Частотно-импульсное вычислительное устройство

( 9) 1)5 0 06 О 726,7/16 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Киевский политехнический институт им50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетельство СССРЬ 525969, 8 06 6 7/16, 1976.Авторское свидетельство СССРМ 864299, кл. 6 06 6 7/16, 1981. 4) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ ВЫЧИСЛИЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО(57) Частотно-импульсное вычислительное устройство относится к области измерительной техники и может быть использовано при построении цифровых процентных частотомеров, Цель изобретения - расширение области применения. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит элементы И 1 и 2, реверсивный счетчик 3, регистр 4, блок формирования временных интервалов 5, триггер 6, вычитающий счетчик 7 и блок опорных частот. 1 ил,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано припостроении цифровых процентных частотомеров,Известны устройства, используемые визмерительной технике, содержащие реверсивный счетчик импульсов, регистр и ключи ссоответствующими связями. В этих устройствах, принцип работы которого основан нареализации алгоритма преобразования ситерационной аддитивной коррекциейпогрешности, осуществляется преобразование (умножение) входной частоты на число,заданное отношением двух кодов. Характерной особенностью известных устройств является малое время переходного процессаустановления выходной величины после скачкообразного измерения входной.Известно также устройство, содержащее реверсивный счетчик импульсов иключи, предназначенное для функционального преобразования частоты (умножения частоты).Данное устройство имеет низкое быстродействие, вследствие отсутствия выборкии запоминания текущего кода реверсивногосчетчика (выполняемого регистром). Общимнедостатком известных устройств являетсяневозможность непосредственного их использования в случае, если на вход устройства необходимо подавать две частоты, а навыходе получить код, пропорциональный отношению разности этих частот к одной изних.Известно устройство, содержащее блоксложения и вычитания, реверсивный счетчикимпульсов, схему сравнения кодов, счетчикимпульсов и блок управления.Это устройство обладает важным недостатком, который состоит в том, что, благодаря наличию в составе устройства блокасложения-вычитания при изменении неравенства 1 о1 х на 1 с, 1 х и наоборот, в известном устройстве возможны сбои, чтоявляется недопустимым в целом ряде применений устройства, т,е. этот недостаток ограничивает область применения известногоустройства,Известно устройство, содержащее измерители числа периодов, блок выбора частоты, формирователь интервала измеренияи реверсивный накопитель, Одним из недостатков этого устройства является то, чтотребуются большие аппаратурные затратыза счет наличия в его составе умножителячастоты, Этот блок в ряде случаев долженобеспечивать довольно большой коэффициент умножения частоты (например, 50), Ктому же этот коэффициент необходимо изменять при изменении диапазона входной. и второго счетчиков этого блока являются со 45 ответственно первым и вторым входами уст 50 20 25 частоты, Это также является недостаткомданного устройства. Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее реверсивный счетчик импульсов, регистр и ключи с соответствующими связями, В этом устройстве осуществляется умножение частоты на отношение двух кодов, т,е, функциональное преобразование вида 1 К/Кг, при этом реализуется алгоритм преобразования с иттерационной аддитивной коррекцией погрешности преобразования, обеспечивающий высокое быстродействие, Однако известное устройство не может быть использовано непосредственно в случае необходимости функционального преобразованиявида (1 - 12) /1, что ограничивает его функциональные возможности и, следовательно,область применения,Целью изобретения является расширение области применения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый и второй элементы И, выходы которых соединены с первым и вторым счетными входами реверсивного счетчика, выход которого соединен с установочным входом регистра, блок формирования временных интервалов, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а второй выход - с входом разрешения записи регистра, триггер, вычитающий счетчик и блок опорных частот, а блок формирования временных интервалов выполнен в виде первого и второго счетчиков и триггера, выход которого является первым выходом блока формирования временных интервалов, в котором выход первого счетчика подключен к первому входу триггера и к входу сброса второго счетчика, выход которого соединен с вторым входом триггера, а выход первого счетчика является вторым выходом блока формирования временных интервалов, а счетные входы первого ройства, выход регистра подключен к выходу устройства и к установочному входу вычитаю- щего счетчика, счетный вход которого соединен с первым входом устройства, а вход разрешения счета соединен с первым входом триггера и с первым выходом блока формирования временныхинтервалов, а выходсчетчика соединен с вторым входом триггера, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, а вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым выходами блока опорных частот.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.