Преобразователь частоты в цифровой код

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республика висим от авт. свидетельства .Х.1965 ( 1033098/26 л. 42 т, 14 аявлен инением заявкиприс Комитет по дел И 1 К 6 061 риоритетпубликовано изобретений и открыт при Совете Министре СССРУДК 681.142,523,8:5 ,087.92 (088.8) 966. БюллетеньДата опубликов Авторизобретения РЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЪ ИФРОВОЙ К 2 да на блифровшкалыта пося 1,нтиляединыйз лини На чертеже изоораже разователя частоты в ц матической установкой Преобразуемая часто усилителя-формировате,подключен ко входу ве вход вентиля подключе триггера 3, На единич со входа запуск черок-схема преобой код с автоизмерепия.тупает на вход выход которого 2, На второй ничпый выход ьход триггера 3 ю задержки 4 Заявитель Киевский завод электрон Известны преобразователи частоты в цифровой код с автоматической установкой шкалы измерений, содержащие измерительные схемы со счетчиками длительности периодов и количества периодов, переключатель точно. сти, логические схемы ИЛИ, триггер признака заданной точности, вентили измерительных схем длительности периода и коли; честна периодов, инвертор и генератор кваптующих импульсов. Предлохкенное устройство отличается тем, что в нем счетчик длительности периода соединен через переключатель точности со схемой совпадения, связанной с триггером признака заданной точности, выход последнего через схему ИЛИ соединен с первым вентилем измерительной схемы длительности периодов, а выход схемы ИЛИ через инвертор подключен к вентилю счетчика количества периодов и ко второму вентилю измерительной схемы длительности периподается импульс запуска, на нулевои вход годключен выход схемы ИЛИ б. Выход вентиля 2 подсоединен ко входу вентиля б и ко входам вентилей 7, 8. На вход вентиля б подключен также выход схемы ИЛИ 9, он же соединен со входом инвертора 10, выход которого подключен ко входу вентиля 8 и вентиля 7.На вход схемы ИЛИ 11 подключен выход 10 вентиля б, а на выход - нулевой входтриггера 12. Потенциал с нулевого выхода триггера 12 поступает на управляющий вход вентиля 13. Второй вход вентиля 13 соединен с выходом генератора 14 калиброванной ча стоты. Выход вентиля 13 подключен ко входусчетчика 15 длительности периодов, Потенциалы с триггеров счетчика длительности периодов поступают на вход переключателя 1 б точности. Выходы переключателя точности соединены со входами схемы совпадения 17.Выход схемы совпадения соединен с единичным входом триггера 18 признака заданной точности, Единичный выход триггера 18 подключен ко входу схемы ИЛИ 9. На 25 ход ИЛИ 9 подключен выход схемы 19совпадения, на входы которой поступают потенциалы с триггеров счетчика 20 количества периодов, Вход счетчика 20 соединен с выходом вентиля 8. Единичный выход триггера 12 подключен ко входу формирующей цепочки 21, выход которой соединен со входом схемы ИЛИ 5. Импульс запуска поступает навходы линии задержки 4, схемы ИЛИ 5,схемы ИЛИ 11, на нулевой вход триггера 18, на улевые входы триггеров счетчика 15 длительности периодов и счетчика 20количества периодов.Прсооразователь частоты в код с автоматической установкой шкалы измерений работает следующим образом.10Перед началом измерений переключателем1 б точности устанавливается необходимаяточность измерений. При этом на входы схемы совпадения 17 подключаются выходытриггеров счетчика длительности периодов 15,указывающие код числа, при представлениикоторым измеряемой величины погрешностьдискретности .Йуе й 7 йЩС установленной.На вход ус 55 Р 5 тещ-формирователя 1 поступает сиисо 55 дальное напряжение преобразуемой частоты; На:Выходе формируются импульсы, следующие1 астотой входного напряжения, Зт 5 импульсы 5 оступают на входвентиля 2Импульс запуска вначале устанавливает в 25О все триггеры и счетчики, а затем черезвремя, определяемое линией задержки 4, устанавливает триггер 3 в 1.Потенциал с единичного выхода триггера 3 поступает на другой вход вентиля 2 и З 0разрешает прохождение импульсов с усилителя-формирователя 1 на выход этого вентиля,Поскольку триггер 18 и триггеры счетчика 20количества периодов в нулевом состоянии,через схему ИЛИ 9 на вход вентиля б поступает запрещающий потенциал; он же, инвертированный инвертором 10, поступает какразрешающий потенциал на входы вентиля 7и вентиля 8.Первый импульс с выхода вентиля 2 через 40вентиль 7 поступает на единичный входтриггера 12 и устанавливает его в положение 1. Потенциал с нулевого выходатриггера 12 поступает на управляющий входвентиля И и открывает его. Счетчик 15 длительности периодов начинает считать импульсы, поступающие на его вход с генератора 14калибоованной частоты через вентиль И.Одновременно первый импульс поступаетна вход вентиля 8 и проходит на выход, т, к. 50на его управляющем входе - разрешающийпотенциал.С выхода вентиля 8 первый импульс поступает па вход счетчика 20 количества периодов и просчитывается им. 55Если до прихода второго импульса с усилителя-формирователя на счетчик длительностипериодов с генератора калиброванной частоты поступит количество импульсов, меньшечисла, устаногленного переключателем точности, то на входах схемы совпадения 17 непроизойдег совпадения разрешающих потен-циалов; па выходе схемы совпадения импульсне возникает. Триггер 1 З останется в нулевом состоянии; на входе вентиля - запре щающий потенциал, а на входах вентилей 7, 8 - разрешающий,Второй импульс с выхода усилитсл 5-ф 01)ми. рователя пройдет через вентили 2 и 7 на единичный вход триггера 12 и на вход счетчика количества периодов через вентиль 8, Триггер 12 не изменит своего состояния (останется в 1); счетчик 20 количества периодов просчитает второй импульс.