Устройство для преобразования частоты импульсов в код Советский патент 1980 года по МПК H03K13/20 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для преобразования частоты импульсов в код с временем преобразования, равным нескольким периодам преобразуемой частоты.

Известны преобразователи частоты импульсов в код, содержащие счетчик, клапан эталонной частоты, дешифратор опорных точек, регистр и счетчик линеаризации 1.

Недостаток известных устройств - низкая точность измерения.

Иаиболее близким по технической cyni,ности к изобретению является устройство, содержащее счетчик импульсов, клапан эталонной частоты, дешифратор опорных точек, сдвигающий регистр, клапан измеряемой частоты, блок формирования временного интервала и клапаи эталонной частоты 2.

Недостаток этого устройства - низкая точность измерения.

Цель изобретения - новьпнеиие точности измерения.

Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее сдвигающий регистр, последовательно соединенные блок формирования временного интервала, клапан эталонной частоты и счетчик импульсов, введены формирователь тактовых импульсов, последовательно соединенные вентильный блок и иакапливающий сумматор, второй вход которого подключен к первому выходу формирователя тактовых импульсов, второй выход последнего соединен с третьим входом накапливающего сумматора и с первым входом регистра сдвига, второй вход которого связан с выходом иакапли10 вающего сумматора и с первым входом вентильного блока, второй вход последиего подключен к выходу счетчика импульсов, при этом первый вход формирователя тактовых импзльсов соединен с выходом блока формироваиия временного ннтервала, а второй вход формирователя тактовых импульсов подключен к второму входу кланана эталонной частоты.

На фиг. 1 изображена блок-схема уст20 ройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство преобразования частоты импульсов в код содержит блок 1 формироваиия временного иитервала, клапаи 2 эталонной частоты, счетчик 3 импульсов, вентильный блок 4, накапливающий сумматор 5, регистр 6 сдвига н формирователь 7 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим обра30 зом.

Блок 1 формирования временного интервала вырабатывает временной интервал tn, равный п нериодам измеряемой частоты, в течение которого открыт клапан 2 эталонной частоты и на счетчик 3 поступают импульсы эталонной частоты.

Формирователь 7 в это время заблокирован сигналом, поступаюи1,им на вход запрета из блока 1 формирования временного интервала. После окончания временного интервала tn на счетчике 3 записан

N

нропорциональный пеЛ

у измеряемой частоты. Преобразовакода в код частоты по формуле

NO

происходит после окончания

д.

N

временного интервала /„ следующим образом.

В накапливающий сумматор 5 заносится код числа Л/о п/эт. Поскольку число , знаковый разряд накапливающего сумматора 5 находится в единичном состоянии и па управляющий вход вентильного блока 4 поступает потенциал логической единицы. Под действием этого потенциала вентильный блок 4 инвертирует код Л/т с выхода счетчика 3 и передает этот инверсный код на вход накапливающего сумматора 5. Далее формирователь 7 формирует первый такт Т1, в результате чего в накапливающем сумматоре 5 происходит сложение кода /Vo с ииверсным кодом . После окончания первого такта Т1 в накапливающем сумматоре 5 оказывается записано число NI NO-yVx, которое может быть положительным или отрицательным. Связь знакового разряда накапливающего сумматора 5 с младшим разрядом регистра 6 выполнена таким образом, что в момент, когда формирователь 7 вырабатывает такт сдвига Т2, в младший разряд регистра 6 записывается ииверсия состояния знакового разряда накапливающего сумматора 5. Одновременно нроисходит сдвиг содерл имого накапливающего сумматора 5 и регистра 6 на один разряд в сторону старших разрядов. На этом заканчивается первый цикл преобразования кода в код fx, в результате которого в регистре 6 оказывается записано значение первого старшего разряда кода fx.

После первого цикла в накапливающем сумматоре 5 находится число Ai. В зависимости от знака этого числа на уиравляющий вход вентильного блока 4 поступает либо потенциал логической единицы, либо потенциал логического нуля. В первом случае вентильный блок 4 инвертирует код , во втором случае в накапливающий сумматор 5 передается прямой код числа NT. После этого формирователь 7 формирует вторые два такта Т1 и Т2, в результате чего формируется второй разряд кода fx и

т. д. Число циклов преобразования кода Лт в код fx выбирается в зависимости от требуемой точности преобразования. Чаще всего число циклов равпо числу разрядов in счетчика 3.

После окончания всех т циклов в регистре 6 оказывается записан код измеряемой частоты fx.

Время преобразования кода Лт в код fx составляет

,A3T,

f

пр

/эт

где Лэт - емкость счетчика 3.

Суммарное время преобразования ты импульсов в код /ж равно

2

„ + Ч-7 +

log,N,

ti

/эт

Jx

Погрешность преобразования частоты импульсов в код складывается из погрешности квантовапия и погрешности преобразования кода VT в код fx, причем последнюю погрешность можно свести фактически к нулю увеличением числа циклов преобразования, при этом несколько увеличивается число разрядов накапливающего сумматора 5 и регистра 6.

Таким образом, в данном устройстве точность преобразования частоты импульсов в код определяется фактически только погрешностью квантования временного интервала tn импульсами частоты /эт, при времени нреобразования частоты в код, близким к временному интервалу.

Формула изобретения

Устройство для преобразования частоты

импульсов в код, содержащее сдвигающий регистр, последовательно соединенные блок формирования временного интервала, клапан эталонной частоты и счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с целью

повышения точности преобразования в него введены формирователь тактовых импульсов, последовательпо соединенные вентильный блок и накапливающий сумматор, второй вход которого подключен к нервому

выходу формирователя тактовых импульсов, второй выход последнего соединен с третьим входом накапливающего сумматора и с первым входом регистра сдвига, второй вход которого связан с выходом накапливающего сумматора и с первым входом вентильного блока, второй вход последнего подключен к выходу счетчика импульсов, при этом первый вход формирователя тактовых импульсов соединен с выходом блока формирования временного интервала, а второй вход формирователя тактовых импульсов подключен ко второму входу клапана эталонной частоты. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе СССР 1. Авторское свидетельство № 462283, кл. Н ОЗК 13/20, 1973.

СССР 2. Авторское свидетельство Д 373872, кл. Н ОЗК 13/20, 1971.

/X

зг

L

- i

II