Преобразователь код-частота Советский патент 1982 года по МПК H03K13/02 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-ЧАСТОТА

Изобрете{ше огносится к автоматике,. вычислительной технике и телемеханике, а именно к импульсно-пискретным уст ройствам для преобразования цифровых параллельных коцов в частоту слецования электрических импульсов, и может найти применение в различных устройствах и си стемах автоматического управления и регулирования. Известно устройство для преобразования коцов в частоту, содержащее первый счетчик импул1.сов,- первые выходы которого подключены через последовательно соединенные первый многов;ходовый элемент совпадения и элемент задержки к первому вхоау элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а вькод - к счетному вхооу первого счетчика импульсов, второй счетчик импульсов, выходы которого подкяк)чены к выходам второго многовходового элемента спшадения; дополнительный мно говэсодовый элемент совпадения и два им- пульсных сумматора, первый вход первого из которьк подкгаочен к выходу ИЛИ, второй вход импульсного сумматора соединен с выходом дополнительного .многовхоцово-. го совпадения, входы которого |гоаключ&ны Ко вторым выходам первого счетчбка импульсов, а выход первого сумматора соединен с первым входом второго сум- матора, второй вход которого подключен к выходу многовходового Элемента совпадения, причем вькод второго сумматора соединен со счетаым входом второго счетчика импульсов Ll.Недостаток этого стройства заключается в том, что им обеспечивается требуемая зависимость между кодом и числом импульсов в единицу времени при резко неравномерной по времени расстановке импульсов Известно также устройство для феобэааования цифровых кодов в частоту импульсов, содержащее генератор, формирс ватель временного интервала Т, схему И, первый вход которой соеаннен с вы ходом первого регулируемого по входному 392 коцу N делителя выходной частоты генератора, а вькод соединен со счетным входом двоичного счетчика, втфой регулируемый целитель частоты, импульсный вход которого соединен с выходом генератора, а цифровые управляющие входы с поразрядными входами двоичного счетчика 2. Данное устройство обеспечивает равно мерную по времени расстансжку.выходных импульсрв, но линейность преобразования код-частота обеспечивается только при маяой крутизне преобразования кода в частоту следования импульсов, Цель изобретения - повышение крути; ны преобразсвания. Поставленная цель-достигается тем, что в преобразователь Код-частота, содер жащий генаратор импульсов, подключенны выходом к формирователю временного интервала, выполненному на двоичном делителе частоты, поразрядные выходы которого соединены со BxoiiaMH формирователя тактовых импульсов, элемент И, первый вход которого подключен к выходу формирователя тактовых импульсов, второй вход соединен с выходом первого управляемого делителя частоты, а выход подключен к счетному входу двоичного счетчика, вькоды которого поразрядно соединены с управляющими входами второго управляемого делителя частоты,, импульсный вход которого ПОДКЛЮЧЕН к выходу генератора импульсов и к импульсному входу первого управляемого делителя частоты,управлякяцие входы которого соединены с шиной входного-кода, вв дены дополнительный двоичный счетчик, дополнительный элемент И, элемент ИЛИ, дополнительный управляемый делитель частоты и вычислитель, управл5йс«1ше входы которого поразрядно соединены с выходами двоичного счетчика, а выходы поразрядно подключены к управляющим входам дополнительного.управляемого делителя L А « JU-A W Ч. . Т (. «, Л л, частоты, импульсный вход котфого соеда нен с выходом дополнительного элемента И, первые входы которого по|аключены к выходу генератора импульсов, а вторые входы поразрядно соединены с выходами дополнительного двоичного счетчика,счетный вход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ и к вькоау дополнительного управляемого делителя частоты, а обнуляющий вход соединен со вторым входом элемента ИЛИ и с выходом второго управляемого цедателя частоты, На чертеже представлена структурная электрическая схема преобразователя. 44 Преобразователь содержит шину I вхосн но го кода, генератф 2 импульсов, двоичный делитель 3 частоты, формирователь 4 тактовых имщгльсов, элемент И 5, двоичный счетчик 6, вычислитель 7, пер вый управляемый делитель 8 частоты, дополнительный управляемый делитель 9 частоты, второй управляемый делитель 10 частоты, дополнительный счетчик 11, элемент ИЛИ 12, дополнительный элемент И 13, выходную шину 14. Выход генератора 2 подключен к импульсным входам первого и второго управляемых делителей 8 -и 10 частоты, о входу двоичного делителя 3 частоты и к одному из входов дополнительного эле- мента И 13, Выход первого управляемого делителя 8 частоты соединен с одним из входов элемента И 5, второй вход которого соединен с вьисодом формирователя 4 тактовых импульсов, входы которого соединены с поразрядными выходами двоичного делителя 3 частоты. Выход элемента И 5 соединен со входом счетчика 6, а