(7) Устройство содержит элементы И 1 и 2, выходы которых соединены с первым и вторым счетными входами реверсивного счетчика 3, выход которого соединен с установочным входом регистра 4, блок 5 формирования временных интервалов, первый выход которого соединен с первым входом элемента И 1, а второй выход - с входом разрешения записи регистра 4, триггер 6, вычитающий счетчик 7 и блок 8 опорных частот, а блок 5 формирования временных интервалов выполнен в виде счетчиков 9 и 10 и триггера 11, выход которого является первым выходом блока 5 формирования временных интервалов, в котором выход счетчика 10 подключен к первому входу триггера и к входу сброса счетчика 9, выход которого соединен с втооым входом триггера, а выход счетчика 10 является вторым выходом блока 5 формирования временных интервалов, а счетные входы счетчиков 9 и 10 этого блока являются соответственно первым и вторым входами устройства, выход регистра 4 подключен к выходу устройства и к установочному входу вычитающего счетчика 7, счетный вход которого соединен с первым входом устройства, а вход разрешения счета соединен с первым входом триггера 6 и с первым выходом блока 5 формирования временных интервалов, а выход счетчика 7 соединен с вторым входом триггера 6, выход которого подключен к первому входу элемента И 2, а вторые входы элементов И 1 и 2 соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 8 опорных частот.Счетчик 9 импульсов осуществляет подсчет импульсов, поступающих на первый вход устройства частоты 1 о, а счетчик 10 - импульсов, поступающих на второй вход устройства частоты 1 х. Импульс переноса счетчика 9 устанавливает в единичное состояние триггер 11, а импульс переноса счетчика 10 сбрасывает триггер 11 в нулевое состояние. Поскольку счетчик 9 устанавливается в нулевое состояние импульсом с выхода счетчика 10, то длительность импульса на выходе триггера 11 определяется выражениемЛ Т = Т 2 - Т 1 (1)Й 2 1х 1 огде Й 1 и Й 2 - модули пересчета счетчиков 9 и 10 соответственно;Т 1 и Т 2 - время, за которое переполняются счетчики 9 и 10 от момента сброса в 0",Импульс переноса счетчика 10 осуществляет также перепись кода реверсивного счетчика 3 в регистр 4. За время между 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 очередными импульсами переписи в сче ике 3 поступает пачка импульсов по входусуммирования с числом импульсов, равнымЙ+ = ЛТ 1 эт 1, (2)ГДЕ 1 эт 1 - ЧаСтста ИМПУЛЬСОВ, ПОСтУПаЮЩИХ Сблока 8,Подставив (1) в (2), получимЙ+ =( --- )тэт 1 .Й 2 Й 1тх то(3)По входу вычитания за время между соседними импульсами переписи в счетчик 3 поступает пачка импульсов с числом импульсов,равнымЙ- = Тхтэт 2 (4)где Тх - длительность импульса на выходетриггера 6;эт 2 - ЧаСтста ИМПУЛЬСОВ, ПОСтУПаЮЩИХс блока 8.Поскольку триггер 6 устанавливается вединичное состояние в момент переписи кода Йвых из регистра 4 в счетчик 7, а в нулевоесостояние - импульсом переноса счетчика7, который подсчитывает убывающим итогом импульсы частотой 1 х, то его длительность определяется выражениемЙвых(5)В установившемся режиме в счетчике 3 наблюдается баланс чисел импульсов, поступающих по обоим входам, т.е. Й+ = Й-, Сучетом (3), (4) и (5) получимРэт 1 тэт 2М 2 Й 1 Йвыхх о х(6)Преобразовав последнее выражение, положив Й 1 = Й 2, получимЙ 1 эт 1 о - 1 х Мтэт 2 тоЙ 1 тэт 1где К= - постоянная величина;тэт 2Л 1 = 1 о - 1 х - абсолютное отклонениечастоты 1 х от 1 о.Выражение (7) представляет собойуравнение преобразования устройства,осуществляющего преобразование относительного отклонения частоты в код,т,е, функциональное преобразование видаЛЮ-Й, Такое устройство может использоваться в качестве процентного частотомера,Данное устройство работоспособно при1 о1 х. Легко доработать его и до варианта,не зависящего от этого условия, поставивсхемы коммутации, однако это не оправданно, так как это не всегда надо и так каксхемы коммутации больше зависят от условий применения данного устройства, чем отнего самого.Введениме в состав устройства такихпростых блоков, как три счетчика импульсов, двух триггеров и блока опорных частот1732361 30 35 40 45 50 Составитель И.СергеевТехред М,Моргентал Корректор Т.Палий Редактор И.Горная Заказ 1584 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101(роль последнего также могут выполнять счетчики импульсов, если в качестве опорной используется одна из выходных частот Ь), позволяет расширить его функциональные возможности, а именно, предлагаемое устройство может использоваться в качестве процентного частотомера, что значительно расширяет его область применения и устраняет в ряде случаев необходимость в разработке новых устройств аналогичного назначения.Формула изобретения Частотно-импульсное вычислительное устройство, содержащее первый и второй элементы И, выходы которых соединены с первым и вторым счетными входами реверсивного счетчика, выход которого соединен с установочными входами регистра, блок формирования временных интервалов, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а второй выход - с входом разрешения записи регистра, а т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены триггер, вычитающий счетчик и блок опорных частот, а блок формирования временных интервалов выполнен в виде первого и второго счетчиков и триггера, выход которого является первым выходом блока формирования временных интервалов, в 5 котором выход первого счетчика подключенк первому входу триггера и к входу сброса второго счетчика, выход которого соединен с вторым входом триггера, выход первого счетчика является вторым выходом блока 10 формирования временных интервалов, асчетные входы первого и второго счетчиков этого блока являются соответственно первым и вторым входами устройства, выход регистра подключен к выходу устройства и 15 к установочному входу вычитающего счетчика, счетный вход которого соединен с первым входом устройства, вход разрешения счета соединен с первым входом триггера и с первым выходом блока формирования 20 временных интервалов, а выход счетчика соединен с вторым входом триггера, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, а вторые входы первого и второго элементов И соединены соответст венно с первым и вторым выходами блокаопорных частот.