ПАТЕИНО-ТЕХННЧЕСИБИБЛИОТЕКА Советский патент 1971 года по МПК G01R23/02 G06J3/00 

Предлагаемое изобретение относится к области геофизических магнитных исследований, а именно к преобразованию выходного сигнала датчика ядерно-прецессионного магнитометра в цифровой код.

Характерной особенностью ядерно-прецессионных магнитометров является ограниченное время существования входного сигнала, что приводит к усложнению измерительного блока такого магнитометра.

Известны ядерно-прецессионные магнитометры с электронными счетчиками, работающие по принципу счета числа периодов ядерной прецессии за фиксированный интервал времени и содержащие генератор эталонной частоты, формирователь времени счета, схемы совпадения, счетчики и регистр. Формирователь времени счета, подсчитывая определенное число периодов эталонной частоты, формирует постоянный временной интервал, в течение которого частота ядерной ирецессии проходит через схему совпадения на счетчик периодов измеряемой частоты. Число, зафиксированное на этом счетчике по окончании временного интервала, является цифровым кодом напряженности магнитного поля. Однако точность известного преобразователя недостаточна.

Эта цель достигается тем, что преобразователь содержит дополнительные счетчики, реверсивный счетчик, блок схем совпадения, коммутатор и регистр делимого; вход первого дополнительного счетчика через схему совпадения соединен с выходами второго дополнительного счетчика и генератора эталонной частоты, а выход первого дополнительного счетчика подключен ко входу второго дополнительного счетчика, ко входу блока схем совпадения и ко входу регистра делимого, выходы разрядов которого соединены с установочными входами разрядов реверсивного счетчика, выход его знакового разряда подключен к другим входам блока схем совпадения, третьи входы которого соединены с выходами коммутатора, а выходы блока схем совпадения через соответствующие разряды регистра подключены ко входам накапливающего сумматора.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Счетчик периодов измеряемой частоты разбивается на две части: в одну входят старшие разряды, в другую - младшие. Состояния старших и младших разрядов определяются раздельно. Счетчик, образующий старшие разряды, подсчитывает число периодов ядерной прецессии в зафиксированный интервал времени. Последний период ядерной прецессии остается пезакопченпым и используется при определении состояния : ладших разрядов следующим o6pri30M. Измеряется ядерной прецессии п част последнего незаконченного периода ядерион прецессии путем подсчета количества нмиульеов талоипои частоты за целый период и за часть пос-теднего )пче;нного пернода ядерной прецесспн, находятся их отношения, причем зедпчппа, обратная периоду ядерной прецесепи, определяется с помон1,ыо метода, отдаленпо папоминакяцего используемый в ЭЦВМ метод деления без восстановления остатка, но трансформированный для нспользования в число - импульсном коде, а лотом ута иеличина складывается сама с собой столько раз, сколько нериодов эталопiioii частоты укладывается li последнем пс-окопчен ом iiepnorie ядерно, ripefiecciin.

Блок-схема :1)еоираз1)1 атели приведепа на чертеже.

PeriiCTp У iaгпитнoгo поля состоит из двух частей: старите разряды образованы счетчиком 2 периодов нз.ме ;яемой частоты, младН1ие - иакаплпвающим сул(матором 3. Вход счетчика 2 и устаио ;очи1)1е входы разрядов сумматора 3 соединены с выходом схемы соипадения 4. Один вход схемь совнадения -1 еоедипеп с выход(;м формирователя .5 времеш; счета, второй - с выходо.м ядерпо-прецесспо ного магниточуветБнтельного (МЧД). Выход МЧД соедипег также е установоч1 ым входом формирователя 5 и со входом счетчика 6 числа периодов ядерно нрецессии. Вход формирователя 5 соединен с выходом генератора 7 эталонно частоты. Выходы счетчика 6 и генератора 7 еоедппены со входамп схемы совпадения S частоты ядерной прецесспн п эталонной частоты. Выход этой схемы совпадепия соединен ео входом счетч и(а нормализации 9, выход KOTOpoiO соедпнеи со счетчиком if) I со входом коммута1х)ра W. Одиа группа выходов коммутатора еоеднпена со счетными входами .мллддпих разрядо ; ревереивного счетчика /У, вторая rpyinia выходов - с группой входов блока 12 схем совнадепия. Вторая 1рупна входов J2 соедипепа с выходом знакового разряда реверсивного с етчшса 1, а третья rpvnna - - е ылходом счетчика 9. Выхо.ч б.юка J2 соединен со входом регпстра Уо частоты ядерной препессии. Вы.чоды разрядов регпстра /J сО(динены ео входами разрядив сум.1атора 3. Управляю ций вход cvM.xiaiopa 3 соедияеп е выходом с :ел1ы совпаденяя У-/ сулпматора, входы которой соединены с вь ходом формирователя 5 i этало1П 0 -о генератора /. Вг.1ходы разрядов регистров делимого 15 сооД1П1е П:,1 с устапопочными входами разрядов счетчпка У/. ход регистра делимого 15 со(.дппеп с выходом счетчпка 9.

Работает преобразователь еледуклцим образом.

