Прямоотсчетный преобразователь частоты в код

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЯО 1231612 А 1 О, С 01 К 23/О 3 ТЕН с йР(21) 3 (22) 1 (46) 1 (72) С (53) 6 (56) А ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И 811153/24-241.11.845.05.86. Бюл, 9 18(57) Изобретение относится к обласавтоматики и измерительной техникиможет быть использовано в системах управления промышленными роботамии станками с ЧПУ. Изобретение позволяет расширить динамический диапазон преобразуемых частот. В преобразователь входят генератор 1 опорнойчастоты, делитель 2 частоты, счетчик3 импульсов, регистр 4, источник 5,входного сигнала, выходы 6 устройства,ячейки 7-1 - 7-п, каждая из которыхсодержит триггер 8 и переключатель9, Принцип преобразования основанна кусочно-линейной аппроксимации1231612 2 О 1Изобретение относится к автоматикеизмерительной технике и .может быть использовано в системах управления промышленными роботами и станками с ЧПУ.Цель изобретения - увеличение цинамического диапазона преобразуемых частот.На чертеже изображена структурная схема прямоотсчетного преобразователя частоты в код.Преобразователь содержит генератор 1 опорной частоты, делитель 2 частоты двоичный счетчик 3 импульсов, регистр 4, источник 5 входного сигнала, выходы 6 устройства, ячейки 7-1 - 7-п, каждая из которых содержит триггер 8 и переключатель 9. Источник 5 входного сигнала является Формирователем импульсов, необходимых для преобразовапия входного сигнала произвольной Формы в импульсы положительной полярности заданной длительности и согласованные по амплитуде с уровнями ТТЛ-логики, Счетчик 3 импульсов, имеющий ш разрядов, может быть счетчиком сложения илп счетчиком вычитания импульсов, приходящих на его информационный вход.Принцип преобразования основан на кусочно-линейной аппроксимации гиперболической зависимости между частотой и периодом входного сигнала.Во время измерения двоичный счетчик 3 импульсов заполняется импульсами с изменяющейся частотой. Изменение частоты (уменьшение в два раза) происходит в узлах аппроксимации, которые устанавливаются по состоянию двоичного счетчика 3 импульсов. При этом с .каждым изменением частоты в процессе преобразования разрядность счетчика 3 увеличивается, чтобы каждый участок аппроксимации измерялся одинаковым числом разрядов преобразования.11 реобразователь работает следующим образом.ФПо переднему фронту импульсного сигнала с источника 5 входного сигнала состояние счетчика 3 импульсов и триггеров 8 ячеек 7-1 - 7-и, характеризующих код предыдущего преобразования частоты, переписывается. в (ш+и) разрядный регистр 4. Для определенности примем, что счетчик 3 импульсов работает на вычитание. Тогда по заднему Фронту импульса с выхода источника 5 входного сигнала счетчик 3 импульсов и триггеры 8 ячеек 7-17 п устанавливаются в единичное состояние, а делитель 2 частоты устанавливается в нулевое состояние. В предлагаемом преобразователе возможен режим работы счетчика 3 импульсов на сложение, тогда в исходном состоянии он устанавливается в ноль ивыходными шинами являются его инверс- .ные выходы. В этом случае исходноесостояние триггеров 8 ячеек 7-1 - 7-итакже будет нулевое, а на дополнительные входы регистра 4 следует подаватьих инверсные выходы.15Преобразование начинается послеокончания выходного импульса с источника 5 входного сигнала. Счетчик3 импульсов заполняется импульсами 20максимальной частоты Г вырабатываеомыми делителем:2 частоты через переключатель 9 ячеек 7-1 до тех порпока старший разряд счетчика 3 импульсов не перейдет в нулевое состояние (остальные разряды счетчика 3импульсов при этом перейдут в единичное состояние). Нулевое состояниестаршего разряда счетчика 3 импульсов открывает переключатель 9 ячейки 7-1 и разрешает работу триггера ЗО8 ячейки 7-1. В результате на входсчетчика 3 импульсов ноступают импульсы частотой Г, /4. Как толькоследующий за старшим разряд счетчика3 импульсов установится в нулевое З 5 состояние, откроется переключатель 9ячейки 7-2, а триггер 8 ячейки 7-2получит разрешение на работу. В результате на вход счетчика 3 импульсов поступают импульсы с частотой 40 й, /16, Данный процесс продолжаетсядо поступления импульса с выхода источника 5 входного сигнала. Каждыйпоследующий участок аппроксимациидлительнее предыдущего в два раза, 45 а содержимое счетчика 3 импульсов итриггеров 8 ячеек 7-1 - 7-и вузлах аппроксимации также отличается в два раза, поэтому в узлах обеспечивается точное гиперболическое со ответствие, а между узлами - еголинейное приближение. Выходной код М на выходах 6 соответствует ФоРмуле55Б=2 Я/Е, (1) где Г - измеряемая частота,1231612 3Из1) определяют значение Г Формула из обретения Составитель О. ТюринаТехред И.Попович Корректор Л. Пилипенко Редактор А. Ренин Заказ 2660/57 Тираж 816 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Г .= - йИ(2)Выражение (1) справедливо также для случая, когда счетчик 3 импульсов, работающий на вычитание, устанавливается в единичное исходное состояние. Поскольку этот код соответствует максимальной измеряемой частоте Г, Й то запуск счетчика 3 импульсов необходимо задержать на время Т,= 1 И, = 1 Л., что реализуется выбором соответству- ющей длительности выходного импульса с источника 5 входного сигнала. Прямоотсчетный преобразователь частоты в код, содержащий источник входного сигнала, делитель частоты, счетчик импульсов и генератор опорной частоты, выход которого соединен со входом делителя частоты, выход источника входного сигнала подключен к управляющему входу счетчика импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения динамического диапазона преобразуемых частот, в него введены регистр и п ячеек памяти, каждая из которых содержит переключатель и триггер, выход которого подключен к первому входу переключателя своей ячейки памяти, первый вход триггера каждой ячейки памяти, кроме последней, соединен с выходом переключателя предыдущей ячейки памя О ти, выход переключателя первой ячейки памяти подключен к входу счетчика импульсов, выходы которого соединены с первыми входами регистра, выходы которого являются выходами устройст ва, вторые входы регистра подключенык выходам триггеров ячеек памяти, вторые входы триггера и переключателя каждой ячейки памяти объединены и соединены с одноименными выходами счетчика импульсов, выход источника входного сигнала подключен к управляющим входам регистра и делителя частоты, выходы которого, кроме последнего, соединены с третьими входами переклю чателей соответствующих ячеек, последний выход делителя частоты подключен 1к входу триггера последней ячейки па-.мяти.