Преобразователь частоты в код

(19) (111 М 59 Н 0 К 13 20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП 1 РЫТИЙ 211 3607674/18-21(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 364095, кл, Н 03 К 13/20, 1970.2. Новицкий П.В. Кнорринг В.Г.,Гутников В.С. 11 ифровые приборы с час -тотными датчиками. Л., "Энергия",1970, с. 230, рис. 9-2 (прототип)(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В КОД, содержащий реверсивный счетчик и первый элемент задержки, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возмож - ностей, в него введены генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, второй элемент задержки, четыре синхронизатора, два элемента ИЛИ, коммутатор и два элемента И, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входом распределителя импульсов, четыре выхода которого соответственно подключены к первым входам синхронизаторов, выходы первого и второго синхронизаторов через первый элемент ИЛИ соединены с суммирующим входом реверсивного. счетчика, а выходы третьего и четвертого синхронизаторов через второй элемент ИЛИ - с вычитающим входом реверсивного счетчика, первая входная шина подключена к первому входу первого элемента И, вторая входная шина - к первому входу второго элемента Й, вторые входы элементов И соединены с первой и второй шинами установки режима соответственно, выход .первого элемента И соединен с вторым входом первого синхронизатора и через первый элемент задержки - с вторым входом третьего синхронизатора, выход второго элемента И подключен к второ му входу четвертого синхронизатора и .ерез второй элемент задержки - к второму входу второго синхронизатора, при этом выходы реверсивного счетчика через коммутатор соединены с вы- Я ходными шинами, управляющий вход коммутатора соединен с пятым выходом распределителя, третья входная шина с установочным входом реверсивного ЬааИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для связи вычислительных машинс объектами управления, в системахстабилизации частоты, для обработкиситналов от частотных датчиков. 5Известен преобразователь частотыв код с получением кода разности частот двух сигналов, содержащий блокуправления, ключ, счетчик результата, два двоичных умножителя, состояих из управляющего счетчика, счетчиа и системы ключей, и генераторопорной частоты, соединенный с входомпервого двоичного умножителя 11.Недостаток этого устройства 15сложность реализации, Кроме того, код разности частот вырабатывается циклически и не позволяет непрерывно отслеживать значение разности частот в цифРовом коде.20Наиболее близким по технической сущности к изобретению является частотно-цифровое измерительное устройство, содержащее реверсивный счетчик и первый элемент задержки, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, а суммирующий вход реверсивного счетчика и вход элемента задержки соединены с входной шиной 21.Однако известный преобразователь не позволяет преобразовывать в код разность двух частот.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя, 35Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь частоты в код, содержащий реверсивный счетчик и первый элемент задержки, введены генератор тактовых импульсов, распределитель импульсов, второй элемент задержки, четыре синхронизатора, два элемента ИЛИ, коммутатор и два элемента И, причем выход генератора так. товых импульсов соединен с входом распределителя импульсов, четыре выхода которого соответственно подключены к первым входам синхронизаторов, выходы первого ивторого синхронизаторов через первый элемент ИЛИ соединены с суммирующим входом реверсивного счетчика, а выходы третьего и четвертого синхронизаторов через второй элемент ИЛИ - с вычитающим входом реверсивного счетчика, первая входная шина подключена к первому 55 входу первого элемента И, вторая входная шина - к первому входу второго элемента И, вторые входы элементов И соединены с первой и второй шинами установки режима соответственно, вы ход первого элемента И соединен с вторым входом первого синхронизатора и через первый элемент задержки - с вторым входом третьего синхронизатора, выход второго элемента И подключен к второму входу четвертого синхронизатора и через второй элемент .задержки - к второму входу второгосинхронизатора, при этом выходы реверсивного счетчика через коммутаторсоединены с выходными шинами, управляющий вход коммутатора соединен спятым выходом распределителя, третьявходная шина - с установочным входомреверсивного счетчика.На чертеже представлена схемапредлагаемого преобразователя,Устройство содержит генератор 1тактовых импульсов, выход которого .соединен с входом распределителя 2импульсов, первые четыре выхода которого соответственно подключены к первым входам четырех синхронизаторов3-6, выходы первого 3 и второго 4синхронизаторов через первый элемент.ИЛИ 7 соединены с суммирующим входомреверсивного счетчика 8, а выходытретьего 5 и четвертого 6 синхронизаторов через второй элемент ИЛИ 9с вычитающим входом реверсивногосчетчика 8, первая входная шина 10подключена к первому входу первогоэлемента И 11, выход которого подключен к второму входу первого синхронизатора 3 непосредственно и черезпервый элемент 12 задержки - к второму входу третьего синхронизатора5, вторая входная шина 13 подключена к первому входу второго элементаИ 14, выход которого подключен квторому входу четвертого синхронизатора 6 непосредственно и через второй элемент 15 задержки - к второмувходу второго синхронизатора 4. Первая шина 16 установки режима соединена с вторым входом первого элементаИ 11, вторая шина 17 установки режима - с вторым входом второго элемента И 14. Информационные выходы реверсивного счетчика 8 через коммутатор18 подключены к выходным шинам 19,управляющий вход коммутатора 18 соединен с пятым выходом распределителя2. Третья входная шина 20 подключена к установочному входу реверсивногосчетчика 8.