пуск формирователя о осуществляется первым пз выходных импульсов МЧД, поступающим на его установочный вход. Благодаря этому осуществляется сни.хро изацпя начала временного интервала с началом периода ядерной ирецессии (с точностью до нериода эталонно) частоты). С выхода формнрователя 5 на входы схем совпадения 4 и 14 в течение заданного временного 1;чтервала поступает разрешающий сигнал, и выходные импульсы МЧД проходят через схему совпадения 4 на вход счетчпка 2 и установочные входы разрядов сумматора 3. По окончании этого вре.меппого интервала на счетчике оказывается число, равно(

соличестг, целых ГСриодов ядерной нрецееепи, уклатывакчцихся в зaдaи ПJ)й временной

интервал. :/г()м определение состояппя

старших разрядов peificTjja У закапчиваетс5.

Одно1;реме11ио с оиределенне.м еостояння

cTapiHHX разрядов регпстра У производится определепне состоят1пя его младн их разрядов. Для этого прежде всего надо определить величппу, обратпую лерноду нрецесспн. Это д,елается ноередетвом ряда онерацщ,

в еовок Ч1ностп иесколысо папомппающнх используемый в ЭЦВМ метод деления без восетаповлеиня остатка, iio преоб)азованный для использования в число-импульсном коде. Эта иоследовател1Л|Ость олераци еледук щая.

1. Определяется коэффициепт пересчета счетчи-;а 6 следуюп1,пм образом: выходные имнульсы МЧД поступают на вход счетчика 6, с выхода KOTOpoio в течепие некоторого числа перподов ядерпо нреп.есеии поступает разрен аклци;1 снгнал па схему совпадения 8. В течение этого времепп выходные импульсы генератора 7 через схему совнадепия 8 поступают па счетчпк 9. По окопчапии задаппого числа периодов ядерной прецесепи на счетчике 9

накапливается число, иропорцпональное периоду ядерноГ пр(Н1,ессии. В зависимости от всличипы этого вь1бирается коэффициент пересчета ечетчшса 6 и соответственно делимое в регистрах 15, равное этому коэффидиенту переечета, так чтобы делимое оказалось нормализоваппым с делителем (т. е. чпслом нериодов эталошюй частоты, ноступаюИ1,их на peBej)CHBHbH i счетчик за один работы счетчнка о). Операция иормализации

необходима в .методе делеиия без восстановления остатка.

2. Из регистров /5 в реверсивпый счетчик УУ в качестве пеходпого заносится выбраипое делимое.

3. Счетчпк 6 иторпчно подает разрешаюпщй снгпал на вход схемы совпадения 8, и выходные пмнул1 сы генератора 7 в течение определенного колпчества периодов ядерной прецесснп проходят через схему совпадения 8 и коммутатор 10 па счетный вход определенного разряда реверсивного счетчика УУ и вычитаются пз числа, паходянгегоея в счетчике.

блок 12 по команде от коммутатора 10 заносится «1, если знаковый разряд счетчика 11 находится в состоянии «О, т. е. если разность, образованная на счетчике 11, положительна, и заносится «О в противном случае.

5.По команде от счетчика 6 коммутатор 10 нодключает выход генератора 7 к счетному входу следующего (в сторону младших разрядов) за раннее выбранным разрядом счетчика 11. Это эквивалентно необходимой в методе деления без восстановления остатка операции умножения разности на 2.

6.Реверсивный счетчик включается на вычитание, если знаковый разряд находится в состоянии «О, и на сложение в противном случае.

7.Повторяются операции но нп. 3-6, только теперь определяется состояние второго разряда регистра 13 и т. д. до тех пор, пока не будут определены состояния всех разрядов регистра 13.

По окончании всех указанных операций на регистре 13 образуется число, обратно пропорциональное периоду ядерной нрецессии.

Это число каждым выходным импульсом генератора 7, проходящим через схему совпадения 14, заносится в сумматор 5, где оно складывается с находящейся в сумматоре величиной. Поскольку выходным импульсом МЧД, проходящим через схему совпадения 4, сумматор 3 устанавливается в нулевое состояние, а прохождение выходных импульсов генератора 7 через схему совпадения 14 прекращается одновременно с окончанием заданного временного интервала, то по окончании этого временного интервала в сумматоре 3, остается число, равное произведению числа, хранящегося в регистре 13, на число

импульсов эталонной частоты в последнем незаконченном периоде ядерной прецессии.

Состояние сумматора .3 по окончании заданного временного интервала соответствует состоянию младших разрядов напряженности магнитного поля.

Предмет изобретения

Преобразователь частотного сигнала в цифровой код, содержащий счетчик периодов измеряемой частоты, вход которого через схему совпадения подключен к выходу формирователя времени счета, соединенного входом с генератором эталонной частоты, накапливающий сумматор, вход которого через другую схему совпадения подключен к выходам формирователя времени счета и генератора эталонной частоты, и регистр, отличающийся тем,

что, с целью повышення точности преобразователя, он содержит донолннтельные счетчики, реверсивный счетчик, блок схем совпадения, коммутатор и регистр делимого, вход первого дополнительного счетчика через схему совпадения соединен с выходами второго дополнительного счетчика и генератора эталонной частоты, а выход нервого дополнительного счетчика подключен ко входу второго дополнительного счетчика, ко входу блока схем совпадения и ко входу регистра делимого, выходы разрядов которого соединены с установочными входами разрядов реверсивного счетчика, выход его знакового разряда подключен к другим входам блока схем совпадения, третьи

входы которого соединены с выходами коммутатора, а выходы блока схем совпадения через соответствующие разряды регистра подключены ко входам накапливающего сумматора.

От -1