На счетчик длительности периодов будут поступать импульсы с генератора калиброванной частоты.Если же до прихода К-го импульса, количество импульсов, поступивших с генератора калиброванной частоты на счетчик длительности периодов, будет больше числа, установленного переключателем точности, то в момент, когда эти числа будут равны, на выходе схемы совпадения возникнет импульс, Импульс с выхода схемы совпадения поступаег на единичпый вход триггера 18 и устанавливает его в положение 1, При этом с единичного выхода триггера 18 через схему ИЛИ 9 на вход вентиля б поступает разрешающий потенциал, а па входы вентилей 7 и 8 - запрещающий потенциал с выхода инвертора 10.К-й импульс с усилителя-формирователя пройдет через вентиль б и схему ИЛИ 11 на нулевой вход триггера 12, но не пройдет на счетчик 20 количества периодов, Он поставит триггер 12 в положение О. При этом вентиль И закроется и прекратится поступление импульсов с генератора калиброванной частоты на счетчик длительности периодов. На этом счетчике зафиксируется код, соответствующий длительности (К - 1) -периодов преобразуемой частоты, а на счетчике количества периодов - число (К - 1) .При переходе триггера 12 из 1 в О формирующая цепочка 21 формирует импульс конца преобразования, который через схему ИЛИ 5 поступает на нулевой вход триггера 3 и устанавливает его в О, На вход ьентиля 2 поступает потенциал, запрещающий прохождение импульсов с усилителя- формирователя, Работа преобразователя прекращается.Импульс конца преобразования вырабатывается также при заполнении счетчика количества периодов (все триггеры счетчика в состоянии 1), так как при этом на схеме совпадения 19 вырабатывается разрешающий потенциал, который через схему ИЛИ 9 поступает на вход вентиля б, (а + 1) -й импульс (если емкость счетчика количества периодов 20 и единиц) пройдет на нулевой вход триггера 12 и установит его в О. Вырабатывается импульс конца преобразования На счетчике 15 длительности периодов зафиксируется код, соответствующий а периодам преобразуемой частоты, а на счетчике 20 количества периодов - число и.Код на счетчике 15 длительности периодов и счетчике 20 количества периодов хранитсядо тех пор, пока не пройдет новый импульс запуска.Все схемы преобразователя частоты в код с автоматической установкой шкалы измерений могут быть выполнены на любых элементах вычислительной техники, в частности на полупроводниковых приборах.В качестве переключателя точности можно использовать любой переключатель, имеющий т направлений и Р положений (если число, установленное на схеме совпадения 17 переключателем точности 1 б, состоит из т разрядов, а количество требуемых значений точности Р).Если нет необходимости производить пре. образования с различной точностью, потенциалы соответствующих выходов триггеров счетчика 15 длительности периодов подаются непосредственно на входы схемы совпадения 17.Поскольку на счетчик 15 длительности периодов независимо от частоты входного сигнала с генератора 14 калиброванной частоты поступает число импульсов не меньше, чем исло, установленное переключателем точности, то погрешность дискретности во всем диапазоне частот будет не выше, определяемой этим числом.Диапазоны преобразуемых частот можно определить из следующих формул:гкРИгде- нижняя граница диапазона преобразуемых частот, ги;Р, - частота следования импульсов генератора калиброванной частоты,ги;У - емкость счетчика длительности периодов, ед.Емкость счетчика длительности периодов должна выбираться из следующего неравенства:100ооогде б - погрешность дискретности, задаваемая переключателем точности, /,; Верхняя частота:Р,. й100где , - верхняя граница диапазона преобразуемых частот ги6 - принятая погрешность дискретности, задаваемая переключателемточности, О/о,10 Р, - частота следования импульсов генератора калиброванной частоты,ги;и - емкость счетчика количества периодов, ед.15 Варьируя параметрами Р, У, п, можнопостроить преобразователи, имеющие погрешность дискретности не более, установленной вшироком диапазоне частот. Имеется такжевозможность изменять погрешность дискрет 20 ности от преобразования к преобразованию.Для определения значения частоты (в ги)необходимо разделить показания счетчика количества периодов на показания счетчикадлительности периодов и результат умножить25 на значение частоты следования импульсовгенератора калиброванной частоты (в ги).Предмет изобретенияПреобразователь частоты в цифровой код 30 с автоматической установкой шкалы измерений, содержащий измерительные схемы со счетчиками длительности периодов и количества периодов, переключатель точности, логические схемы ИЛИ, триггер признака за данной точности, вентили, измерительныхсхем длительности периода и количества периодов, инвертор и генератор квантующих импульсов, отличающийся тем, что, с целью получения максимального быстродействия 40 при заданной точности, в нем счетчик длительности периода соединен через переключатель точности со схемой совпадения, связанной с триггером признака заданной точности, выход последнего через схему ИЛИ 45 соединен с первым вентилем измерительнойсхемы длительности периодов, а выход схемы ИЛИ через инвертор подключен к вентилю счетчика количества периодов и ко второму вентилю измерительной схемы длительности 50 периода, 189628Составитель Г, ШаповалРедактор Т. Рыбалова Техред Т. П. Курилко Корректоры: Т, Н. Костиковаи О Б ТюриндЗаказ 4150/8 Тираж 1075 Формат бум. 60 Х 90/з Объем 0,38 нзд л, ПодписноЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Центр, пр. Серова, д. 4пография, пр. Сапунова, д. 2