Цифро-аналоговый квадратор

(5 Государственный комитеСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открьтнй иорите 53) УДК 681.334(088 Опубликовано 25.09.74. Бюллетень М Дата опубликования описания 04.07.(71) Заявите 54) ЦИфРО-АНАЛОГОВЫЙ РАТ Изобретение относится к вычислительноп технике и автоматике.Известны цифра-аналоговые квадраторы, содержащие регистр сдвига и двоичный счетчик, выход которого соединен с первым входом триггера управления, первый выход триггера управления соединен с входом первой схемы И, выход которой подключен к входу схемы ИЛИ, а второй выход триггера управления подключен к входу второй схемы 1 И. Однако в известном квадраторе квадрат преобразуемой частоты получается в цифровой форме и преобразование его в напряжение постоянного тока необходимо производить с помощью специального преооразователя 1 код - напряжение, который понижает точность квадратора.Цель изобретения - повысить точность.Это достигается тем, что в квадратор введены два дополнительных счетчика, схема син хронизации, формирователь импульсов сброса, фильтр, ряд схем совпадения и генератор тактовых импульсов.На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого квадратора; на фиг. 2 - временные ди аграммы его работы (а, б, в - соответственно работа регистра сдвига, счетчика и схем И). Квадратор содержит генератор тактовыхмпульсов 1, вырабатывающий однополярные 30 импульсы тактовых частот ти Рг, сдвинутые между собой на одинаковые интервалы времени, схему синхронизации 2, представляющую собой схему совпадения с динамической памятью; две логические схемы И на два входа 3, 4, логическую схему ИЛИ 5; два нереверсивных счетчика 6, 7 равной емкости, являющиеся цифровым интегратором преобразователя; сдвиговый регистр 8, в котором импульсы преобразуемой частоты подвигаются тактовой частотой г; счетчик 9, с выходов которого вводится дополнение в основной счетчик 6; логические схемы совпадения (И) на три входа 1 О, 11, 12, 13, обеспечивающие ввод дополнения в зависимости от состояния сдвигового регистра 8 и дополнительного счетчика 9; триггер управления 14, на выходе которого получается широтно-импульсно-модулированный сигнал; сглаживающий фильтр 15, выделяющий среднее значение напряжения за период колебания триггера управления и формирователь импульсов сброса 16.При отсутствии преобразуемой частоты ,. в момент включения квадратора, триггер 14 устанавливается в такое положение, прп кото ром появляется разрешающий потенциал на схеме И 3, и импульсы тактовой частоты заполняют счетчик 6; при переполнении счет чика 6 изменяется состояние выходного триггера 14, и появляется разрешающий потенциал на схеме 11 4, начинается заполнение счетчика 7 импульсами тактовой часготы ь а схема И 3 закрывается, затем процесс повторяется. Среднее значенис напряжения на выходе сглаживающего фильтра 15 за период колебания триггера управления 14 будет:тгде К - передаточный коэффициент сглаживающего фильтра;У, - напряжение коллекторного питаниятриггера 14;н - длительность импульса - выходногонапряжения триггера 14;151 н - длительность паузы выходного импульсного напряжения триггера 14;7 - период переключений триггера 14.Частота переключений выходного триггера - 14 зависит от емкости счетчика и вели чины тактовой частоты и определяется выражением:Р,1 ныг, - 2 п 25где л - число разрядов основного счетчика.При подаче преобразуемой частоты 1 ее импульсы непрерывно вводятся в первый разряд счетчика 6 через схему синхронизации 2 синхронно с тактовой частотой Р. Кроме того З 0 эти импульсы вводятся в сдвиговый регистр 8, с выхода которого поступает на вход дополнительного счетчика 9, который считает число импульсов преобразуемой частотыза период колебания импульсного напряжения выход ного триггера 14. С выхода первого разряда сдвигового регистра 8, а также с выхода первого разряда дополнительного счетчика 9 подаются потенциалы на схему И 10, с выхода второго разряда сдвигового регистра и вто рого разряда дополнительного счетчика подаются потенциалы на схемы И 11 и т, д.На схемы И 10, 11, 12, 13 подаются также импульсы тактовой частоты Р. При наличии единицы в первом разряде сдвигового ре гистра 8 и в первом разряде дополнительного счетчика 9 с выхода схемы И 10 вводится импульс во второй разряд основного счетчика 6 синхронно с тактовой частотой, аналогично с выхода схемы И 11 вводится импульс в 50 третий разряд основного счетчика 6 и т. д.Логика схемы, вводящей импульсы, преобразуемой частоты поразрядно в счетчик б, такая, что первый импульс поступает только на первый разряд счетчика 6, что соответствует 55 единице, второй импульс поступает на первый и второй разряды, что соответствует числу 3, третий импульспоступает на первый и третий разряды, что соответствует числу 5 и т. д.Таким образом, в счетчик 6 кроме тактовой 60 частоты Р вводится число импульсов, соответствующее квадрату преобразуемой частоты.Переполняется он быстрее, чем счетчик 7, и скважность импульсного напряжения на выходе триггера 14 изменяется, что приводит к 65 появлению напряжения, соответствующего квадрату частоты 1 выделяемого фильтром,По окончании периода колебания выходного напряжения триггера 14, дополнительный счетчик 9 сбрасывается в ноль с помощью формирователя 16, Сброс счетчика 9 осуществляется в период между импульсами преобразуемой частоты, поэтому введение импульсов в счетчик б производится непрерывно,Для четкой работы квадратора необходимо выполнение условия;Г,ХмаксфШ+ 1где т - число разрядов сдвигового регистра.При выполнении этого сдвиговый регистр успевает очищаться к приходу каждого следующего импульса преобразуемой частоты.С другой стороны зависимость максимальной преобразуемой частоты от емкости основного счетчика и от тактовой частоты определяется выражением:Р (ф 2" - 1)/хмакс 2"Минимальная частота, которая может быть преобразована с высокой точностью определяется условием:данн Т, 2 - 1т, е, необходимо, чтобы за период колебания напряжения выходного триггера прошло не менее двух импульсов преобразуемой частоты. Предмет изобретенияЦифро-аналоговый квадратор, содержащий регистр сдвига, двоичный счетчик, выход которого соединен с первым входом триггера управления, первый выход триггера управления соединен с входом первой схемы И, выход которой подключен к входу схемы ИЛИ, а второй выход триггера управления подключен к входу второй схемы И, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены два дополнительных счетчика, схема синхронизации, формирователь импульсов сброса, фильтр, подключенный к выходу триггера управления, группа схем совпадения и генератор тактовых импульсов, первый выход которого соединен с управляющим входом регистра сдвига и входами первой и второй схем И, второй выход генератора соединен с вторым входом схемы синхронизации, первый вход которой подключен к входу устройства и входу регистра сдвига, выход схемы синхронизации подключен к входу схемы 1 ЛЛИ, выход соединен с входом первого младшего разряда основного счетчика, причем вход каждого последующего разряда этого счетчика через соответствующую схему совпадения группы схем совпадения со 444218единен с вторым выходом генератора тактовых импульсов, выходом соответствующего разряда регистра сдвига и разряда первого дополнительного счетчика, входом подключенного к выходу регистра сдвига, а цепями сброса соединенного через формирователь импульсов сброса с первым выходом триггера управления, второй вход которого через второй дополнительный счетчик подключен к выходу 5 второй схемы И./ Составитель С. Казинов Техред В. Рыбакова Корректор Л. Котова Редактор С. Ежкова Заказ 1875/6 Изд.457 Тираж 679 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, К, Раушская наб., д. 4/5