Преобразователь «частота-код»

Союз Советокик Социалиотичеокик Реооубпин. Кл. Н 03 т 1 З 1026 06 300СЬ 01 г 2 З 100 ено 18.17,1969 (Я 1 црнсоединецием заявкриоритет оеитет ие делам овретвииЯ и открытийЗаявитель ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОТА-КОД 5 10 15 блок-схема превременные диа 20 25 30 т входной формиик 3, задатчик 4интервала, селекчастоты и набор и каждого дополазуемой частоты, из расширителя б 7 импульсной поовнадения, ключа ависимое от авт. свидетел Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.Известны преобразователи частота-код, содержащие входной формирователь, ключи, счетчики и задатчик калиброванного временного интервала, принцип действия которых основан на подсчете числа импульсов преобразуемой частоты, прошедших на счетчик за калиброванный интервал времени.Недостаток подобных устройств - их невысокая точность при преобразовании низких частот, обусловленная заданным конечным временем преобразования, увеличение которого в ряде случаев неприемлемо.Используемые для повышения точности методы преобразования частоты в код, основанные на растягивании части периода преобразуемой частоты, отсекаемой концом калиброванного временного интервала, сложны в реализации и требуют растягивания этой части в 10 и более раз, что трудно осуществить с высокой точностью в широком диапазоне преобразуемых частот.Предлагаемый преобразователь частотакод позволяет при сохранении высокого быстродействия производить с высокой точностью преобразование частоты в код в широкам диапазоне ее значений.Ои содержит общий селектор периода преобразуемой частоты, расширители импульсов,жевская, А. Г. Рыжевскиляндин ческий институт формирователи импульсных последовательностей и схемы совпадения. При этом выход входного формирователя через расширители импульсов соединен с одним из входов схем совпадения каждого младшего разряда, второй вход каждой из схем совпадения через формирователь импульсной последовательности подключен ко входу расширителя импульсов своего разряда и через общий селектор периода преобразуемой частоты - к выходу входного формирователя. Выход каждой из схем совпадения соединен с запирающим входом ключа своего разряда, а запускающий вход каждого формирователя импульсной последовательности - к отпирающему входу ключа предыдущего разряда. На фиг, 1 представлена образователя, на фиг. 2 - фрагмы работы устройства.Преобразователь содержи рователь 1, ключ 2, счетч калиброванного временного тор 5 периода измеряемой отдельных схем для оценк нительного разряда преобр каждая из которых состоит импульсов, формирователя следовательности, схемы 8 с 9 и счетчика 10.(7) Т=0,99 Т,(3) 65 Принцип действия предлагаемого устройства удобно рассматривают совместно с временными диаграммами его работы. Первый импульс преобразуемой частоты поступающий с выхода формирователя 1, запускает задатчик 4 калиброванного временного интервала, открывающий на время То ключ 2, через который импульсы частоты 1 проходят на счетчик 8. Длительность интервала времени 7 О выбирается достаточной для оценки лишь старшего разряда, т. е. не более 10 периодов максимального значения преобразуемой частоты. За время То счетчик фиксирует число и, импульсов, соответствующее значению старшего разряда преобразуемой величины. Селектор б выделяет Т, период преобразуемой частоты и выдает на управляющие входы расширителей б импульсов и формирователей 7 импульсных последовательностей сигнал, пропорциональный значению Тгде это значение запоминается. В момент времени 10 импульс, соответствующий концу временного интервала То, закрывая ключ 2, запускает формирователь 7 импульсной последовательности первого дополнительного разряда и открывает ключ 9 этого разряда, через который в счетчик 10 начинают поступать импульсы с частотойФормирователь 7 в соответствии со значением Т, выдает серию импульсов с периодом повторенияТ,=0,9 Т (1) Эти импульсы поступают на один из входовсхемы совпадения 8, на второй вход которойрасширитель б выдает импульсы частотырасширенные до длительностит =0,1 Т,На диаграммах 11 - 14 показаны импульсы на входах схемы совпадения 8 в отрезок времени, близкий моменту 10. На диаграммах 15, 1 б показаны те же импульсы в увеличенном временном масштабе, При выполнении условий 1 и 2 один из первых девяти импульсов формирователя 7 со)впадает во времени с каким-либо расширенным импульсом частоты . При совпадении и-ного импульса схема 8 закроет ключ 9 и, таким образом, в счетчике 10 зафиксируется число п, соответствующее значению первого дополнительного разряда преобразуемой величины . Одновременно в момент времени 1 (диаграммы 17 - 19) сигнал с выхода схемы совпадения 8 откроет ключ 9 и запустит формирователь 7 импульсной последовательности второго