Функциональный цифровой преобразо-ватель частоты

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ВПЛЬСТВУ(22) Заявлено 300879 (21) 2811796/18-21 с присоединением заявки ЙоГосударствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий(71) Заявите ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ ЧАСТОТЫ(54) ФУНКЦИОНАЛЬ ции по оси абсцисс. Различный наклон аппроксимирующих прямых реализуется при помощи двоичного умножи"теля, который образует счетчик длиныучастка аппроксимации, счетчик числа участков аппроксимации, матрицауправления, комбинационная схема,схема сборки 11,Однако этот преобразователь имеетзначительную погрешность преобразования при низкой входной частоте,а также погрешность, вносимую двоичным умножителем, пропорциональнуючислу двоичных радрядов коэффициентанаклона для каждого участка.аппрокси-.мации. Поэтому применение функциональ но-кодирукщего преобразователя плотности при числе участков аппроксимаций больше одного, а при необходимости иметь погрешность, вносимую двоичным умножителем, не более единицы младшего значащего разряда,невозможно, кроме того,при использовании преобразователя совместнос,датчиками с невоспроизводимойнелинейной номинальной выходной характеристикой число участков аппроксимации не остается постоянным, таккак в преобразователе используетсяравномерный шаг аппроксимации по оси Изобретение относится к цифровой измерительной и вычислительной технике предназначено для функционального преобразования выходной частоты датчика с нелинейной номинальной выходной характеристикой.Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому изобретению функционально"кодирующий преобра зователь плотности, который состоит из формирователя входной числоимпульсной последовательности, который образуют схема совпадения и множительное устройство, счетчика длины участка аппроксимации счетчикачисла участков аппроксимации, дополнительного счетчика, матрицы управления, выходного счетчика, схемы сбор" ки, комбинационной схемы, состоящей из двухвходовых схем совпадения, у каждой из которых соответственно опни вход соединен с одним из выходов счетчика длины участка аппроксимации, другой вход с одним из выходов матрицы управления. В основу работы функ;ционЬльно-кодирующего преобразователя плотности положено использование цифровой кусочнолинейной аппроксимации обратной функции частотного датчика с равномерным шагом аппроксима- З 0 Научно-исследовательский и проектный инс тут ."." . по комплексной автоматизации нефтяной и хйЪйчевкай,промышленностиабсцисс, что создает дополнительныетрудности при задании и изменениикоэффициентов наклона аппроксимирующих прямых (в заводских условияхи в процессе эксплуатации), что необходимо для сохранения метрологи-.ческих характеристик преобразовате 5ля,Цель изобретения - расширениедиапазона преобразуемых частот иповышение точности.Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь, содержащий элемент И, счетчик длины участка аппроксимации, первая группа выходов которого подключена к перовйгруппе вхдов комбинационного блока, 15вторая группа входов которого соединена с выходами матрицы управления,а выходы - со входом элемента ИЛИ, .счетчик результата, вторая группавходов счетчика длины участка аппрок Осимации соединена со входами дешифратора, введены усилитель, выходкоторого соединен,со счетным входомсчетчика числа периодов, дешифраторчисла периодов и генератор образцовой частоты, причем выходы счетчикачисла периодов через дешифраторчисла периодов подключены к первомувходу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератораобразцовой частоты, выход элементаИ подключен ко входу счетчика длиныучастка аппроксимации, выход дешифратора соединен с управляющим входомматрицы управления, кодовые входыкоторой подключены к выходам счетчи- З 5ка результата, вход которого черезделитель частоты соединен с выходомэлемента ИЛИ.На чертеже представлена структуррная схема Функционального цифрового 4 Опреобразователя частоты.Функциональный цифровой преобразователь частоты содержит усилитель1, счетчик 2 числа периодов входнойчастоты дешифратор 3 числа пернодов входной частоты, генератор 4образцовой частоты, элементы И 5,счетчик б длины участка аппроксимации, дешифратор 7, матрицу 8 управления, комбинационный блок 9, элемент ИЛИ 10, делитель 11 частоты,счетчик 12 результата.