Преобразователь частоты сигнала в цифровой код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК дц 4 Н 03 М 1/5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Н АВТОРСКОМУ ЕТЕПЬСТВУ объединение инскии СССР970.СССР1975.АСТОТЪ С ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть применено в квантовых и ядерно-прецессионных магнитометрах для преобразования частоты сигнала в цифровой код. Преобразователь имеет более широкий диапазон преобразования. Это достигается тем, что в преобразователь, содержащий два счетчика 1, 2 импульсов, накапливающий сумматор 3, элементы И 4, 5 формирователь 6 временного интервала, ге. нератор 7 эталонной частоты, введены преобразователь 9 кода, блок 10 элементов И, элемент ИЛИ1, распределитель 12 импульсов, счетчик 8 импульсов. 3 з,п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть применено в квантовых и ядерно-прецессионных магнитометрах для преобразования частоты сигнала в цифровой код,Цель изобретения - расширение диапазона преобразования,На чертеже приведена функциональнаясхема устройства.Преобразователь содержит счетчики 1 и 2импульсов, накапливающий сумматор 3,элементы И 4 и 5, формирователь 6 временного интервала, генератор 7 эталоннойчастоты, счетчик 8 импульсов, преобразователь 9 кода, блок 10 элементов И, элемент ИЛИ 11, распределитель 12 импульсов, шину 13 установки исходного состояния, шину 14 преобразуемой частоты и шину15 запуска.Формирователь 6 содержит счетчик 16импульсов, элемент И 17, КЯ-триггер 18,а также 1 К-триггер 19: Распределитель 12состоит из мультиплексора 20 и К 8-триггера 21.Накапливаюгций сумматор 3 содержитрегистр 22, сум матор 23. П реобр азовател ь9 содержит дешифратор 24 и элементы ИЛИ25 - 27. Блок 10 содержит элементы И 28- - 30,Преобразователь работает следукнцим образом,Цикл работы начинается с установкисчетчика 1 и триггера 21 в нулевое состояние при подаче импульса на шину 13.Формирователь 6 пересчитывает определенное число импульсов генератора 7 и формирует эталонный временной интервал. Висходном состоянии К 8-триггер 18 находится в нулевом состоянии, удерживая в нулевом состоянии 1 К-триггер 19, который, всвою Очередь, удерживает в нулевом состоянии счетчик 16. После прихода ю шигк15 на -вход К 5-триггера 18 импульса запуска последний опрокидывается и отпускает 1 К-триггер 19. Формирователь 6 запускается одним из входных импульсов преобразуемой частоты, поступак)щим по шине14 на динамический 1-вход 1 К-триггера 19.Триггер 19 устанавливается в единичноесостояние. отпускает счетчи к6, которыйначинает считывать импульсы генератора 7.Благодаря этому достигается синхронизация начала временного интервала с началомпериода преобразуемой частоты (с точностьюдо периода эталонной частоты. На выходе элемента И .7 появляется импульс, соответствующий состоянию разрядов счетчика все единицы-)тот импульс устанавливает кяк 1 К-триггер 9 и нулевое состояние, прекращая тем самым формирование временного интервала, так и К- триггер 18 в то жс состояние, который подтверждает нулевое состояние,К-триггера 19 и удерживает его в нем до прихода следузошего импульса запуска по шине 15. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 С выхода формирователя 6 (единичный выход 1 К-триггера 19) на входы элементов И 4 и 5 в течение временного интервала поступает открывающий их сигнал, а на вход установки счетчика 8 поступает сигнал установки.Импульсы преобразуемой частоты проходят через элемент И 4 на счетный вход счетчика 1 и на установочные входы счетчика 2 и накапливающего сумматора 3 (второй вход регистра 22). В течение временного интервала счетчик 1 подсчитывает число поступающих на его вход импульсов преобразуемой частоты. После поступления на вход счетчика 1 последнего во временном интервале импульса преобразуемой частоты состояние счетчика 1 остается неизменным и соответствует количеству полных периодов преобразуемой частоты, укладывающихся во временном интервале.Импульсы эталонной частоты с выхода генератора 7 через элемент И 5 в течение временного интервала поступают на счетный вход счетчика 2 и пересчитываются им. Коэффициент пересчета счетчика 2 равен К, где Коснование системы счиселения, в которой работает преобразователь;1 целое число. Причем 1 выбирается с учетом быстродействия накапливающего сумматора 3 тяк, что последний отрабатывает по каждому выходному импульсу счетчика 2. Соединение входящих в накапливаюгций сумматор 3 сумматора 23 и регистр 2 позволяет осуществить операцию умножения числа, поступакнцего на вход сумматора в пя раллел ьн ом коде с распределителем 2 на число импульсов эталонной частоты, прошедших на вход счетчика 2 за последний во временном интервале незавершенный период преобразуемой частоты.Это произведение вычисляется в два этапа.На первом этапе, который заканчивается одновременно с концем временного интервала, распределитель 12 подает выходы разрядов счетчикана входы разрядов сумматора 23 со сдвигом на -разрядов, т.е. так, что выходной сигнал 1-го разряда счетчикапоступает на вход (1+1)-го разряда сумматора 23.С выхода старшего (Г-го) разряда счетчика 2 через элемент ИЛИ 11 на третий вход сумматора 3 поступают импульсы, часРтота следования которых в К раз меньше эталонной частоты. 11 оскольку каждым выходным импульсом элемента 4 счетчик 2 и накапливающий сумматор 3 устанавливаются в нулевое состояние, то по окончании временного интервала состояние накапливающего сумматора 3 соответствует произведению содержимого счетчика 1 на число импульсов, поступающих на третий вход сумматора 3 в течение промежутка времени меж.