его поразрядные выходы соединены со входами вычислителя 7 и со входами второго управляемого делителя 10 час- . тоты,- Выходы вычислителя 7 соединены с ци4ровыми входами дополнительного управляемого делителя 9 частоты, выход . которого соединен со счетным входом допо/шйтельного счетчика 11 и с одним из входов элемента ИЛИ 12, второй вход котфого соединен с выходом второго управляемого делителя 10 частоты и с обнулякяцим входом дополнительного счет чика 11, поразрядные выходы которого соединены со входами дополнительного элемента И 13, выход которого соединен с импульсным входом дополнительного управляемого делителя 9 частоты. Устройство работает следующим образом. Преобразуемый код N , поступающий на цифровые входы первого управляемого . W делатели 8 частоты устанавливает коэффишент деления этого делителя. На выходе первого управляемого делителя вьнрабатываются импульсы, период следования Т котфЫх определяется следующим выражением; где f - выходная частота генератора 2. Импульсы с периодом следования Т поступают на один иавходов элемента И 5,-На 1фугой вход этого элемента И поступают входные сигналы формирователя 59:2 4 тактовых импут сов. Этот формировагель за один такт (время набора с нулевого до полного кода) вьЧ}абать1вает импульс длительностью Т. Во время дейст-ч ВИЯ импульса с длительностью Т выходные сигналы первого управляемого делителя частоты поступают на вхоц предч варительного обнуления счетчика б; .Описанный алгоритм приводит к тому. что после окончания действия импульса Т в счетчике устанаёливается код Мпр ,о 1ределяемый следуклцим выражением: ) . Полученный к од N и/) передается для дальнейшего tpeобразования в вычислитель 7 и второй управляемый делитель Ю частоты, а счетчик общгляется и тем самым подготавливается к слерующему такту формирования кода Мпр . Так как построение второго управляемого делителя Ю частоты аналогично построению первого делителя 8, то на его выходе с учетом того, что Коэффициент его деления определяется кодом Мпр, образуются импульсы с периодом слвдсхвания ТTi -J- Чпр, В тех случаях, когда отношение величины Т к Т представляет собой целое число, частота имг ульсов fi , выходе делителя 10 частоты .точно cooiv ветствует значению кода М . В самом де.ле, при условии Nnp j по дучаем . -J-я т, - т I Однако с учетом того, что отношение Т к Т| не всегда равно целому чисд, а код счетчика Jnf характеризует только целую часть указанного отношения, то частота fj , в общем сдучае, определяется выражением f fur- p| -fnp- (5). , чем больше значение кода Nnp. тем выше точность преобразования, кода N в частоту f . Увеличение Кода Nnp при определенном коде N может быть достигнуто за рче г увеличения поо-оян- ного коэф({ тциента Т, но при этом умеш шается крутизна преобразования кода в частоту. Увеличение точности в п раз во столько же раз уменьшает крутизну преобразования . Предлагаемое устройство разрешает указанное пропторечие следующим образом. (2) 4 ё Выбором значений и Т цостигается получение такого кганимального значетшя N|ip. , при котором обеспечивается требуемая точность преобразования, но не обеспечивается требуемая крутизна преобразования (период следования и импульсов частотой fzci. в. п раз меньше требуемого, где п 2. I I ,2... ). Назовем эти импульсы импульсами оснсданой последовательности,Каждый импульс основной посредовательности через элемент ИЛИ 12 поступает на вьЬсс/д устройс ва и одно еменно с этим обнуляет aottoit,нительный счетчик II, Обнуление счетчика обеспечивает прохождение выхооных ригналрв генератора 2 на ямпульсный вход дополнительного угфавляемого дештэля 9 частоты. Коэффициент деления последнего определяется выходным койом; вычислителя К|оп , котчэый определяв ся следуюишм вьфажением: п-. Так как построение дополнительного управляемого делителя 9 частоты анало--ГИЧНО построению первого и второго управляемых делителей 8 и 10 частоты, то на его выходе (с учетом выражения (6) формируются импульсы с периодом след«. « приблизительно в п раз меньше, чем период следования импульсов основной пооледовательностк импульсов. Каждый из выходных импульсов дополнительного управляемого делителя частоты поступает через элемент ИЛИ 12 на выход устройства и одновременно С этим- на счетный вход дополнительного счетчика Ц, Дополнительный счетчик фиксирует количество импульсов, выработанных дополнительным управляемым делителем 9. чао ,тоты. Как только выработан (л-1 ям-.пульс данной серии, код дополнительиого |счетчика 11 воздействует на входы до полнительного элемента И 13 таким (Образом, что поступление сигналов на импульсный вход дополнительного управл емого делнгеяя 9 частоты прекращается, Через некоторое время вьфабатывается очередной импуяьс основной импульсной последшательности, снова обнуляется дополнительный счегчик 11 и вьфабатывается очередная серия из п -1 импульса дополнительной последовательност, Таким образом, на выходе устройства вырабатывается повторяктаяся последовательность из п импульсов с частотой следования В п раз большей частоты

