Частотно-импульсный функциональный преобразователь Советский патент 1977 года по МПК G06F17/10 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для воспроизведения функций изменения выходного частотно-импульсного сигнала.5

Известны функциональные преобразователи с частотно -импульсным вЬкодным сигналом, реализующие принцип кусочно-линейной аппроксимации.

Одно из известных устройств l J содер- Ю жит последовательно соединенные первый делитель, счетчик,дешифратор, заломинаюдций блок, элемент И, второй вход которого через второй делитель соединен со входом устройства, и элемент ИЛИ, выход которого 15 подключен ко входу первого делителя и выходу устройства.

Известен преобразователь 2,содержащий генератор опорной частоты, выход которого соединен с сигнальным входом первого управляемого делителя частоты, соединенного выходом с сигнальным входом, второго управляемого делителя частоты, выход которого является выходом 1феобравоватвля, и подключенного цифровыми входами коэффициента де

ления к первым выходам блока памяти, соединенного первыми входами с тхервыми выходами дешифратора.

Недостатком функциональных преобразователей является ограниченность класса воспроизводимых функций и их узкий частотно -временной диапазон.

Целью изобретения является расширение класса и частотно- временного диапазона воспро1шводимых функций и соответственно повышение точности воспроизведения и уменшение флуктуации выходной частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь дополнительно введены управляемый делитель частоты и блок управления, соединенный входами со вторыми выходами дешифратора и подключенный выходами к второму входу блока памяти и управляк щим входом первого управляемого делителя частоты, соединенного счетным входом коэ4 фициента деления и цифровыми выходами коэффициента деления соответственно с выходом дополнительного управляемого делителя частоты, сигнальный вход которого подключен к .выходу генератора опорной частоты. и входами дешифратора, причем вторые и третьи выходы блока памяти соединены соответственно с цифровыми входами коэффициентов деления второго и дополнительного управляемых делителей чатоты. На чертеже изображена блок-схема частотно-импульсного функционального преобразователя. Преобразователь содержит генератор 1 опорной частоты, три управляемых делителя частоты 2-4, дешифратор 5, блок памяти 6 и блок управления 7. Управляемый делитель частоты 2, выполняющий функции частотного интегратора, содержит счетчик-делитель 8, управляющий реверсивный счетчик 9, элементы И 10 по числу разрядов счетчиков и элемент ИЛИ 11. Управляемые делители частоты 3 и 4, вып няющие функции деления входной частоты на переменный коэффициент деления, вводимый в память дели те пя, могут быть выполнены, например, на вычитающем, счетчике в регистре памяти, соединенных между собой через переноса кода. Работает преобразователь следующим образом. По сигналу пуск, поступающему на вход блока управления 7, все блоки уст ройства устанавливаются в исходное положение. Затем по сигналу на управляющем, выходе блока управления 7 в зависимости от требуемого характера изменения заданной функции управляющий реверсивный счет чик 9 в делителе 2 устанавливается в поло жение вычитание, если требуется воспроизведение убывающей во времени функции, или в положение сложение, если требуется воспроизведение возрастающей во време ни функции. Одновременно по сигналу с блока управления 7 из блока памяти 6 в регистры памяти управляемых делителей частоты 3 и 4 записываются в виде цифрового кода требуемые коэффициенты деления К и Kj . Причем К выбирается постоянным на все время работы по воспроизведению заданной функции и зависит от требуемой точности и временного интервала, на котором формируется заданная функция. Коэффициент Kg выбирается соответствующим первому линейному отрезку, аппроксимирующему заданную функцию, и меняется при достижении функцией узлов аппроксимации. Импульсы высокой опорной частоты f с выхода генератора 1 начинают поступать на сигнальные входы управляемых делителей частоты 2 и 3 С выхода делителя 3 на счетный вход реверсивного счетчика 9 поступают импульйы с частотой В реверсивном счетчике 4 эти импульы суммируются или вычитаются в зависиости от характера изменения заданной ункции. Текущее значение кода в реверивном счетчике 9 для монотонно возрасающей функхши при нулевом начальном начении определяется выражением wMVdt /f, - временной интервал, на коором, формируется заданная функция, П - число разрядов в двоичных счетчиах 8 и 9. Для монотонно убывающей функции текущее значение кода в реверсивом, счетчике 9 определяется выражением -r«i где NQ - начальный код, вводимый в счетчик 9 из блока памяти 6. Код N. определяет коэффициент умножения делителя 2, работающего в режиме двоичного умножите;ю. Им.