ду последним во временном интервале импульсом преобразуемой частоты и концомформула изобретения 3временного интервала, поделенное на коэффициент КПосле окончания временного интервала счетчик 8 разблокируется (снимается запрещающий сигнал с входа установки) и начинает считывать импульсы генератора 7. Выходы разрядов счетчика 8, начиная с второго, поступают на преобразватель 9 кода. Для того, чтобы на выходах дешифратора 24 образовались импульсы, на его стробирующий вход заведены импульсы с выхода младшего разряда счетчика 8.Преобразователь 9 сначала формирует сигнал на распределитель 12. По этому сигналу К 8-триггер 21 распределителя 12 перекидывается.Мультиплексор 20 сдвигает на входах сумматора выходы разрядов счетчика так, что выход 1-го разряда счетчика 1 оказывает ся соединенным с входом 1-го разряда сумматора 23. Затем преобразователь 9 вырабатывает группу импульсов опроса, число импульсов в каждой группе равно весу опрашиваемого разряда счетчика 2. Каждая группа импульсов опроса по своей шине проходит на вход соответствующего элемента И 28 - 30 блока 10. Если разряд счетчика 2 находится в единичном состоянии, то соответствующая группа импульсов проходит через элементы И блока 10 и элемент ИЛИ 11 на третий вход накапливающего сумматора 3.По окончании всех операций опроса состояние разрядов счетчика 2 и состояние накапливающего сумматора 3 соответствуют произведению содержимого счетчика 1 на чис ло импульсов эталонной частоты, попавших в промежуток времени между последним в эталонном временном интервале импульсом преобразуемой частоты и концом этого интервала.В результате проведенных операций состояние разрядов счетчика 1 и накапливающего сумматора 3 (выходы разрядов регистра 22) в совокупности дают код преобразуемой частоты. 1. Преобразователь частоты сигнала в цифровой код, содержащий сумматор, генератор эталонной частоты, выход которого соединен с первыми входами первого элемента И и формирователя временного интервала, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом формирователя временного интервала и является шиной преобразуемой частоты, а выход соединен со счетным входом первого счетчика импульсов и входом установки второго счетчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона преобразования, в него введены третий счетчик импульсов, блок элементов И, элемент ИЛИ, преобразователь кода, распределитель импуль 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сов, а сумматор выполнен в виде накапливающего сумматора, при этом первые входы распределителя импульсов соединены с соответствующими выходами первого счетчика импульсов, второй вход объединен с входом установки первого счетчика импульсов и является шиной установки исходного состояния, третий вход соединен с первым выходом преобразователя кода, а выходы соединены с соответствующими первыми входами накапливающего сумматора, второй вход которого объединен со счетным входом первого счетчика импульсов, а третий вход соединен с выходом элемента ИЛИ, первые входы которого соединены с соответствующими выходами блока элементов И, первая группа входов которого соединена с соот- ветствующимМ выходами второго счетчика импульсов, первый вход первой группы входов блока элементов И объединена с вторым входом элемента ИЛИ, вторые входы блока элементов И соединены с соответствующими вторыми выходами преобразователя кода, входы которого соединены с соответствующими выходами третьего счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, а вход установки объединен с вторым входом первого элемента И и соединен с выходом формирователя временного интервала, третий вход которого является шиной запуска, причем выход первого элемента И соединен со счетным входом второго счетчика импульсов.2. Преобразователь по и. 1, отличающийся тем, что распределитель импульсов выполнен на мультиплексоре и КЯ-триггере, К- и 8-входы которого являются соответственно вторым и третьим входами распределителя импульсов, а выход соединен с первым входом мультиплексора, вторые входы которого являются первыми входами распределителя импульсов, вь 1 ходы которого являются выходами распределителя импульсов.3. Преобразователь по и, 1, отличающийся тем, что накапливающий сумматор выполнен на сумматоре и регистре, первые входы которого соединены с соответствующими выходами сумматора, вторые и третьи входы являются соответственно вторыми и третьим входами накапливающего сумматора, а выходы соединены с соответствую- Шими первыми входами сумматора, вторые входы которого являются соответствующими первыми входами накапливающего сумматора.4. Преобразователь по и. 1, отличающийся тем, что формирователь временного интервала выполнен на счетчике импульсов, элементе И, К 8-триггере и 1 К-триггере, 1- вход которого является вторым входом формирователя временного интервала, К-вход соединен с выходом К 8-триггера, К-вход 1 К-триггера объединен с К-входом К 8-триггера и соединен с выходом элемента И,1266005 Составитель А. Титов Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко Тираж 816 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор О. Головач Заказ 5682/58 выход 1 К-триггера соединен с входом установки счетчика импульсов и является выходом формирователя временного интервала, счетный вход счетчика импульсов объединен с первым входом элемента И и является первым входом формирователя, выходы счетчика импульсов соединены с соответствующими вторыми входами элемента И, 5-вход КЯ-триггера является третьим входом формирователя временного интервала.