Функциональный цифровой преобразо-ВАТЕль чАСТОТы Советский патент 1981 года по МПК H03K13/20 G01R23/10 

Изобретение относится к цифровой измерительней и вычислительной технике предназ-начено для функционально го преобразования выходной частоты ;датчика с нелинейной номинальной выходной характеристикой. Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому изобретению функционально-кодирукхдий преобра зователь плотности, который состоит из формирователя входной числоимпуль ной последовательности, который образуют схема совпадения и множительное устройство, счетчика длины участка аппроксимации« счетчика числа Участков аппроксимации, дополнительного счетчика, матрицы управле ния, выходного счетчика, схемы сборки, комбинационной схемы, состоящей из двухвходовых схем совпадения, у каждой из которых соответственно вход соединен с одним из выходов счетчика длины участка аппроксимации другой вход с одним из выходов матри цы управления. В основу работы функ ционЬльно-кодирующего преобразовател плотности положено использование цифровой кусочнолинейной аппроксимации обратной функции частотного датчика с равномерным шагом аппроксимации по оси абсцисс. Различный наклон аппроксимирукяцих прямых реализуется при помсяди двоичн1эго умножителя, который образует счетчик длины участка аппроксимации, счетчик числа участков аппроксимации, матрица управления, комбинационная схема, схема сборки р.. Однако этот преобразователь имеет значительную погреиность преобразования при низкой входной частоте, а также погрешность, вносимую двоичным умножителем, пропорциональную числу двоичных радрядов коэффициента наклона для каждого участка,аппроксимации . Поэтому применение функционально-кодирующего пре-образователш плотнос ги. при числе участков аппрежсимаций больше одного, а при необходимости иметь погрешность, вносимую двоичн{лм умножителем, не более единицы младшего значащего разряда, невозможно, кроме того,при использовании преобразователя совместно с. датчиками с невоспроизводимой нелинейной номинальной выходной характеристикой число участков аппроксима.ции не остается постоянным, так как в преобразователе используется, равномерный шаг аппроксимации по оси абсцисс, что создает дополнительные трудности при задании и изменении коэффициентов наклона аппроксимирующих прямых (в заводских условиях и в процессе эксплуатации), что необходимо для сохранения метрологи-: ческих характеристик преобразователя. Цель изобретения - расширение диапазона преобразуемых частот и повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий элемент И, счетчик длины учас ка аппроксимации, первая группа выходов которого подключена к пер|Овй группе вхдов комбинационного блока, вторая группа входов которого соеди нена с выходами матрицы управления, а выходы - со входом элемента ИЛИ, . счетчик результата, вторая группа входов счетчика длины участка аппро симации соединена со входами дешифратора, введены усилитель, выход которого соединен, со счетным входом счетчика числа периодов, дешифратор числа периодов и генерат.ор образцовой частоты, причем выходы счетчика числа периодов через дешифратор числа перирдов подключены к первому входу элемента И, второй вход котор го соединен с выходом генератора образцовой частоты, выход элемента И подключен ко входу счетчика длины участка аппроксимации, выход дешифр тора соединен с управляющим входом матрицы управления, кодовые входы которой подключены к выходам счетчи ка результата, вход которого через делитель частоты соединен с выходом элемента ИЛИ. На чертеже представлена структ Ур рная схема функционального цифровог преобразователя частоты. Функциональный цифровой преобразователь частоты содержит усилитель 1, счетчик 2 числа периодов входной частоты, дешифратор 3 числа периодов входной частоты, генератор 4 образцовой частоты, элементы И 5, счетчик 6 длины участка аппроксимации , дешифратор 7, матрицу 8 управления, комбинационный блок 9,.элемент ИЛИ 10, дели.тель 11 частоты, счетчик 12 результата. Выход частотного датчика соединяется со входом усилителя 1, выход которого соединяется со входом счетчика 2 числа периодов входной частоты, выходы счетчика 2 соединены со входами дешифратора 3 числа периодов входной часто ты, выходом соединенного с одним из входов элемента И 5 i Второй вход элемента И 5 соединяется с выходом генератора 4 образцовой частоты, а выход - со входом счетчика 6 длины участка аппроксимации, выход которо соединен с одним из входов матрицы управления, а другие выходы счетчи ка б соединены соответственно с одной из групп входов комбинационного блока 9, другие его входи соединены с выходами матрицы 8 управления. Выходы комбинационного блока 9 соединены со входами элемента ИЛИ 10, выход которого соединен со входом делителя 11 частоты, выходом соединенного со входом, счетчика 12, а выходы счетчика 12 - с одним из входов матрицы 8 управления. В основу работы функицонального цифрового преобразователя частоты положено использование.цифровой кусочнолинейной аппроксимации обратной функции частотного датчика с равномерным шагом аппроксимации по оси ординат. Различный наклон аппроксимирующих прямых реализуется при помощи двоичного умножителя, который образуют счетчик длины участка аппроксимации, матрица управления, комбинационный блок, который может состоять из элементов совпадения, и элементы ИЛИ. Коэффициенты наклона аппроксимирующих прямых предварительно рассчитыва1от и задают в матрицу управления. Преобразователь работает следующим образом. При поступлении в дешифратор 3 числа периодов входной частоты команды Пуск в счетчике 2 начинается отсчет заданного числа периодов входной частоты. Одновременно по команде из дешифратора 3 импульсы из генератора 4 образцовой частоты через элемент И 5 поступают в счетчик 6-длины участка аппроксимации. При поступлении в него заданного числа импульсов, соответствующего границе диапазона преобразования, на выходе дешифратора 7 формируется команда, поступающая в матрицу 8 управления. По этой команде на выходах матрйцы 8 управления, соединенных со входами комбинационного блока 9, устанавливается код коэффициента наклона аппроксимирующей црямой. При дальнейшем поступлении импульсов в счетчик 6 на выходах комбинационного блока 9 формируются импульсы, поступающие на вход элемента ИЛИ 10, с выхода которого импульсы поступают в делитель 11 частоты, где осуществляется их деление на заданный коэффициент деления. Из делителя 11 частоты импульсы поступают на вход счетчика 12. При поступлении в него числа импульсов, соответствующего границе каждого участка аппроксимации по оси ординат, код на выходах изменяется, и устанавливается код коэффициента наклона следующего участка аппроксимации. При поступлении в счетчик 2 заданного числа периодов входной частоты команда