Процентный время-импульсный преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H03K13/20 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах относительного преобразования временных интервалов в цифровой код.

Известен процентный время-импульсный преобразователь, в котором осуществляется преобразование RCL-napaметров во временной интервал при снижении мощности, рассеиваемой в измерительной цепи, за счет использования возмущающего воздействия измерительной цепи в виде линейно-изменяющегося напряжения L- lНедостаток этого устройства-- необходимость проведения оператором дополнительных вычислительных операций для определения процентного отклонения измеряемого параметра от номинального значения, так как цифровой отсчет в нем пропорционален лишь отношению абсолютного значения измеряемого параметра к номинальному значению.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является процентный время-импульсный преобразователь, работа которого ocyoiecTвляется в два цикла. В первом цикле в счетчики заносятся число NH. соответствующее номинальному значению параметра, и число М, пропорцио-. нальное измеряемому параметру, соответственно. Во втором цикле производится автоматическое преобразование этих чисел в непосредственный отсчет процентного отклонения измеряемого параметра от номинального значения, т.е.

10

N..

Ny-Nn

-1Г7Г

В состав такого устройства входят схема определения отношений двух чи15сел, состоящая из двух интеграторов с последовательным переносом или двоичных умножителей частоты и делителей частоты, а также дешифрато несоответствия, в состав которого

20 входят два триггера с раздельным запуском, две совпадения и схема сборки pj.

Недостатками этого преобразователя являются низкое быстродействие

25 и сложность его реализации.

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности преобразователя за счет его упрощения.

Поставленная цель достигается

30 тем, что .в процентный вpe я-и пyльcный преобразователь, содержащий генератор счетных импульсов, выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей, вторые вхо да которых соединены с первым и вторым выход иФ1 блока управления, третий которого через блок занесения номинального значения подключен к установочным входам счетчика номинального значения, вь1ходы которо го соединены с первой группой входов блока элементов совпадения, вторая гру па входов которого подключена к выхода первого счетчика импульсов, а выходы через элемент ИЛИ соединены с входом второго счетчика импульсоБ, выход ne вого ключа соединен с входом первого счетчик;а импульсов, выход второго ключа соединен с входом счетчика измеряемого параметра, введены блок сравнения прямого кода, блок сра-внения обратного кола и элемент И, причем выход блока занесения номинального значения подключен к установочным входам второго счетчика импульсов, первая и вторая группа выходов которого подключены к первым группам входов соответственно блока сравнения прямого кода и блока сравнения .обратного кода, выходы которых соединены с третьим и четвертым.входами соответственно перйого ключа,.первая, вторая и третья группы выходов счетчика измеряемого параметра подключены соответственно к второй груп пе входов блока сравнения прямого кода, к второй труппе входов блока сравнения обратного кода и квходам элемента И, выход которого соединен с управляющим входом второго счетчика импульсов. На чертеже представлена структур ная схема,преобразователя. Устройство содержит генератор 1 счетных импульсов, блок 2 занесения номинального значения, блок 3 управления, ключи 4 и 5, счетчик, 6 номинального значения, блок 7 элементов совпадения, счетчик 8 импульсов .элемент ИЛИ 9, счетчик 10 импульсов блок 11 сравнения ПРЯМОГО KQfla, бло 12 сравнения обратного кода,элемен И 13, счетчик.14измеряемого параме ра, В исходном положении счетчики б, 8, 10 и 14 находятся в нулевом состоянии. I i ..Преобразователь работает в два цикла. В первом цикле сигналом с блока управления блок 2 занесения номинального значения по установочным входам в счетчик 6 заносит число T-fjj , где Т - длительность интервала времени, соответствующая номинсшьному значению измеряемого параметра, f - значение частот1 генератора 1 счетных импульсов, а в счетчик 10 производится запись обратного кода числа N, т.е. запись числа Np, Мц, где Щм, числовая емкость счетчиков б, 8, 10 и 14. Одновременно блок 3 управления выдает, сигнал на ключ 5, в результате чего этот ключ открывается на интервал времени Tj, пропорциональный измеряемому параметру. В результате, в счетчике 14 фиксируется число импульсов генератора 1, равное N, Txfo Если Tjj Т ц (т.е. измеряемый параметр больше номинального значения) , в процессе счета по достижении ,числом в счетчике 14 значения Nj. срабатывает элемент 13. К входам элемента И 13 подключены выходы не всех триггеров, а только тех, сумма весов которых соответствует числу NH7 т.е. номинальному значению измеряемого параметра. При этом блок2 занесения номинального значения изменяет исходную установку счетчика 10, произведя в него запись числа N . Если TJ Тц, исходная установка счетчика 10 остается неизменной,. . Во втором цикле осуществляется преобразование значений N и N в цифровой отсчет процентного отклонения параметра от номинального зна-чения, т.е. -.|.. Для этого блок 3 управления на время BTopqro цикла открывает ключ 4, через который импульсы высокой частоты с генератора 1 счетных импульсов поступают в счетчик 8 импульсов. Шходные уровни триггеров разрядов счетчика б управляют потенциальными входами блока 7 элементов совпадения. Выходные сигналы триггеров разрядов счетчика 8 поступают на импульсные входы этих же элементов совпадения. При совпадении обоих сигналов на входах элементов совпадения блока 7 на их выходах появляются импульсы, которые поступают через элемент ИЛИ 9 на счетчик 10. Состояние элементов совпадения блока 7, и, следовательно, суммарную частоту на выходе блока 7 задают состояния триггеров счетчика б. При этом триггер самого старшего разряда счетчика б управляет элементом совпадения, на котором подаются сигналы от триггера самого.младшего разряда счетчика 8. С вьахода элемента 9 следуют импульсы суммарной частоты Учитывая, что N г Т ц f ., полуИмпульсы частоты , подсчитываютс счетчиком 10, .В случае, если действительное значение параметра больше его номинального значения ( Тц) , то пре образователь работает следующим образом. По получении в счетчике 10 числа равного числу N, зафиксированному в счетчике 14, срабатывает блок 11 сравнения прямого кода и закрывает ключ 4. При этом время At , в течение которого ключ 4 открыт, можно определить из уравнения Nj Nj +Atf Принимая во внимание, что N Т и выражение (1), получим Vf T.f+ t bJ Откуда - (2 TO и о За время At в счетчик 8 пройдет с генератора 1 число счетных импуль сов, равное N At f-. или с учетом (2) Из выражения (3) видно, что по окончании второго цикла со оче чика 8 может быть снят отсчет относительного отклонения параметра от но минального значения. Знак отклонения устанавливается индицкрованием состояния триггера знака { не показан} , коммутируемого по логическим входам импульсами с выхода блоков 11 и 12, В случае Т Тц работа устройств .аналогична с той лишь разницей, что как отмечалось выше, исходная установка числа в -счетчике 10 остается равной Njy И ц . При этом по получении в нем числа, равного обратном ноду числа -f, зафиксированного в счетчике 14, срабатывает блок 12 сравнения обратного кода и закрывае ключ 4, Интервал в этом случае можно определить из уравнения %- ел- t, .т f + Infe «t о откуда ,t ...Iip. и и V Со счетчика 8 снимается отсчет N-- t-4«ot т.е. пропорциональный относительному отклонению параметра от Номинального значения. Знак отклонения измеряется на противоположный, поскольку триггер знака установлен в соответствулщее состояние при срабатывании блока 12 сравнения обратного кода. Выбирая соответствующим образом значение ., можно получать цифровой отсчет, равный отклонению параметра от номинального значения в процентах, десятых долях процента и т.д. Общее время измерения данным преобразователем равно t Т., + At . . И%(Л Составляющая t, как следует из (2), тем меньше, чем больше частота fp генератора счетных импульсов и чем меньше числовая емкость N применяемых счетчиков. Последняя зависит от требуемой точности и диапазо на измерения. . Предлагаемый преобразователь обладает более высокими быстродействием и надежностью, так как он имеет наименьшее число узлов и элементов. Формула изобретения Процентный время-импульсный преобразователь, содержащий генератор счетных импульсов, выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами блока управления, третий выход которого через блок занесения ною1нального значения подключен к установочным входам счетчика номинального зна-чения, выходы которого соединены с первой группой входов блока элементов совпадения, вторая группа входов которого подключена к выходам первого счетчика импульсов, а выходы через элемент ИЛИ соединены с входом второго счетчика импульсов, выход первого ключа соединен с входом первого счетчика импульсов, выход второго ключа соединен с входом счетчика измеряемого параметра, отличающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности преобразователя, в него введены блок сравнения прямого кода, блок сравнения обратного кода и элемент И, причем выход блока занесения номинального значения подключен к установочным входам второго счетчика импульсов, первая и вторая группы выходов которого подключены к первым группам входов соответственно блока сравнения прямого кода и блока сравнения обратного кода, выходы которых соединены с третьим и четвертым входами соответственно первого ключа, первая, вторая и третья группы выходов счетчика измеряемого парс1метра подключены соответственно к второй группе входов блока сравнения пря,мого кода, к второй группе входов блока сравнения обратного кода и к входам элемента И, выход которого соединен с управляющим входом второго счетчика импульсов.

Источники информации, принятые во внима ние при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР . 327601, кл, Н СГ5 К 13/20,972.

2.Авторское свидетельство СССР № 429526, кл. Н 03 К 13/20, 1974.