Преобразователь частоты в код

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 23/ 13 Й ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71 ) Научно-исследовательский ипроектно-конструкторский институтпо проблемам развития Канско-Ачинского угольного бассейна(56) Авторское свидетельство СССРУ 568903, кл. С 01 К 23/00, 1977.Авторское свидетельство СССРВ 780192, кл. Н 03 К 13/20, 1980.Магг 1 п 1,1).018 дга 1 шегЬос 1 я ойГгеоцепсу леаяигешепг а сошраг 1 яопТ 11 е Рай 1 о апй Е 1 есггоп 1 с Еп 8 пеег,1972, ч.42, Ф 6, р.285-294, Г 1 я.3.(57) Изобретение касается электроизмерений и может быть использовано для следящего измерения и кодирования частоты электрических сигналов.Целью изобретения является повышениебыстродействия и точности путемуменьшения динамичесКой погрешности.Для достижения поставленной цели вустройство дополнительно введеныблок б управления, блок 3 переписикода, блок 4 памяти и реверсивныйсчетчик 5 импульсов, Кроме того, устройство содержит реверсивный счетчик1 импульсов, преобразователь 2 кодчастота, вход 7 "Запуск", вход 8"Отсчет", информационные выходы 9устройства. Предложенная при этоммодиАикация следящего преобразовате- сля частоты в код характеризуется существенно меньшей погрешностью, чемизвестные конструкции подобных преобразователей. 3 ил.3 1308924 решение уравнения (1) для установившегося режима имеет следующий вид: с 4В соответствии с уравнением (3) оставляют линейную комбинации кодов (М(с ) и М(со +(,) при+э Абсолютные погрешности известного устройства и предложенного описываются последними слагаемыми правых частей формул (7) и (8). Сопоставляя эти формулы, находят, что максимальное значение модуля абсолютной погрешности известного устройства превосходит аналогичную характеристику предложенного устройства в К /Иъ)1 раз. На фиг,2 представлен график нормированной абсолютной погреш- ности х (е ) /: ы /е + е 2 25 Н(с) =(оСтое - е )о, -Ч "о -Коо(,( озоИз выражения (5) определяют абсолютную погрешность преобразования сигнала, частота которого изменяется во времени по экспоненциальному законуЬ(с,) = о(,И(с,) - Едш Ы(с,) /Г, 35о(,.р оо(6) рассчитанный с привлечением выражения (3 ) и точного решения (4 ) дифференциального уравнения (1 ) при Г = сро, "= 2 и у/М, = О 2. Длительность ь интервала интегрирования в выра)2(ении 3) для заданной величины с(, вычислена по приведенной формуле, связывающей значения и ы,о . График (фиг.2) показывает, что в оговоренных условиях абсолютная динамическая погрешность предлагаемой модификации следящего пре.образователя частоты в код уменьшается до 2,2 10 против О,96эу известного.При кодировании определенной экспоненциально изменяюшейся частоты выделяют Я по выражению (3),используя формулу (5) для 11(с). Получают следующее выражение для нормированной абсолютной погрешности) = (е/Р) 1 Я(ее ) + и(е,+") - М(е ) - ехр( -(е/2)/), (9) График функции Ь по выражению (9) в зависимости от величины отношения со/ьо при о(,(о = 5 и= 2 (фиг.3)9 свидетельствует, что погрешность предложения при со/С ъ О,( Я(с) л+Йо о( ищасов Ео Й шо( Б(с )+- з 2.п цс г+ г Е ш сов О с г+ гИз выражения (4) находим максимальную нормированную абсолютную погрешность Ь а известного преобразователя при обработке сигнала, частота которого изменяется во времени по синусоидальному закону,21 макс = )//с)12(с )-(1/о(,) к Если, например, я /о = 0,2, то Ь макс = 09196Пусть теперь Е (с ) = Гпри0 и с(с) = Г ехр(-с/(,- ) при с Ъ О, тогда решение дифференциального уравнения (1 ) при о(,с Ф 1 имеет вид где соО.Расчеты по уравнении 6) показываютр что фУнкЦиЯ Ь(Со) пРи о(,(о == 5 достигает максимального значенияЬ(смаке = 0,135 пРи Срмаксв 0942 ( Таким образом, динамическая пог-,45 решность кодирования изменяющейся частоты известным устройством весьма велика. Пусть преобразованию подвергается сигнал с частотой С (с) д со+ + Й зг.п(Э С предложенным ус 2 гройством. Выходной код Н(с) РСИ 1 при (я/(,) сс 1 и о(. (с 1 находят выражения (4),55Гм,вэ.пи сРедакт ректор М. Пписное Заказ 1793/36 ВНИИПИ Госуда по делам из 113035; Москва, 731о комитета СССР и открытийушская наб., д. Тиражтвенноретении-35, Р зводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4 5 13089не превосходит 210 против 0,135 уизвестного. Повторный запуск устройства может быть осуществлен при Сй +сразу же после окончания такта интегрирования по выражению (3). Вновь на вход "Запуск" подается короткий импульс, код РСИ 1 переносится в БП 4 иДРСИ 5 и т.д.10 Предлагаемый следящий преобразователь частоты в код характеризуется существенно меньшей погрешностью, чем известные конструкции. Длительность дополнительного такта интегрирования по выражению (3 ) не зависит от вида обрабатываемого сигнала и определяется лишь параметрами ПК 4 и требуемой погрешностью кодирования частоты, Особенность устройства задержка искомой информации на время ь/2, так как полученная по выражению (3) величина И пропорциональна 25 значению частоты Г(й ) в момент времени 1 = Г +Т/2. Зта особенность чаще всего не существенна для. измери- тельной системы, поскольку составляет лишь малую долю периода обрабатываемого сигнала. 24 бФормула изобретенияПреобразователь частоты в код, содержащий последовательно соединенные реверсивный счетчик импульсов и преобразователь код - частота, .выход которого поДключен к вычитающему входу реверсивного счетчика импульсов, а суммирующий вход реверсивного счетчика является входом устройства, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с.целью повышения быстродействия и точности, в него введены блок управления, блок Переписи кода, блок памяти и дополнительный реверсивный счетчик импульсов, входы записи которого объединены с входами блока памяти и через блок переписи кода подключены к выходам. реверсивного счетчика импульсов, причем управляющий вход блока переписи кода соединен с входом "Запуск" через блок управления, второй выход которого является выходом "Отсчет", при этом входы суммирования и вычитания дополнительного реверсивного счетчика импульсов соединены с одноименными входами реверсивного счетчика импульсов, а выходы блока памяти и дополнительного реверсивного счетчика импульсов являются информационными выходами устройства.