Преобразователь работает следующим образом.При отсутствии сигналов на шинах16 и 17 установки режима производится сброс реверсивного счетчика 8по шине 20, причем длительность сброса должна быть не меньше времени задержки в элементах 12 и 15 для полной очистки линий задержки. Затемкомбинацией сигналов на шинах 16 и17 установки режима устанавливаетсясоответствующий режим работы преобразователя. При отсутствии управляющих сигналов на шинах 16 и 17 преобразователь отключен. Когда сигналподается только на шину 16, преобразователь осуществлят непрерывноепреобразование в код только частоти импульсов, поступающих на входную шину 10, при этом значение кода положительное, Знак кода определяется состоянием двух знаковых разрядов, выделенных для этой цели, т.е, выходной код является модифицированным дополнительным кодом. При подаче сигнала только на шину 17 преобразователь осуШествляет непрерывное преобразование в код частоты импульсов, поступающих на входную шину 13, при этом значение получаемого кода отрицательное. Если сигналы подаются одновременно на шины 16 и 17, преобразователь осуцествляет непрерывноепреобразование разности частот в код.Знак разности определяется состоянием знаковых разрядов. При преобразовании частоты в код по первому каналу преобразуемая частота подается на шину 10, сигнал установки режима - на шину 16, сигнал на шине 17 отсутствует. В этом случае открыт элемент И 11, импульсы входной частоты через синхронизатор 3 и элемент ИЛИ 7 поступают на суммирующий вход- реверсивного счетчика 8, и они же через элемент ИЛИ 9 - на вычислительныйвход реверсивного счетчика 8, который непрерывно отслеживает значениечастоты первого канала, при этомзнак кода положительный,Преобразование частоты в код повторому каналу отличается от преобразования по первому каналу тем,что в этом случае преобразуемая частота подается на шину 13,сигнал чстановки режима - только на шину 17,и реверсивный счетчик 8 непрерывноотслеживает значение частоты второго канала со знаком "минус".При преобразовании разности частотв код на шину 10 подаются импульсы первой преобразуемой частоты, а на шину 13 - импульсы второй преобразуемой частоты, на шины 16 и 17 - сигналы установки режима. При этом элементы И 11 и 14 открыты, Первая преобразуемая частота через синхронизатор 3 и элемент ИЛИ 7 поступает на суммируюший вход реверсивного счетчика 8 и через элемент 12 задержки, синхронизатор 5 и элемент ИЛИ 9 - на вычитаюший вход реверсивного счетчика 8. Вторая преобразуемая частота через синхронизатор б и элемент ИЛИ9 поступает на вычитаюший вход реверсивного счетчика 8 и через элемент.15 задержки синхронизатор 4 и эле/мент ИЛИ 7 - на суммируюший вход реверсивного счетчика 8, Величины задержек в элементах 12 и 15 одинаковые, В начальный момент времени после подачи сигнала установки режима .на шины 16 и 17 импульсы первой частоты с входной шины 10 поступают насуммируюший вход реверсивного счетчика 8. а импульсы второй частоты свходной шинн 13 - на его вычитаюшийвход. В зависимости от того, значениекакой из частот больше, больше им 5пульсов складывается или вычитается. Через время задержки на элементах12 и 15 одновременно начинают поступать импульсы второй преобразуемойчастоты на суммирующий вход реверсивного счетчика 8 и импульсы первой1 О частоты - на его вычитаюший вход.С этого момента при неизменных первыхи вторых частотах показания реверсив,ного счетчика 8 не изменяются и соответствуют разности этих частот, при15 чем знак разности положительный, если первая частота больше второй, иотрицательный, если вторая частотабольшей первой. Таким образом, каки при преобразовании частоты в кодпо любому из двух каналов, так ипри преобразовании разности частотв код, выходной код - модифицированный дополнительный, т.е. определяетсязнак кода и имеется возможность обнаруживать переполнение счетчика посостоянию знаковых разрядов.При изменении входных частот показания реверсивного счетчика 8 такжеизменяются и соответствуют новой раз 30ности частот. При равных и постоянныхлходных частотах на выходе реверсив 4ного счетчика 8 будет нулевой код,так как складывается и вычитается одинаковое количество импульсов, поступаюцих на вход устройства. Для устЗ 5 ранения сбоев реверсивного счетчика8 от совпадения импульсов на его входах с помошью генератора 1 тактовыхимпульсов, распределителя 2 и четырех синхронизаторов 3-6 осуществляет 40 ся разнесение по времени импульсоввходных частот и импульсов на входахэлементов 12 и 15 задержки,Сигнал с пятого выхода распределителя 2 поступает на управляющий45 вход коммутатора 18 и осушествляетсчитывание кода с реверсивного счетчика 8 на выходные шины 19 в моментывремени, когда на входе счетчика 8нет входных импульсов.Для того чтобы синхронизаторы 3 б не вносили существенных временныхсдвигов и не влияли на точностьпреобразования, частота генератора 1тактовых импульсов должна выбиратьсяне менее чем в 5 раз большей (почислу. выходов распределителя 2) максимальных значений преобразуемыхчастот.Таким образом, введение генератора тактовых импульсов, распределите 60 ля импульсов, элементов задержки,ИЛИ, И, синхронизаторов и коммутатора позволяет осуществить преобразование разности двух частот в код,что расширяет функциональные возмож 65 ности предлагаемого устройства.