Цифро-аналоговый квадратор Советский патент 1974 года по МПК G06J3/00 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике.

Известны циф.ро-аналоговые квадраторы, содержащие регистр сдвига и двоичный счетчик, выход которого соединен с первым в.ходом триггера управления, первый выход триггера управления соединен с входом первой схемы «И, выход которой подключен к входу схе.мы «ИЛИ, а второй выход триггера управления подключен к входу второй схемы «И. Однако в известно.м квадраторе квадрат преобразуемой частоты получается в цифровой форме и преобразование его в напряжение постоянного тока необходимо производить с помощью специального преобразователя код - напряжение, который понижает точность квадратора.

Цель изобретения - повысить точность.

Это достигается тем, что в квадратор введены два дополнительных счетчика, схема синхронизации, формирователь импульсов сброса, фильтр, ряд схем совпадения и генератор тактовых импульсов.

Иа фиг. 1 изображена блок-схема предлагае.мого квадратора; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы (а, б, в - соответственно работа регистра сдвига, счетчика и схем «И).

Квадратор содержит генератор тактовых импульсов 1, вырабатывающий однополярные

импульсы тактовых частот FI и F, сдвинутые между собой на одинаковые интервалы времени, схему синхронизации 2, представляющую собой схему совпадения с динамической памятью; две логические схемы «И на два входа 3, 4, логическую схему «11ЛИ 5; два нереверсивных счетчика 6, 7 равной емкости, являющиеся цифровым интегратором преобразователя; сдвиговый регистр 8, в котором импульсы преобразуемой частоты f.v подвигаются тактовой частотой Ft, счетчик 9, с выходов которого вводится дополнение в основной счетчик 6; логические схемы совпадения («И) на три входа 10, 11, 12. 13, обеспечивающие

ввод дополнения в зависимости от состояния сдвигового регистра 8 и дополнительного счетчика 9; триггер управления 14. на выходе которого получается широтно-импульсно-модулированный сигнал; сглаживающий фильтр

15, выделяющий среднее значение напряжения за период колебания триггера управления и формирователь импульсов сброса 16.

При отсутствии преобразуемой частоты fx в момент включения квадратора, триггер 14

устанавливается в такое положение, при котором появляется разрещающий потенциал на схеме «И 3, и импульсы тактовой частоты заполняют счетчик 6; при переполнении счет чика 6 изменяется состояние выходного триггера 14, и появляется разрещающий иотенциал иа схеме «И 4, начинается заполнение счетчика 7 имнульсами тактовой частоты 1-, а схема «И 3 закрывается, затем процесс повторяется. Среднее значение напряжения на ; выходе сглаживающего фильтра 15 за нериод колебания триггера управления 14 будет: t/cp Ш, где /С - передаточный коэффициент сглаживающего фильтра; Uo - напряжение коллекторного питания триггера 14; tu - длительность импульса - выходного напряжения триггера 14; /и - длительность наузы выходного импульсного напряжения триггера 14; Т - период переключений триггера 14. Частота переключений выходного триггера- 14 зависит от емкости счетчика и величины тактовой частоты и определяется выражением:f-/выхг. - ,,„ /выхг, - 2п где п - число разрядов основного счетчика. При подаче преобразуемой частоты fx ее импульсы непрерывно вводятся в первый разряд счетчика 6 через схему синхронизации 2 синхронно с тактовой частотой F2. Кроме того эти импульсы вводятся в сдвиговый регистр 8, с выхода которого поступает на вход дополнительного счетчика 9, который считает число импульсов преобразуемой частоты fx за нериод колебания импульсного напряжения выходного триггера 14. С выхода первого разряда сдвигового регистра 8, а также с выхода первого разряда дополнительного счетчика 9 подаются потенциалы на схему «И 10, с выхода второго разряда сдвигового регистра и второго разряда дополнительного счетчика подаются потенциалы на схемы «И 11 и т. д. На схемы «И 10, И, 12, 13 подаются также импульсы тактовой частоты FZ. При наличии единицы в первом разряде сдвигового регистра 8 и в первом разряде дополнительного счетчика 9 с выхода схемы «И 10 вводится импульс во второй разряд основного счетчика 6 синхронно с тактовой частотой, аналогично с выхода схемы «И 11 вводится импульс в третий разряд основного счетчика 6 и т. д. Логика схемы, вводящей импульсы, преобразуемой частоты fx поразрядно в счетчик 6, такая, что первый импульс поступает только на первый разряд счетчика 6, что соответствует единице, второй импульс поступает на первый и второй разряды, что соответствует числу 3, третий импульс fx поступает на первый и третий разряды, что соответствует числу 5 и т. д. Таким образом, Б счетчик 6 кроме тактовой частоты Fi вводится число импульсов, соответствующее квадрату преобразуемой частоты. Переполняется он быстрее, чем счетчик 7, и скважность импульсного напряжения на выходе триггера 14 изменяется, что приводит к появлению напряжения, соответствующего квадрату частоты fx, выделяемого фильтром. По окончании периода колебания выходного напряжения триггера 14, дополнительный счетчик 9 сбрасывается в ноль с помощью формирователя 16. Сброс счетчика 9 осуществляется в период между импульсами преобразуемой частоты, поэтому введение импульсов в счетчик 6 производится непрерывно. Для четкой работы квадратора необходимо выполнение условия: макс - да + 1 где т - число разрядов сдвигового регистра. При выполнении этого сдвиговый регистр успевает очищаться к приходу каждого следующего импульса преобразуемой частоты. С другой стороны зависимость максимальной преобразуемой частоты от емкости основного счетчика и от тактовой частоты определяется выражением: f . fi() 2 Минимальная частота, которая может быть преобразована с высокой точностью определяется условием: . 9 . - /выху г 2П-1 т. е. необходимо, чтобы за период колебания напряжения выходного триггера прощло не менее двух импульсов преобразуемой частоты. Предмет изобретения Цифро-аналоговый квадратор, содержащий регистр сдвига, двоичный счетчик, выход которого соединен с нервым входом триггера управления, первый выход триггера управления соединен с входом первой схемы «П, выход которой подключен к входу схемы «ИЛИ, а второй выход триггера управления подключен к входу второй схемы «И, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, в устройство введены два дополнительных счетчика, схема синхронизации, формирователь импульсов сброса, фильтр, подключенный к выходу триггера управления, группа схем совпадения и генератор тактовых импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом регистра сдвига и входами первой и второй схем «И, второй выход генератора соединен с вторым входом схемы синхронизации, первый вход которой подключен к входу устройства и входу регистра сдвига, выход схемы синхронизации иодключен к входу схе.мы «ИЛИ, выход соединен с входом первого младшего разряда основного счетчика, причем вход каждого последующего разряда этого счетчика через соответствующую схему совпадения группы схем совпадения соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов, выходом соответствующего разряда регистра сдвига и разряда первого дополнительного счетчика, входом подключенного к выходу регистра сдвига, а цепями сбро6

са соединенного через формирователь импульсов сброса с первым выходом триггера управления, второй вход которого через второй дополнительный счетчик подключен к выходу второй схемы «И.

JlJLJLJl

.

p, П П n П П П П П П П П П П П