Преобразователь частоты в код Советский патент 1977 года по МПК H03K13/02 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В КОД импульсов, соединенный выходом с первым входом блока вьаделе1шя разности периодов, ко второму входу и одному из выходов которого подключены соответственно выход и первый вход блока формирования периода частоты сравнения, а к другому выходу - первый вход схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом блока формирования частоты коррекции, введены два реверсивных счетчика, два преобразователя кода в частотно-импульсную последовательность, делитель частоты, суммирующе-вычитающий блок, вторая схема совпадения и схема сборки, причем третий вь1ход блока выделения разности периодов подключен к первым входам первого и второго реверсивных счетчиков, ко второму входу первого из которых подсоединен выход схемы сборки, к третьему - первый выход второго реверсивного счетчика, а выходь первого реверсивного счетчика соеданены с управляющими входами первого блока преобразования кода в частотно-импульсную последовательность, выход которого подключен ко входу суммирующе-вычигающего блока, другим входом соединенного с одним из выходов делителя частоты, а управляющим входом - с первым выходом первою реверсивного счетадка, а выходы первого преобразователя кода в часто но-импульсную последовательность соединены со входами блока формирова1шя частот коррекции, выходами делителя час готы, вход которого нод1слючен к шине опорной частоты, и входами второго прсобразователя кода в частотно-импульсную последовательность, выходом подключенного к первому входу схемы сборки, а управляющими входами - ко вторым выходам второго реверсивного счетчика, вход которого подключен к выходу второй схемы совпадения, один вход которой подключен ко второму выходу блока формирования частот коррекции, а другой - ко второму выходу блока выделе1ШЯ разности периодов и входу первой схемы совпадения, вь1ход которой соединен со вторым входом схемы сборки. На фиг. 1 показана функциональная электрическая схема преобразователя частоты в код; на фиг. 2 - временная диаграмма. Преобразователь содержит блок формирования прямоугольных импульсов 1, блок выделения разности периодов 2, блок формирования периода частоты сравнения 3, первую схему совпадения 4, блок формирования частот коррекции 5, два реверсивных счетчика 6, 7, два преобразователя кода в частотно-импульсную последовательность 8, 9, делитель частоты 10, суммирующе-вычитающий блок 11, вторую схему совпадения 12, схему сборки 13. Блок 1 служит для формирования прямозтольных импульсов частотой fх- Блок 2 лыйеляет разность периодов частоты сравнения (строб ДТ) и один раз в два периода частоты fx формирует сигнал установки начальных условий. Блок 3 формирует сигнал, равный длительности периода обра НОЙ связи TOC- Блок 4 реализует функцию логичес1 :ого умножения для сигналов блоков 2 и 5. Блок 5 формирует частотно-импульсные последовательности FK и FK, подаваемые на схемы совпаде 01я 12 н 4 соответственно. Реверсивные счетчики 6 и 7 подсчитывают входные импульсы. Блоки 8 и 9 преобразуют коды счетчиков 6 и 7 в частотноимпульсные последовательности и F. Блок 10 служит для деления опорной (эталонной) частоты FQ. Блок И - смеситель двух импульсных последовательностей FHOM HF Схемы 12 н 13 реализуют соответственно функции логического умножения и сложения. Преобразователь, относящийся к устройствам замкнутого типа, реатшзует метод сравнения входной частоты fx и частоты обратной связи foeРабота устройства может быть проиллюстрирована с помощью упрощенной временной диаграммы фиг. 2. Па верхней диаграмме показаны зависимости для вхоДа н выхода преобразователя; отклонение входной частоты Af/ и пропорциональная этому отнощенкю величина выходного кода устройства в функции времени t. Ниже соответственно показаны импульс1Ш1е последовательности час гот fx и , последовательность импульсов, определяющая моменты окончания формирования перио; обратной связи TOO и строб ДТ разности (ериодов входной частоты к частоты обратной связи. Период TOC частоты обратной связи формируется делением импульсной последовательности Ре|,иолучаемой путем смещивания в суммпрующевычитающем блоке 11 двух илтульсных последовательностей, частота одной из которых носгоянна и равна FHOM KFo, а частота другой пропорциональна коду N Дf. Блок выделения разности периодов 2 (шределяет знак разности периодов ДТ для управлешяя реверсом счетшков и формирует строба длительностью ДТ (Тх - TOO), в течение которого на входы реверсивных счетчиков 6, 7, поступают частотно-импульсные последовательности FK, FK с блока формирования частот коррекции 5. Благодаря отрицательной обратной связи величины кодов Мд N в результате коррекции изменяются в сторону, умешшающую рассогласование между сравнительными периодами, и после окончания переходного процесса при fx foe получаются коды Nдf, N пропорциональные соответстве1шо отключению входной частоты Af (fx - fy) и ее производной. В устройстве частота обратной связи непрерьтно следит за изменением входной частоты, т.е. происходит сравнение близких по величине периодов. Позтому можно не предъявлять жестких требований к точности функционального изменения частот коррекции FK, FK, что значительно упрощает структуру блока формирования частот коррекции. При этом погрещность преобразования сущестBefmo снижается.

Сказанное иллюстрируется на временной диаграмме фнг. 4. где | - погрешность намерения величин Af в интервале времени первой коррекции, а 6} - погрешность измерения после второй коррекции (бз «0).

Следует отметить, что величины частот FKI FK определяют время переходного процесса, по окончании которого при скачкообразном или линейно изменяющемся во времега; входном сигнале преобра1 ователь отрабать}вает коды Рд| и N с точностью, определяемой значением частоты FO, и точностью формнрова1шя строба ЛТ.

Ус1р(жство имеет второй порядок астатизма и, следовательно, минимальное время переходного процесса, равное двум коррекциям (четырем пе риодам входной частоты).

Формула изобретения

Преобразователь частоты в код, содержащий блок формирования имлул1 сов, соединенный выходом с первым входом блока выделения разности периодов, ко второму входу и одному из выходов которого подключены соответственно выход и первый вход блока формирования периода частоты сравнения, а к другому выходу-первый вход схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом блока формирования частоты коррекции, о т аичающийся .тем, что, с целью повыщения точности преобразования и расширения функциональных возможностей, в него введены пва реверсивных счетчика, два преобразователя кода в частотно-импульсную последовательность, делитель частоты, суммирующе-вычитающий блок, вторая схема совпадения и схема сборки, причем трети выход блока выделения разности периодов подключен к первым входам первого и второго реверсивных счетчиков, ко второму входу первого из которых подсоединен выход схемы сборки, к третьему - первый выход второго реверсивного

счетчика, а выходы первого реверсивного :счетчика соединены с управляющими входам.м первого блока преобразования кода в частотно-импульсную последовательность, выход которого подключен ко входу суммирующе-вычитающего блока, другим

входом соединенного с одним из выходов делителя частоты, а управляющим входом - с первым выходом первого реверсивного счетчика, входы первого преобразователя кода в частотно-импульсную поледовательность соединены со з одами блока формирова1шя частот коррекции, выходами делителя частоты, вход которого подключен к шине опорной частоты, и кходами второго преобразователя кода в частотно-импульсную последовательность, выходом подключенного к первому входу схемы сборки, а

управляющими входами - ко вторым выходам второго реверсивного счетчика, вход которого подключен к выходу второй схемы соанадения, один вход которой подключен ко в шрому выходу блока ормирования частот коррекции, а другой - ко

второму выходу блока выделе шя разности периодов и входу первой схемы совпадения, выход которой coejuiHeti со вторым входом схемы сборки.

t5j

иг.2