Цифровой кодирующий преобразователь частоты

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски иСоциалистическиеРесдубпнк и 924857( 54) ПИфРОВОЙ КОДИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для преобразования частоты следования импульсов в цифровой код, и может найти .применение в качестве функционального модуля автоматизированных систем измерения, контроля и т, п. Известно устройство, содержащее фар мирователь, формирователь времени, счет чики и триггеры 11 .Данное устройство обеспечивает преобразование входной частоты в код, а его недостатком является невозможность регулирования чувствительности при измерении с частотными датчиками и заданным верхним диапазоном измерения.Известно устройство, позволяющее варьировать коэффициент преобразования частоты в код за счет учета верхнего значения измеряемого параметра при постоянном времени измерения. Данное устройство содержит счетчики, хронизатор, формирователь интервалов времени,двоичный перемножитель, элементы И иэлемент ИЛИ 23 .Недостатком данного устройства является малое быстродействие вследствиенеобходимости многократного повторенияшпала установки чувствительности.Пель изобретения - повышение быстродействия устройства за счет обеспечения установки чувствительности иликоэффициента преобразования частоты в 1 Окод за один такт.Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее блок управления, первый и второйэлементы И, 15первые входы которых подключены соответственно к шине измеряемого и к шинекалибрующего сигналов, вторые входыэлементов И соединены с первым и вторымвыходами соответственно блока управления, а выходы элементов И подключенык входам элемента ИЛИ, формировательвремени измерения, выход которого соединен с первым входом блока управления, и группу вентилей, введены сумма 3 92485 тор импульсов, реверсивный счетчик и регистр хранения, вход записи которого подключен к третьему выходу блока управления, входы объединены с одноимен ными первыми входами группы вентилей и подключены к выходам реверсивного счетчика, а выходы подключены ко вторым входам группы вентилей, объединенные выходы которых подключены к первому счетному входу сумматора имыуль сов, второй счетный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, а управляющий вход подключен к четвертому выходу блока управления, пятый выход которого соединен с управляющим входом реверсивного счетчика, выход переполнения которого подключен к второму входу блока управления, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к шине управления режимом калибровки и шине управления режимом измерения..На чертеже приведена блок-схема устройства,Устройство содержит элементы И 1 и 2, элемент ИЛИ 3, сумматор 4 импульсов, реверсивный счетчик 5, группу 6 вентилей, регистр 7 хранения, формирователь 8 времени измерения, блок 9 управления, шины 10 и 11 измеряемого и калибрующего частотных сигналов, шины 12 и 13 управления режимами калибровки и измерения. Первые входы элементов И 1 и 2 подключены к шинам 10 и 11, вторые входы связаны с выходами блока 9 управления, а выходы - подключены ко входам элемента ИЛИ 3, выход которого подключен ко второму счетному входу сумматора 4 импульсов, первый счетный4 О вход которого подключен к выходу группы 6 вентилей, управляющий вход сумматора подключен к четвертому выходу блока 9 управления,а выход - подключен ко входу реверсивного счетчика 5, управляющий вход которого подключен к пятому выходу блока 9 управления, а выход переполнения реверсивного счетчика 5 подключен ко второму входу блока 9 управления, первый вход которого соединен с выходом формирователя 8 времени измерения, а третий и четвертый входы подключены к шинам 12 и 13 соответственно.Принцип .работы устройства заключается в следующем. 