Выход частотного датчика соединяется со входом усилителя 1, выход которого соединяется со входом счетчика 2 числа периодоввходной частоты, выходы счетчика2 соединены со входами дешифратора 3 числа периодов входной частоты, выходом соединенного с одним извходов элемента И 5. Второй вход Щ)элемента И 5 соединяется с выходомгенератора 4 образцовой частоты, авыход - со входом счетчика б длиныучастка аппроксимации, выход которогосоединен с одним из входов матрицы 8 б 5 управления, а другие выходы счетчикка б соединены соответственно с однойиз групп входов комбинационного блока 9, другие его входы соединеныс выходами матрицы 8 управления. Выходы комбинационного блока 9 соединены со входами элемента ИЛИ 10, выход которого соединен со входом делителя 11 частоты, выходом соединенногосо входом счетчика 12, а выходы счетчика 12 - с одним из входов матрицы 8управления. В основу работы функицонального цифрового преобразователя частоты положено использование, цифровой кусочнолинейной аппроксимации обратной функции частотного датчика с равномерным шагом аппроксимации по оси ординат. Различный наклон аппроксимирующих прямых реализуется при помощи двоичного умножителя, который образуют счетчик длины участка аппроксимации, матрица. управления, комбинационный блок, который может состоять из элементов совпадения, и элементы ИЛИ, КоэФфициенты наклона аппроксимирующих прямых предварительно рассчитывают и задают в матрицу управления.Преобразователь работает следующим образом.При поступлении в дешифратор 3 числа периодов входной частоты команды "Пуск" в счетчике 2 начинается отсчет заданного числа периодов входной частоты. Одновременно по команде из дешифратора 3 импульсы из генератора 4 образцовой частоты через элемент И 5 поступают в счетчик б длины участка аппроксимации. При поступлении в него заданного числа импульсов, соответствующего границе диапазона преобразования, на выходе дешифратора 7 формируется команда, поступающая в матрицу 8 управления,По этой команде на выходах матрицы 8 управления, соединенных со входами комбинационного блока 9, устанавливается код коэффициента наклона аппроксимирующей прямой. При дальнейшем поступлении импульсов в счетчик б на выходах комбинационного блока 9 формируются импульсы, поступающие на вход элемента ИЛИ 10, с выхода которого импульсы поступают в делитель 11 частоты, где осуществляется их деление на заданный коэффициент деления. Из делителя 11 частоты импульсы поступают на вход счетчика 12. При поступлении в него числа импульсов, соответствующего границе каждого участка аппроксимации по оси ординат, код на выходах изменяется, и устанавливается код коэффициента наклона следующего участка аппроксимации. При поступлении в счетчик 2 заданного числа периодов входиой частоты команда834903 аз 4118/86 Тираж 988 исн ВНИИП ППП "Патент", г. ктная,4 ород, ул Ф из дешифратора 3, разрешающая прохождение импульсов из генератора 4образцовой частоты через элементИ 5. в счетчик б, снимается, ицикл заканчивается. Число импульсовв счетчике 12 численно равно результату функционального преобразования.Использование предлагаемого преобразователя позволяет свести погрешность дискретности к минимумупутем изменения частоты генератораобраЗцовой частоты и/или задаваемого числа периодов входной частоты.Увеличивая частоту генератора. образцовой частоты (по сравнению с расчетной), можно довести погрешность,вносимую двоичным умножителем, довеличины, не превышающей единицымладшего разряда на весь диапазонпреЬбраэования. Кроме. того,можнорасширить диапазон преобразуемыхчастот преобразователя в областьнизких частот,Предлагаемое устройство позволяетоставлять неизменным число участковаппроксимации при невоспроизводимойнелинейной номинальной выходной характеристике датчика, следовательно,упрощается задание и изменение коэффициента наклона аппроксимирующихпрямых. Формула изобретенияФункциональный цифровой преобрадержащий элемент И, счетчик длины участка аппроксимации, первая группа выходов которого подключена к первой группе входов комбинационного блока, вторая группа входов которого соединена с выходами матрицы управления, а выходы - со входом элемента ИЛИ, счетчик результата, вторая группа входов счетчика длины участка аппроксимации соединена со входами дешифратора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения диапазона преобразуемых частот и повышения точности, в него введены усилитель, выход которого соединен со счетным входом счетчика числа периодов, 15 дешифратор числа. периодов и генератор образцовой частоты, причем выходы счетчика числа периодов через дешифратор числа периодов подключены .к первому входу элемента И, второй 2 О вход которого соединен с выходом генератора образцовой частоты, выход элемента И подключен ко входу счетчика длины участка аппроксимации, выход дешифратора соединен с управляющим входом матрицы управления, кодовые входы которой подключены к выходам счетчика результата, вход. которого через делитель частоты соединен с выходом элемента ИЛИ.Источники информации, принятые во внимание гри экспертизе1. "Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности",-1975, Р 8, с. 21-23.