Цифровой функциональный преобразователь частоты следования импульсов в код Советский патент 1982 года по МПК G06F17/10 

1

Изобретение относится к преобразованию аналоговой информации в ее цифровой эквивалент в определенной функциональной зависимости, а конкретно - к преобразованию аналоговых сигналов, изменяюи4ихся по логарифмическим законам, в количество импульсов. Предлагаемый преобразователь может быть применен в любых отраслях народного хозяйства, например в промышленности строительных материалов для обработки информации, поступающей с датчиков плотности шлама тензометрических и магнитоанизотропных датчиков.

Известен цифровой функциональный преобразователь частоты следования импульсов. Он содержит два счетчика, первый вход первого из которых через первый ключ соединен с выходом генератора образцовой частоты и входом блока синхронизации, а выход через блок ключей, управляющие входы которых подключены к выходу блока синхронизации, соединен с выходным регистром. В состав преобразователя также входят блок задания границ участков аппроксимации, блок записи числа, второй ключ и управляющий трипг гер, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго ключей, его первый вход подключен к выходу блока синхронизации, а второй вход - к выходу второго счетчика, первый вход которого через второй ключ соединен с входом преобразователя,а второй вход присоединен к выходу первого блока записи числа и через второй блок записи числа - к выходу блока синхронизации,выход первого счетчика через блок задания границ участков аппроксимации соединен с первыми входами первого и третьего блоков ааписи числа, вторые входы которых подключены к выходу блока синхронизации, выход третьего блока записи числа соединен со вторым входом первого счетчика. Поеобоазовлние осуществляется методом кусочно-нелинейной аппроксимации с выработкой кода дополнения Ды и с переменным параметром - число периодов заполнения. Для аппроксимации заданной зависимости в нем используются отрезки гипербол. Каждая гиперболическая зависимость рассчитывается по формуле N - РоК FX i где М.,(код) число импульсов образцовой частоты f , сосчитанное выходным регистром за К периодов следования входных импульсов частоты F. С помощью образцовой частоты FQ и числа периодов заполнения К задают ся аппроксимирующие гиперболы. Варьи руя этими параметрами можно получить целое семейство гипербол Г ООднако в данном преобразователе переменным выбран только один параметр К 5 -1ТО ограничивает возможное количество аппроксимирующих гипербол и увеличивает число участков аппроксимации. Кроме того, необходимость выработки числа Д N ведет к увеличению количества оборудования и сниже нию надежности устройства. Цифровой функциональный преобразователь частоты следования импульсов построен по схеме, работающей в жестком временном режиме, который задается импульсами команд, вырабатываемыми бл ком синхронизации. Блок синхронизации управляет преобразователем, исходя из обработки максимальной по длительности информации, что ведет к уменьшению быстродействия устройства. Применение неконтролируемого блока синхронизации создает возможность выдачи ложной информации. Наиболее близким по технической сущности является цифровой функциональный преобразователь частоты сле дования импульсов в код, содержащий генератор, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и через делитель частоты - с первым входом коммутатора, выход которого через первый элемент ИЛИ соединен с входом регистра, выход первого элемента И через последовательно соеди ненные первые счетчик и дешифратор соединен с первым входом второго де шифратора, вход устройства через вт рой и третий элементы И соответстве но соединен с входами второго и тре 1тьего счетчиков, выход второго счет мика соединен с вторым входом, первого элемента И и первыми входами первого и второго триггеров,вторые входы которых через второй элемент ИЛИ соединены с первым выходом второго дешифратора и вторым входом коммутатора, выход первого триггера соединен с третьим входом коммутатора и входом-третьего элемента И, выход третьего счетчика соединен с вторым входом второго дешифратора, выход второго триггера соединен с входом второго элемента И 2j. В известном преобразователе задания зависимость (F,) аппроксимируется набором участков гиперболических зависимостей, воспроизводимых согласно формуле M-() -1-:И РХ где п - число участков аппроксимации; частота заполнения на i-м участке аппроксимации; число периодов частоты . Fy на i-м участке аппроксимации . Однако в описываемом преобразователе цикл работы посгТ5оен так, что сначала за время 2Т(Ту- период частоты) F«( определяется рабочий интервал аппроксимации, а затем производится само измерение, что снижает его быстродействие. Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя. Указанная цель достигается тем, что в известный цифровой функциональный преобразователь частоты следования импульсов в код, содержащий генератор, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и через делитель частоты - с первым вхо;дом коммутатора, выход которого через первый элемент ИЛИ соединен с входом регистра, выход первого элемента И через последовательно соединенные первые счетчик и дешифратор соединен с первым входом второго дешифратора, вход устройства через второй третий элементы И соответственно соединен с входами второго и Третьего счетчиков, выход второго счетчика соединен с вторым входом первого эле.ента И и первыми входами первого и второго триггеров, вторые входы которых через второй,элемент ИЛИ соединены с первым входом второго дешиф ратора и вторым входом коммутатора, выход первого триггера соединен с третьим входом коммутатора и входом третьего элемента И, выход третьего счетчика соединен с вторым входом второго дешифратора, введен третий элемент ИЛИ, причем выход второго триггера и второй выход второго дешифратора через третий элемент ИЛИ соединен с входом второго элемента И, Введение третьего элемента ИЛИ по зволяет организовать цикл работы пре образователя так, что определение ра бочего интервала аппроксимации будет производиться в конце предыдущего ци ла измерения. Для этого второй выход подключен ко второму дешифратору так что сигнал на выходе появляется после того, как в третий счетчик прступает () импульсов частоты F/. По этому сигналу начинается определение рабочего интервала аппроксимации для следующего цикла измерения, хотя предыдущий цикл измерения еще не окончен. На чертеже представлена схема предлагаемого изобретения. Цифровой функциональный преобразо ватель содержит генератор 1, три элемента И 2-, три счетчика , два дешифратора 8 и 9, коммутатор 10, делитель частоты 11, три элемента ИЛИ , два триггера 15 и 16 и регистр 17. Преобразователь работает следующим образом. Импульсы частоты Р через второй элемент И 3, при наличии разрешающего сигнала с выхода второго триггера 16 через третий элемент ИЛИ на входе второго элемента И 3 поступают во второй счетчик. Емкость счетчика определяется тем, что за временную базу принят интервал 21, т.е. время между первым и третьим импульсами час тоты F. На время 2Т со второго счет чика 6 поступает разрешающий сигнал на второй вход первого элемента И 2 и импульсы частотой PQ с генератора 1 через первый элемент И 2 поступают в первый счетчик 5. Границы интервалов аппроксимации F - .рассчитываются предварительно и каждой частоте F)(- соответствует определенное число импульсов частоты FQ. В зависимости от количества импульсов частоты FO, поступивших в первый счетчик 5 за время 2Тд, с первого дешифратора 9 на первый вход второго дешифратора 8 поступит информация о выбранном рабочем интервале аппроксимации. Через время 2Ту со второго счетчика 6 на первые входы первого 15 и второго 16 триггеров поступит сигнал о том, что определен рабочий интервал аппроксимации и с выхода первого триггеpa 15 на третий элемент И 4 и в коммутатор 10 поступит сигнал на начало измерения. Импульсы частотой FX через третий элемент И k поступают в третий счетчик 7- Его емкость не менее К По сигналу с выхода первого дешифратора первом выходе второго дешифратора 8 появится сигнал и импульсы частотой F с делителя частоты 11 iчерез коммутатор 10 и первый элемент ЖЛИ 13 будет поступать в регистр 17. После того, как в третий счетчик 7 поступит () импульсов частотой Fy, на втором выходе второго дешифратора 8 появится сигнал, который че|рез третий элемент ИЛИ 14 поступит на вход второго элемента И 3 и нач1нется определение рабочего интервала аппроксимации для следующего цикла измерения. После того, как в третий счетчик 7 поступит импульсов частотой F, с первого выхода второго дешифратора 8 через второй элемент ИЛИ 12 на вторые входы первого 15 и второго 1б триггеров поступит сигнал об окончан 4и измерения. С выхода первого триггера 15 поступит сигнал запрета на вход третьего элемента И t и коммутатора 10. ЦИкл измерения окончен. В это же время с выхода второго счетчика 6 на первые входы первого 15 и второго 16 триггеров поступит сигнал на начало следующего цикла измерения, так как рабочий интервал аппроксимации уже определен. В преобразователе предусмотрена однократная выдача информации в выходной регистр 17. Формирование значений выходной информации не зависит от законов поступления информации во времени, так как в каждом цикле предусмотрен выбор участка аппроксимации. Формула изобретения Цифровой функциональный преобразователь частоты следования импульсов