пульсы частоты i делятся в счетчике - делителе 8 и с выходов счетчика поступают на открытые выходами счетчика 9 элементы И 1О. Импульсы, прощед- шие через открытые элементы И 10, суммируются элементом ИЛИ 11, на выходе которого формируется последовательность имлульсов, следующих со средней частотой f - - N h а 1 Имлульсы с частотой -и поступают на сигнальный вход делителя 4, в регистре памяти которого установлен коэффициент деления Kg, соответствующий.-му аппроксимирующему отрезку заданной функции. Частота следования импульсов на выходе делителя 4, являющаяся выходной частотой устройства -,,..,„.,/К, .. , Для монотонно ИЫ л/ возрастающей функции выходная частота будет меняться по выражению - ° Г 0 jj а Пи . тг от, J а . гдеГо /й И1 - постоянная частота. Для монотонно убывающей функции выходная частота устройства будет равна Vfo и, fo (N. i При достижении текущим значением кода NJ в счетчике 9 значений соответстВующих узлам аппроксимации, на соответствующем выходе дешифратора 5 появляется сигнал, по которому из блока памяти 6 в регистр памяти делителя 4 записывается новое значение коэффициента деления Kg , меняю1щее скорость изменения частоты f. Соответственно переключение направления счета импульсов в счетчике 9 позволяет переходить от возрастающего изменения функции к убывающему, и обратно. Так, есл вначале функция возрастает то счетчик 9 сигналом с блока управления 7 обнуляется и устанавливается на сложение входных импульсов. При достижении текущим значением кода N в счетчике 9 величины соответствующей узлу аппроксимации, в котором направление изменения функции меняется по знаку, блок управления 7 по сигналу с дещифратора 5 вырабатывает сигнал, изменяющий направление счета в счетчике 9 на вычитание, и устанавливает новое значение коэффициента деления К в делителе 4. Если же заданная функция имеет вна чале убывающий характер, то по сигналу с блока управления 7 из блока памяти 6 записывается в счетчик 9 начальное значение кода , а счетчик 9 устанавливается на вычитание. Такое построение устройства позволяет существенно расщирить класс и частотновременной диапазон воспроизводимых функций, а также увеличить точность и уменьшить флуктуации выходной частоты. Формула изобретения Частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий генератор оп ной частоты, выход которого соединен с с нальным входом первого управляемого дел теля частоты, соединенного выходом с сигнальным входом второго управляемого делителя частоты, выход которого является выходом преобразователя, и подключенного цифровыми входами коэффициента деления к первым выходам блока памяти, соединенного первыми входами с первыми выходами дешифратора, отличаюшийся тем, что, с целью расширения класса и частотно-временного диапазона воспроизводимых функций, в преобразователь дополнительно введены управляемый делитель частоты и блок управления, соединенный входами со вторыми выходами дешифратора и подклк ченный выходами к второму входу блока памяти и управляющим входам первого управляемого делителя частоты, соединенного счетным входом коэффициента деления и цифровыми выходами коэффициента деления соответственно с выходом дополнительного управляемого делителя частоты, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, и входами дещифратора, причем вторые и третьи выходы блока памяти соединены соответственно с цифровыми входами коэффициентов деления второго и дополнительного управляемых делителей частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское - свидетельство СССР № 376778, М.Кл. GO6 G 7/26, 1971г. 2.Авторское свидетельство СССР № 369683, М.Кл . Н 03 К 3/72, 1971 г. (прототип),