного умножителя, блока временной раздвижки импульсов и частотно-импульсного вычитающего устройства, потенциальные выходы которого соединены со знаковыми шинами реверсивного счетчика, выходы разрядов реверсивного счетчика подключены ко входам двоичного умножителя, выход которого соединен со входом частотно-импульсного вычитающего устройства, другой его вход подключен к выходу блока временной раздвижки импульсов.

Недостатком известного устройства является наличие погрещности в преобразовании частоты в код.

Известно, что двоичный умножитель обладает погрешностями, обусловленными флуктуациями частоты выходных импульсов. При постоянном коде ;V. на входе умножителя частота импульсов на его выход определяется выражением

F.N, ±AF. f.±AFz,

(1)

Zi

где f.x - входная (измеряемая) частота.

FO - опорная частота двоичного умножителя,

2 -емкость «.-разрядного реверсивного счетчика.

Эта погрешность при постоянном коде носит периодический характер и за интервал неравномерности выходной частоты F, равный периоду младшей опорной частоты двоичного

/ 2 умножителя (- , усредняется.

При изменяюшемся коде Л (пульсирующем относительно теоретически точного значения в произвольные моменты времени) интервал усреднения выходной частоты равен периоду ее неравномерности Гн.

TnF, Н. о. К. ( ; , THN, , (2)

V о/-TO

где И.О.К. - наименьшее общее кратное,

Tn. - период неравномерности пульсирующего кода Лд;.

конечное время наблюдения ошибка в выходной частоте не усреднится и будет иметь вполне определенный знак и величину, зависящие от фазы колебаний кода NX относительно опорных частот двоичного умножителя. Это приводит при интегрировании частоты F к накапливанию ошибки.

Если производить смену кода через интервалы времени, кратные периоду неравномерности частоты, имеющему место при постоянном коде, то за каждый из этих интервалов будет Происходить усреднение выходной частоты, соответствующей существующему в данном интервале времени постоянному коду и, следовательно, суммарной погрешности наблюдаться не -будет. Для этого необходимо устранить смену состояний кода реверсивного счетчика с частотой, большей частоты младшей опорной частоты двоичного умножителя

- 1 , что имеет место в известном устройстве.

Целью изобретения является повышение точности преобразоват.е.ря частоты в код.

В предлагаемом преобразователе частоты в код цель достигается -тем, что он содержит устройство синхронизации, один вход которого через схему сборки соединен с выходом частотно-импульсного вычитающего устройства, второй вход соединен с шиной младщей опорной частоты двоичного умножителя, а выход подключен ко входу реверсивного счетчика.

В предлагаемом устройстве устраняют смену состоящий кода реверсивного счетчика с частотой больше младшей опорной частоты

двоичного умножителя ( - I и осуществляют «привязку моментов смены кодов к частоте

/ 0

- ), в результате чего происходит усреднеV 2 /

чие выходной частоты двоичного умножителя, соответствующей существующему постоянно2

му коду за период - и суммарной погрешно 0

сти не наблюдается.

На чертеже п-редставлена схема описываемого устройства.

Она содержит блок 1 временной раздвижки, вычитающее устройство 2, схему сборки 3, устройство синхронизации 4, реверсивный счетчик 5 и двоичный умножитель 6.

В предлагаемом преобразователе входная щина сигнала FX соединена с блоком / временной раздвижки, ко второму входу которого подключена шина опорной частоты 2Fo. Выход блока / соединен со входом вычитающего устройства 2, оба. импульсных выхода которого соединены со входами схемы сборки 3, выходом соединенной со входом устройства синхронизации 4, ко второму установочному входу которого подключена шина младFO

щей опорной частоты - .

Выход устройства синхронизации соединен со входом реверсивного счетчика 5. Потенциальные выходы вычитающего устройства 2 соединены со знаковыми щинами реверсивного счетчика 5. Выходы триггеров реверсивного счетчика 5 подключены -к потенциальным входам двоичного умножителя 6, к импульсным входам которого подключены щины опорных

р частот- . Выход двоичного умножителя 6

единен со вторым входом вычитающего устройства 2.

Устройство синхронизации 4 состоит из триггера 7, установочный вход которого является входом устройства синхронизации 4, схемы совпадения 5 и схемы сборки 9.

Выход триггера 7 соединен со входом схемы сборки Я к другому входу которой подключен выход импульсно-потенциальной схемы совпадения 8, :по импульсному входу связанной со входом устройства синхронизации 4, а по потенциальному- с выходом триггера 7. Выход схемы сборки 9 является выходом устройства синхронизации 4.

Предлагаемый преобразователь частоты в код с непрерывным отсчетом работает следующим образом.

В установившемся режиме средняя частота отработки jFz равна входной частоте FX- Мгновенная разность частот РХ. - F-,,, выделяемая вычитающим устройством, меньще значения

младщей опорной частоты - . В результате

на вход реверсивного счетчика поступает разностная частота через устройство синхронизации, т. е. в моменты времени, кратные максимальному периоду неравномерности частоты fz яри постоянном коде, что обеспечивает

усреднение выходной частоты. Результирующая ощИбка в коде при этом сводится к нулю, так как за время существования каждого состояния кода соответствующая ему частота отработки Рг усредняется.

При поступлении на вход устройства скачка частоты Ь.РК, разностная частота, поступающая на вход устройства синхронизации, превыщает его опорную частоту, в результате триггер 7 не успевает вырабатывать выходной сигнал на каждый Импульс разностной частоты, следовательно, часть их проходит на выход устройства синхронизации 4 через схему совпадения 9 незасинхронизированными, в результате на вход реверсивного счетчика поступают все импульсы разностной частоты, что обеспечивает нормальную работу устройства

Предмет изобретения

Преобразователь частоты в код с непрерывным отсчетом, содержащий реверсивный счетчик, двоичный умножитель, блок временной раздвижки импульсов и частотно-импульсное вычитающее устройство, потенциальные выходы которого соединены со знаковыми шинами реверсивного счетчика, выходы разрядов реверсивного счетчика подключены ко входам двоичного умножителя, выход которого соединен со входом частотно-импульсного вычитающего устройства, другой его вход подключен к выходу блока временной раздвижки импульсов, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, он содержит устройство синхронизации, один вход которого через схему сборки соединен с выходом частотно-импульсного вычитающего устройства, второй вход соединен с щиной младщей опорной частоты двоичного умножителя, а выход подключен ко входу реверсивного счетчика.