Преобразователь частоты в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) (И В 23/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71 ) Научно-исследовательский ипроектно-конструкторский институтпо проблемам развития Канско-Ачинского угольного бассейна(56) МагГ 1 п 1.В.11 з.81 Са 1 щеГЬойз оЕ Тгеццепсу щеазцгещепг: а сощраг- зоп. - ТЬе Кай 1 о апс 1 Е 1 есггогпс Епя 1 пеег, 1972, ч,42, У 6, р,285-294Авторское свидетельство СССР 9 537306, кл.С 01 В 23/00,1976.(57 ) Изобретение относится к электроизмерениям в области низких и инфра низких частот и может быть использовано в качестве преобразователейчастоты сигнала в код и цифровогочастотомера, Цель изобретения - повышение быстродействия достигается эасчет уменьщения времени преобразования в код частоты, Устройство содержит формировательимпульсов, ключи 2 и 5, счетчики 3,6 и 8 импульсов,БЯ-триггер 4, генератор 7 образцовойчастоты, элемент И 9, элемент ИЛИ 10.Для достижения поставленной цели вустройство введен преобразователькод - частота 11, а первый счетчик 3импульсов выполнен в виде реверсивного счетчика импульсов с предустановкой. Это дает возможность с помощьюпредложенного устройства находитькод, пропорциональный искомому значению измеряемой частоты. 2 ил.1 13089Изобретение относится к электроизмерениям в области низких и инфранизких частот и может использоваться в качестве преобразователя частоты сигнала в код и цифрового частотомера.Цель изобретения - повышение быстродействия эа счет уменьшения времени преобразования кода периода в кодчастоты. 10На фиг.1 приведена структурнаясхема преобразователя; на фиг.2временные диаграммы работы,Преобразователь содержит последовательно соединенные формирователь1 импульсов (ФИ), первый ключ 2 ипервый счетчиК 3 (РСИ), последовательно соединенные ВБ-триггер 4, второй ключ 5 и второй счетчик 6 импульсов (СИ), а также генератор 7 образцовой частоты (ГОЧ), третий счетчик 8 импульсов (СИ), элемент И 9,элемент ИЛИ 10 и преобразователь 11код - частота 1,ПКЧ ).25Входы ПКЧ 11 подключены к выходамРСИ 3, а выход ПКЧ 11 через элементИ 9 соединен со счетным входом СИ 8и вычитающим входом РСИ 3. Второйвход элемента И 9 подключен к выходу ВЯ-триггера 4, Я-вход которогосоединен с выходом ФИ 1, а К-вход -с выходом элемента ИЛИ 10, ВыходГОЧ 7 подключен к вторым входам ключей 2 и 5. Вход разрешения записиРСИ 3, управляющий вход ФИ 1, второйвход элемента ИЛИ 10, К-вход СИ 6 иР-вход СИ 8 объединены с входом "Установка" устройства, выходом которого являются информационные выходыСИ 6, Первый вход элемента ИЛИ 10соединен с выходом переноса СИ 8.Преобразователь работает следующим образом. где ю 6 - коэффициент передачи ПКЧ 11,Решение этого уравнения при начальЗО ных условиях М( ) =,.М + Г /Г при= О таково: В Формулах за момент начала от 35 счета времени, = 0 принят моментокончания импульса, формируемогоФИ 1. При переполнении СИ 8 (фиг.2,ж)щ в РСИ 3 удерживается следующий код: откуда о /+ 112о/ о 55 При поступлении на преобразова-. тель сигнала "Установка" в РСИ 3 заносится код числа И )О, в СИ 6 и 8 записываются коды нуля. Б-триггер 4 через элемент ИЛИ 10 также устанавливается в нуль и отключает счетный вход СИ 6 от ГОЧ 7. Сигнал "Установка" поступает также на управляющий вход ФИ 1 и разрешает формирование из входного сигнала одиночного прямоугольного импульса (фиг.2,в ) длительностью, равной периоду Т = 1 И преобразуемого сигнала Г - частота этого сигнала),. 