Интегрирующий преобразователь частоты следования импульсов в код Советский патент 1982 года по МПК H03K13/20 

(S) ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ В КОД Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в системах автоматики, в измерительных и вычислительных системах, в частности для сопряжения частотных датчиков с цифровой вычислительной машиной. Известен преобразователь частоты следования импульсов а код, построен ный на основе счетчиков с переключающими устройствами на входе, которые производят счет импульсов в течение эталонного интервала времениtl Недостатком его является низкая точность. Наиболее.близким к изобретению по технической сущности является преобразователь, содержащий первый и второй счетчики, блок переписи кода, запоминающий регистр,блок управления, генератор тактовых импульсов, присоединенный своим выходом к управляющему входу распределительного блока, включающего в себя счетный триггер и два элемента И 2 . Недостаток известного устройства состоит в том, что в нем возможна погрешность при переключении распределительного блока. Если момент переключения распределительного блока происходит во время действия импульса,то один и тот же импульс может поступить на вход одного счетчика, а в остальное время после переключения он окажется на входе другого счетчика. При этом один и тот же импульс будет сосчитан дважды, т.е. появится погрешность. Целью изобретения является повышение точности преобразования за счет устранения указанной погрешности. Поставленная цель достигается тем, что в интегрирующий преобразователь частоты следования импульсов в код, содержащий генератор тактовых импульсов, выходы которого подключены к 0ХОДУ блока управления и управляющему 396 входу распределительного блока,,первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока переписи кода, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, установочными входами двух счетчиков и управляющим входом запоминающего ре гистра, информационный вход которого подключен к выходу блока переписи ко да, третий и четвертый выходы распределительного блока соединены со счетными входами соответственно первого и второго счетчиков, выходы которых подключены к входам блока переписи кодов, введены два одновибратора, два элемента И, RS-триггер, четыре дифференцирующие цепи и четыре диода, причем прямой и инверсный выходы триггера младшего разряда первого счетчика подключены соответственно через последовательно соединенные первые дифференцирующую цепь и диод и церез последовательно соединенные вторые дифференцирующую цепь и диод к входу первого одновибратора, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, прямой и инверсный выходы триггера младшего разряда второго счетчика : подключены соответственно через последовательно соединеннь1е третьи диф ференцирую1|дую цепь и диод и через последовательно соединенные четверты дифференцирующую цепь и диод к входу второго одновибратора, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, третий вход которого подключен к второму выходу блока управления, а выход - к R-входу RSтриггера, S-вход которого соединен с входной шиной и первым входом второго элемента И, а прямой выход - с вторым входом второго элемента И, вы ход которого подключен к информацион ному входу распределительного блока. На фиг. 1 представлена функционал ная схема интегрирующего преобразова теля частоты следования импульсов в КОД} на ф.иг. 2 - диаграмма напряжений. Интегрирующий преобразователь час тоты следования импульсов в код содержит первый t и второй 2 счетчики, блок 3 переписи кода, запоминающий р гистр 4, блок 5 управления, генератор 6 тактовых импульсов, присоединенный своим выходом к управляющему входу распределительного блока 7, 4 включающего в себя счетный триггер 8, и элементы И 9 и 10, первый 11 и второй 12 одновибраторы, дифференцирующие цепи , диоды ,, тригг еры 21 и 22 младшего разряда соответственно первого 1 и второго 2 счетчиков, эле.мент И 23, RS-триггер 2k, элемент И 25 и шину 2б входного сигнала 27. Преобразователь работает следующим образом. В определенный момент времени первый счетчик 2 обнулен по команде от блока 5 управления, а состояние второго счетчика соответствует числу поступивших на его вход импульсов. В этот момент приходит очередной тактовый импульс (фиг:2 э) С генератора б, который переводит счетный триггер 8 в единичное состояние (RS-триг-гер также находится в единичном состоянии). Входные импульсы (,фиг.2г) поступают через входную шину 2б на первый вход элемента И 25. Так как на второй вход элемента И 25 поступает единичный сигнал, импульсы проходят на информационный вход распределительного блока 7, входныеимпульсы далее-поступают на первые входы элементов И 9 и 10. Так как на второй вход элемента И 9 подан единичный сигнал с прямого выхода счетного триггера 8, входные импульсы проходят на счетный вход первого счетчика Г(фиг.2д и не про.ходят на выход элемента И 10, на второй-вход которого подан сигнал логического нуля с инверсного выхода счетного триггера 8. По команде с блока 5 управления, поданной на блок 3 переписи кода (фиг.2б, код из счетчика 2 переносится в регистр . Следующая команда (фиг.2 в от блока 5 управления производит обнуление второго счетчика 2. Первый счетчик 1 производит счет входных импульсов до прихода следующего тактового импульса, который переводит счетный триггер 8 в противоположное (нулевое состояние. Далее процесс повторяется, только входные импульсы поступают на счетный вход второго счетчика 2 (фиг.2 е) , второй счетчик работает в режиме.суммирования, а первый сохраняет накопленный код для передачи в выходной регистр, т.е. на выход преобразователя. При каждом срабатывании триггера 21 младшего разряда первого счетчика 1, напряжение с его прямого и инверсного выходов (фиг.2 ж, и) дифференцируется цепями 13 и т4, и каж-г дый положительный фронт с их входов поочерёдно через диоды 17. и 18 проходит на вход первого одновибратора 11 (фиг.2 м),на выходе которого появляется импульс (фиг.2п) при каждом опрокидывании триггера 21 младшего разряда первого счетчика 1. Аналогично при каждом опрокидывании триггера 22 младшего разряда вто porq счетчика 2 появляется импульс на выходе второго.одновибратора (фиг,2р). Напряжение с его прямого и инверс ного выходов (фиг.2 к,л) дифференцируется цеп;ями 15 и 1б и каждый положительный фронт с их выходов поочередно через диоды -19 и 20 проходит на вход одновибратора 12(фиг.2 на выходе которого .появляется импульс при каждом опрокидывании триггера 22 младшего разряда счетчика 2 (фиг.2р). В случае совпадения заднего фронта тактового импульса с входным импульсом (импульс 27 на фиг.2г), данный входной импульс поступает на входы обоихсчетчирсов (фиг.2д,е). Триггеры 21 и 22 младшего разряда обоих счетчиков почти одновременно срабатывают и следовательно срабатывают оба одновибратора 11 и 12 , Длительность входных импульсов одновибраторов выбрана больше длительности входного импульса, но меньше минимального периода следования вход .ных импульсов. Поэтому импульсы, поступающие на первый и второй входы элемента И 23 частично совпадают во времени и на выходе элемента И 23 появляется импульс (фиг.2 с), на тре тий вход элемента И 23 всегда подан единичный сигнал, за исключением случая, рассмотренного ниже. Импульс с выхода элемента И 23 переводит RS-триггер 2k в нулевое состояние, в результате чего на вход второ го элемента И 25 подается запрещающий сигнал. Поэтому очередной входной импульс с шины 2б через элемент И 25 не проходит на соответствующий счетчик, за счет чего получатеся необходимая коррекция ошибки из-за дво ного счета двумя счетчиками импульса 27 (фиг.2г). Импульс, не попавший на счетчики, поступает однако на S-вход RS-триггера , который зад9О6 ним фронтом импульса переводится в единичное состояние, открывая элемент И 25 для прохождения следующих входных импульсов. Одновременное срабатывание одновибраторов 11 и 12, помимо расмотренного случая, возможно также в момент обнуления одного,из счетчиков импульсом с блока 5 (фиг.2в),Для предотвращения пропуска одного имПульса элемент И 23 в этом случае запирается подачей на его третий вход нулевого сигнала с выхода блока 5 управления, который формирует-, ся с необходимым перекрытием по времени импульса обнуления (фиг.2в, импульсы показаны пунктиром). По сравнению с известными устройствами, в которых устранение указанной погрешности ведется соответствующим выбором параметров сйгналой ( достаточно малая величина длительности импульсов, увеличение крутизны фронтов и др.), причем возможность двойного подсчета импульса все равно остается, в предлагаемом устройстве используется принцип обратной связи - устанавливается факт неправильной работы счетчиков и вносится необходимая коррекция. Поэтому изобретение без предъявления жестких требований к элементам, т.е. при снижении стоимости, позволяет повысить точности преобразования. Формула изобретения Интегрирующий преобразователь частоты следования импульсов в код, содержащий генератор тактовых импульсов, выходы которого подключены к входу блока управления и управляющему входу распределительного блока, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока переписи кода, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, установочными входами двух счетчиков и управляющим входом запоминающего регистра, информационный вход которого подключен к выходу блока переписи кода, третий и четвертый выходы распределительного блока соединены с счетными входами соответственно первого и второго счетчиков, выходы которых подключены к входам блока переписи кодов, отличаю