2П Ч обеспечивается увеличение крутизны преобрааования кода в частоту в п , раз, При этом зависимость частоты повтиреиия поспецовательности изп импульсов от входного коца Н не отличается от требуемой линейной зависимости на величину большую, чем 100%, а временная неравномерность расстановки импульсе внутри указанной последовательности импульсов ие превышает величину ij p-100%.

Таким образрм, введение в устройств . дополнительного регулируемого делителя,

частоты позволяет, по сравнению с из вестным устройством, повысить крутиэну греобразования |рактячески без потерь точности.

Использование изобретения позволяет улучшить качество автоматического управления и регулирования.

Формула изобретения

Преобразователь код-частота, содер- 25 жащий генератор импульсов,подключенный вьосодом к фсрмирователю временного интервйла, выполненному на двоичном делителе частоты, nqpaзpяцныe выходы кото рого соепинены с входами формирователя,Q тактовых импульсов, элемент И, первый вход подключен к выходу формирователя тактовых импульсов, второй вход соединен с выходом пербого управляемого делителя частоты, а выход подключен к счетному входу двоичного счетчика, выходы которого, соединены с управляющими входами второго управляемого делителя частоты, импульсный вход которого подключен к выходу генератора импульсе и к импульсному

входу первого управляемого делителя частоты, управляющие входы которого соединены с шиной входного кода, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения крутизны преобразования, в него введены дополнительный двоичный счетчик, дополнительный элемент И, элемент ИЛИ, дополнительный управляемый делитель частоты и вычислитель, управляющие входы которого поразрядно соединены с выходами двоичного счетчика, а выходы поразрядно подключены к управляющим входам дополнительного управлякадего делителя частоты, импульсный вход которого соединен с вькодом дополнительного элемента И, первые входы которого подключены к выходу ге- . нератора импульсов, а втсрые входы поразрядно соединены с выходами дополнительного двоичного счетчика, счетный вход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ и к вьрсоду дополнительного управляемого делителя частоты,а обнуляющий вход соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с выходом второго управляемого делителя частоты.

Источники информашш, принятые во внимание при экспертизе

№ , кл.-Н 03 К 13/О2, 1978.

2, Авторское свидетельство СССР

№ 282748,кл,Н 03 К 13/24, . (прототип).