23 2Импульс, вырабатываемый ФИ, открывает ключ 2, и выходной сигнал ГОЧ 7 (фиг.2,б) проходит на выход ключа 2 в вице гребенки импульсов (фиг.2,г ). Код 1(С ) РСИ 3 (Фиг.2,д) монотонно увеличивается во времени от значения Ми достигает величины И + + 2 /Г к моменту окончания выходного импульса ФИ 1, после чего ключ 2 закрывается (Е - частота выходного сигнала ГОЧ 7 ).Задним фронтом импульса ФИ 1 опрокидывает ВЯ-триггер 4, открывается ключ 5 и на счетный вход СИ 6 начинают поступать выходные импульсы ГОЧ 7. Одновременно деблокируется элемент И 9 и выход ПКЧ 1 соеди- няется с вычитающим входом РСИ 3 и счетным входом СИ 8, который имеет емкость 2 М .Эпюра выходного сигнала элемента И 9 приведена на фиг.2,е.Содержимое И(С) РСИ 3 на данном этапе работы преобразователя изменяется во времени следующим образом: йБ(с)Й. + МЯ = О,Н(с) = (И + й /Е) ехр(- Е). 1 о о/ о о / Длительность временного интервалаЬ, в течение которого содержимоеРСИ 3 уменьшается от значенияИ + К Я до значения Г /й - Мнаходим из соотношения Г,/ - М = (Г,/й + И,) ехр(-сАТ),Импульс переполнения СИ 8 (фиг.2, 3) через элемент ИЛИ 10 возвращает БЯ-триггер 4 в исходное состояние, в результате чего закрывается ключ3 1308 5 и СИ 6 прекращает работу, которая продолжалась лишь в течение интервала времени дТ фиг.2,и). За это время СИ 6 накопил следующий код: И= Й Ь С фиг.2,л). Используя полученное выражение для величины дС и разлагая его в ряд по степеням отношения И Г/Е , находим2 1,й И = -М Е 1 + --+ 10 о 3 Е В полученной формуле при Г /И Йь ъ 30 можно пренебречь вторым и последующим слагаемыми суммы, стоящей в квадратных скобках (это приводит к 15 погрешности разложения менее 0,047). Тогда И =211 Г/оС.Итак, с помощью преобразователя найден код, пропорциональный искомому значению измеряемой частоты Е, 20 Времявычисления кода М по предварительно определенному коду Ео/Г периода Ьг. = 2 М,Е/(к Е . Если И = 30, Х/й = 10 и М. = 1 О Гц/ /бит, то Ь- 60 мкс. 25Формула изобретенияПреобразователь частоты в код, содержащий последовательно соединен ные формирователь импульсов, ключ и счетчик импульсов, последовательно соединенные БЯ-триггер, второй 923 4ключ и второй счетчик импульсов, а также генератор образцовой частоты, третий счетчик импульсов, элемент И н элемент ИЛИ, причем выход генератора образцовой частоты соединен с вторыми входами первого и второго кл 1 очей, Я-вход триггера подключен к выходу форМирователя импульсов, а К-вход - к выходу элемента ИЛИ, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен преобразователь код частота, входы которого подключены к выходам первого счетчика импульсов, выполненного в виде реверсивного счетчика импульсов с предустановкой, причем выход преобразователя код - частота соединен через элемент И с вычитающим входом первого счетчика импульсов и счетным входом третьего счетчика импульсов, второй вход элемента И подключен к выходу триггера, а вход разрешения записи первого счетчика импульсов, управляющий вход формирователя импульсов, К-входы второго и третьего счетчиков импульсов, второй вход элемента ИЛИ объединены с входом: "Установка", первый вход элемента ИЛИ соединен с выходом переноса третьего счетчика импульсов, а выходы разрядов второго счетчика импульсов являются выходом устройства.1308923 Составитель Н.ФедороТехред А.Кравчук Редактор 10 ркове ектор М. Пожо 1793/36 Тираж 731 ПВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Зак дписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная,