Функциональный частотный преобразователь

(22) Заявлено 2 присоединением заявкиудеретеееай ееиететвета Мееетрев Шрее делая хзебретеееен етхрытхй(4) Дата опубли вания описания 15.12.7 72) Автори изобретени Носков устьшьннко: и 54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОИАТЕЛЬИзобретение относится к вычислительной технике и может быть испольэовано для построения специализированных вычислителей, реализующих нелинейные преобразования информации, заданной в виде частоты; импульсов, 5Известны устройства для функционального преобразования импульсного сигнала, которые могут быть использованы для функционального преобразования частоты, содержащие импульсно-управляемые про тб водимости, операционные усилители и источники опорных напряжений 1Недостатком таких устройств является наличие методических погрешностей и сравнительно низкое быстродействие.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является функциональный частотный преобразователь, содержащий формирователь прямоугольных импульсов, вход которого явля а ется входом преобразователя, а выход под ключен ко входу днфференцируюшего эле-, мента, н последовательно включенные генератор нелинейного импульсного напряжения, ключ и аналоговый запоминаюшийблок, выход которого является выходомпреобрвэоваталя 21Недостатком прототипа является сравнительно узкий класс воспроизводимыхфункций,Целью изобретения является расширение класса воспроизводимых преобразователем Фуаиеий.Поставленная цель достигается тем,что преобразователь содержит два элемента задержки, элемент НЕ и последовательно включенные генератор импульсов высокой частоты, элемент запрета,подсоединенный входом запрета к выходу формирователя прямоугольных импульсов, счетчик, блок ключей и регистр, выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам генератораФнелинейного импульсного напряжения, выход дифференцирукицего элемента подключен ко входу элемента НЕ и через первый элемент задержки - к управляющемувходу блока кпючей, выход элемента НЕсоединен со входом сброса счетчика и через второй эпемент задержки подключенк управляющему входу ключа.На фиг. 1 представлена блок-схема Йпредпоженного преобразователя; на фиг,2 временные диаграммы его работы.Преобразователь содержит формирова-.тепь 1 прямоугольных импульсов, элемент 2 запрета, генератор 3 импульсов Евысокой частоты, дифференцируюший элемент 4, элемент 5 задержки, элементНЕ 6, счетчик 7, блок 8 ключей, регистр 9 генератор 10 нелинейного импупьсного напряжения, в состав которо- Мго входит цифровой управляемый резистор 11 (в общем случае генератор 10может содержать несколько цифровых. упоавпяемых резисторов), элемент 12задержки, ключ 13 и аналоговый запоминающий бпок 14,Выход формироватепя 1 подкпючен кзапрещающему входу элемента 2 запрета,входу дифференцирующего элемента 4 ико входу запуска генератора 10 пепи- ффнейного импульсного напряжения.Другой вход элемента запрета 2 соединен с выходом генератора 3 импульсов высокой частоты, а выход связансо входом счетчика 7, выходы которого ффподключены через блок 8 ключей к входам регистра 9. Выходы ре 1 истра 9 соединень: с управляющими входами цифрового управляемого резистора 11, входящегов состав генератора 10 непинейного им- фпупьсного напряжения в качестве элемента с времязадаюшим параметром. Выходдифференцируюшего элемента 4 связанчерез эпемент 5 задержки с управпяюшимвходом блока ключей 8 и через эпементНЕ 6 со входом сброса счетчика 7 и входом эпемента 12 задержки. Выход генератора 1 0 .непинейного импульсного напряжения подкпючен ко входу ключа 13, управпяюший вход которого соединен с вы- ффходом элемента 12 задержки. Выход ключа 13 связан со входом аналогового запоминающего блока 14, выход которогоявляется выходом преобразоватепя.Преобразователь работает следующим39образом,На вход формирователя 1 поступаетсигнал преобразуемой частоты 1 (фиг.а),На выходе формироватепя 1 образуетсяИпоспедоватепьность узких прямоугопьныхимпульсов постоянной длительности(фиг. 2,б), выбранной в соответствии свременем возврата генератора 10 в исходное состояние, Прн помощи элемента2 запрета на время действия импульсов,сформированных формирователем 1, запрешаетсл прохождение импульсов генератора 3 на вход счетчика 7 (фиг, 2,в). Навыходе дифференцируюшего элемента4 образуются узкие импульсы (фиг, 2 г),соответствующие пеоедним н задним фронтам выходных импульсов формирователя1. В моменты времени, соответствующие задним фронтам указанных импульсовсчетчик 7 сбрасывается в нулевоесостояние выходными импульсами элемента НЕ 6 (фиг. 2,е) и начинает считать импульсы генератора 3, поступающие на его вход (фиг. 2,ж), По импульсам, соответствующим передним фронтамвыходных импульсов формирователя 1, задержанным элементом задержки 5 (фиг.,д)через блок кпючей 8, код,зафиксированныйсчетчиком 7, пропорциональный истекшему периоду Т переписывается в регистр9,(фиг. 2,з). Пронорционапьно коду, зафиксированному в регистре 9, устанавпивается вепичина сопротивления цифровогоуправляемого резистора 11 (фиг. 2,и)который является времязадаюшим резистором генератора 10, чем задается временной масштаб нелинейного напряженияэтого генератора на спедуюший периодпо информации о величине предыдущегопериода. Выходное напряжение генератора 10 начинает изменяться в моменты времени=О, соответствующие задним фронтам выходных импупьсов формирователя 1, и подчиняется закону изС=боРгде Цо - опорное напряжение генератора 10;К- постоянный коэффициент;Я - времязадаюшее сопротивлениегенератора 10,Так как сопротивпение%, выпопненоцифроуправпяемым и величина его устанавливается пропорциональной коду в регистре 9, а этот код, в свою очередь,пропорционален периоду Т, то в результате обспечивается зависимостьКгде К - постоянный коэффициент.Поэтому в преобразоватепе закон изменения напряжения 3 г имеет характерфункции Юг =0 оГк 1 Цгде К = К 1К- постоянный коэффициент,т.е. скорость изменения нелинейного им Й 36632нульсного напряжения изменяется пропорционально преобразуемой частоте (Фиг. 2, к).Выходные импульсы элемента НЕ 6, соответствующие по времени моментам %.в .О, проходят через элемент задержки 12 и после задержки этим элементом на время 1поступают ке управляющий вход ключа 13 (фиг, 2,л), которыи под действием их замыкается, Тем самым 6 нелинейно изменяющееся напряжение генератора 10 в моменты времени Ф-=1 отсчитываемые от моментов 1 =О, передается ключом 13 на аналоговый запоминающий блок 14 (Фиг. 2,м),который % до следующего замыкания ключа 13 Фиксирует значение .напряжения Выходное напряжение Ох преобразователя снимается с аналогового заломинаюшего блока 14 в виде ступенчатойФункции (Фиг. 2, н). скачкообразно изменяющейся в моменты замыкания ключа И13 и представляюшей собой, в соответствии с последним выражением, нелинейнуюФункцию от преобоазуемой частотывид которой определяется непосредственно законом изменения во времени выход- фного напряжения генератора 10, что расширяет Функциональные возможности преобразователя по сравнению с известным,а получение информации о частотечерез интервалы времени, не превышаю- фшие двух периодов входного сигнала, онределяет высокое быстродействие преобразователя,В предложенном преобразователе совокупность требований по широте Функциональных возможностей, быстродействию и точности удовлетворяется лучше,чем в известных функциональных частотных преобразователях, и поэтому на основе предложенного преобразователя, до- фполкенного и необходимых случаях преобразователями различных переменных вчастоту, могут быть построены специвлизировакные вычислители, имеюшие улучшенные показатели по сравнеппо с вычислителями, оеализованными на иной основе.формула изобретенияфункциональный частотный преобра,зователь, содержащий Формирователь прямоугольных импульсов, вход которого является входом преобразователя, а выход подключен ко входу дифференцируюшего элемента, и последовательно включенные генератор нелинейного импульсного напряжения, ключ и аналоговый запоминаюший блок, выход которого является выходом преобразователя, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что с целью расширения класса воспроизводимых Функций, он содержит два элемента задержки, элемент НН и последовательно включенные генератор импульсов высокой частоты, элемент запрета, подсоединенный входом запрета к выходу формирователя прямоугольных импульсов, счетчик, блок ключей и регистр, выходы которого подключены к соответствующим управлпошим входам генератора нелинейного импульсного напряжения, выход дифферекцируюшего элемента подключен ко входу элемента НЕ и через первый элемент задержки - к управляющему входу блока ключей, выход элемента НН соединен со входом сброса счетчика и через второй элемент .задержки подключен к управляющему входу ключа.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Справочник по аналоговой вычислительной технике. Под. ред. Пухова Г.Е. Киев, изд-во "Техника, 1975, с,184-199.2. Смолов В, Б. Аналоговые вычислительные машины, "1., "Высшая школа,1972, с, 218,