55В общем случае характеристика преобразования устройства описывается линей 3 фной функцией й-Кщ 1 2;, где Кр- угло 7 4вой коэффициент линейной функции. Значения измеряемой частоты, соответствующиеверхнему пределу преобразования, могутбыть больше или меньше некоторого номинального значения, соответствующегонапример емкости счетчика 5. В этомслучае коэффициент преобразования устройства необходимо уменьшать или увеличивать соответственно. Операция установки требуемого коэффициента преобразования осуществляется путем подачи нашину 11 устройства калибруюшего частотного сигнала и подачи команды калибровки на щину 12. При этом сумматор 4импульсов блокируется по управляющемувходу, а реверсивный счетчик 5 устанавливается в вычитающий режим по управлякщему входу, Элемент И 2 отпирается наинтервал времени измерения сигналом свыхода блока 9 управления и на входсчетчика 5 через блокцрованный сумматор 4 импульсов поступает число импульсов, равное1 П . В случае, если эточисло импульсов окажется меньше емкости счетчика 5, то по окончании интервалавремени 1 п из счетчика 5 и регистр 7хранения запишется число Я Е С-, гдеЯ- емкость счетчика 5. Если же упомянутое число импульсов окажется больше емкости счетчика 5, то в регистр 7хранения запишется числоС-Й, Поокончании интервала времени измерения,как указывалось вьпие, число из счетчика 5 переписывается в регистр 7 хранения, а также осуществляются с помощьюблока 9 управления следующие операции:счетчик 5 сигналом по управляющему входу переводится в режим сложения, а сумматор 4 импульсов по управляющему входу переводится в режим сложения в случае, если счетчик 5 в режиме калибровкине обнуляется, или в режим вычитанияв случае, если счетчик 5 в режИме калибровки обнуляется,При подаче команды измерения на шину 13 элемент И 1 отпирается на время, измерения сигналом с выхода бло ка 9 управления и через сумматор 4 импульсов на вход счетчика 5 поступает некоторое число импульсов, которое складывается из числа импульсов измеряемой частоты датчика и числа импульсов с выхода группы 6 вентилей, с помощью которого формируется требуемый коэффициент преобразования устройства. Для пояснения необходимо рассмотреть следующие варианты работы устройства с924857 6тов И соединены с первым и вторым вы ходами соответственно блока управления, а выходы элементов И подключены к входам элемента ИЛИ, формирователь времени измерения, выход которого соединен с первым входом блока управления, и группу вентилей, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены сумматор импульсов, реверсивный счетчик и регистр хранения, вход записи которого подключен к третьему выходу блока управления, входы объединены с одноименными первыми входами группы вентилей и подключены к выходам реверсивного счетчика, а выходы подключены к вторым входам группы вентилей, объединенные выходы которых подключены к первому счетному входу сумматора импульсов, второй счетный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, а управляющий вход подключен к четвертому выходу блока управления, пятый выход которого соединен с управляющим входом реверсив- ного счетчика, выход переполнения которого подключен к второму входу блока управления, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к шине управления режимом калибровки и,ЗО шине управления режимом измерения,ОБНИИПИ Заказ 2837/74 Тираж 054 Подписное Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 учетом результатов предыдущего циклакалибровки,При первом исходе калибровки к числуимпульсов п добавщется число импульсов, равное Й -+, где М - число импульсов на выходе сумматора 4импульсов, М - число в регистре 7хранения. При этом, если окажется, чтото к числу импульсовдобавится столько импульсов, что емкость счетчика 5 в момент окончанияинтервала 1 д окажется заполненной полнос тью,При втором исходе калибровки изчисла импульсов ЕСП вычитается число 15импульсов, равное М, - - . При этом,если окажется, что= 1 , то из числаимпульсов 11 вычтется столько импульсов, что емкость счетчика 5 в момент окончания интервала п также 20окажется заполненной полностью. То естьодин и тот же эффект достигается в предлагаемом и известном устройствах приравенстве измеряемой и номинальной частот, емкость счетчика результата заполняется в момент окончания интервалавремени 1. Однако при этом требуемыйкоэффициент преобразования устройстваустанавливается только за один такт,Формула изобретения Цифровой кодирующий преобразователь частоты, содержаший блок управления, первый и второй элементы И, первые входы которых подключены соответственно к шине измеряемого и к шине калибруюшего сигналов, вторые входы элеменИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Ермолов Р. С. Цифровые частотомеры. Л., "Энергия, 1973, с. 7,рис, 1 -2.2. Авторское свидетельство СССРМ 490033, кл. 3 01 1 23/00, 1972