дополнительного разряда. Через открытый ключ 9 на счетчик 10 поступают импульсы с частотой 1 а формирователь 7 выдает на один из входов схемы совпадения 8 серию импульсов с периодом повторения На второй вход этой схемы совпадения поступают импульсы частоты 1, расширенные расширителем б до длительности 5 ю 15 го г 5 зо 40 45 50 55 60 При совпадении в момент времени 12 двух импульсов на входах схемы 8, последняя закроет ключ 9, и счетчик 10 зафиксирует число пз, соответствующее значению второго дополнительного разряда преобразуемой величины (здесь пз - номер импульса с выхода формирователя 7, совпавшего с одним из расширенных импульсов частоты 1). Одновременно схема 8 открывает ключ 9 и запускает формирователь 7 импульсной последовательности третьего дополнительного разряда. Этот разряд работает аналогично первым двум, причем период Тз повторения импульсов на выходе формирователя 7 выбирается из усло- вия а длительность тз выходных импульсов расширителя б - из условиятз=0001 Т Из рассмотрения фиг. 2 можно записать основное уравнение шкалы описываемого преобразователя:Тх по + Тхи + Тхпх + Тхпз - Тзпз + Тхпх +т, е. число, зафиксированное в счетчиках преобразователя, прямо пропорционально значению преобразуемой частоты.Время Т,р преобразования частоты 1 не превышает величинуТпрх То+ Тх(п+пз+ пз)Очевидно, что число дополнительных разрядов преобразователя может быть легко увеличено путем каскадирования ряда идентичных схем, служащих для оценки отдельного разряда. При этом период повторения выходных импульсов формирователя в каждом разряде определяется из выражения:т,=т (1 - 10-),где 1 - номер дополнительного разряда.Длительность импульсов частоты 1, поступающая с выхода расширителя импульсов каждого -го дополнительного разряда, долж на удовлетворять условиют;=10 -Т (8) Значение т, не входят непосредственно в основное уравнение (6) шкалы преобразователя. Однако очевидно, что для правильной работы устройства необходимо, чтобы дей 300133ствительные значения отличались от номинальных, определенных из выражения (8), в меньшую сторону не более, чем на единицу дискретности самого младшего оцениваемого разряда. С другой стороны (см. фиг, 2) видно, что увеличение значений т; по сравнению, с номинальным может привести к совпадению с одним из расширенных импульсов частоты например, не п,-ного импульса последовательности первого разряда, а (а - 1)-ного импульса. Это же может наблюдаться и во всех остальных разрядах, что вызовет ошибку в оценке значения -ного дополнительного разряда и приведет к сбою в работе устройства, так как в этом случае ни один из первых девяти импульсов последовательности следующего разряда не совпадает с расширенными импульсами преобразуемой частоты.Этот недостаток легко устраняется введением системы поправок, заключающейся в незначительном увеличении числа импульсов свыше девяти в последовательности каждого дополнительного разряда и в последовательном соединении счетчиков дополнительных разрядов для осуществления переноса возможной единицы переполнения из более младшего дополнительного разряда в более старший, Увеличение числа импульсов на 1, 2 и т. д. позволит поддерживать длительность т, импульсов с точностью соответственно +104; +20/о и т. д. При этом значения т; должны быть не меньше номинальных, определенных из условия (8). Описаппый преобразователь частота-кодможет быть использован для высокоточного преобразования в код частоты в относительно широком диапазоне ее значений при времени 5 измерения порядка 10 периодов измеряемойчастоты на оценку каждого десятичного разряда.Предмет изобретения10 Преобразователь частота-код, содержащий вхрдной формирователь, ключи, счетчики, задатчик калиброванного временного интервала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит общий 15 селектор периода преобразуемой частоты,расширители импульсов, формирователи импульсных последовательностей и схемы совпадения, причем, выход входного формирователя через расширители импульсов соединен 20 с одним из входов схем совпадения каждогомладшего разряда, второй вход каждой из схем совпадения через формирователь импульсной последовательности подключен ко входу расширителя импульсов своего разря да и через общий селектор периода преобразуемой частоты - к выходу входного формирователя, выход каждой из схем совпадения соединен с запирающим входом ключа своего разряда, а запускающий вход каждого фор мирователя импульсной последовательностиподключен к отпирающему входу ключа своего разряда и к запирающему входу ключа предыдущего разряда.12г,ои1 бДго2122Составитель Е. Семеноваедактор А, Калашникова Техред Т. Ускова Корректор Л. Царьковаказ 1424/2 Изд,613 Тираж 448 Подписно ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунов