Устройство для преобразования суммы частотно-импульсных сигналов в код

ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик вб 52441/14 иГееударетаеееаитет СССР аа делам забрете атхрмт.4 (088.8) Опубликовано 15,0 Дата опубликования описания 18.0 2) Автор изобретен и аллиииков Научно-нсследовате автоматизации льский и проектный институт по комплексно нефтяной и химической промышленности 71) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СУММЫ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ В КОДча вт ме Однако извест ограниченным бы тью, определяем частоты опорного Известно га разоввния суммы сигналов в код,опорной частоты,го подключен к с результата, и бл выход которого п мувходу вентиляое устройствтродействием ад очнос- ачени ыми предельным зн генератора. кже устройство для частотно-импульс содержашее генера вентиль, выход к четному входу сче ок управления, первь одключен к управлпреобныхгороторо- тчика 2),Изобретение относится к технике с- тотно-нмпульсного моделирования в в оматике, измерительной и вычислительной технике и может найти применение в цифровых системах управления и в информационно-измерительных системах с частотно-импульсной входной информацией.Известно устройство, содержащее генератор опорной частоты, умножители частот, делители частот и логические элеТак как блок управления надежно рабогаег только при определенных фазовых соотношениях между входными сигналами и в узком диапазоне изменения входных частот, то устройство может быть готово к следующему такту измерения только ч рез сумму нескольких периодов входных частот, что ограничивает его быстродействие. Кроме того, использование функ ционвльного генератора, выполняемого на двоичных умножителях, обладающих флуктуациями выходной частоты по отношению к средней, приводит к появлению ошибок в результирующем коде, особенно если входные частоты быстроменяахциеси, что ограничивает точность устройства.Бель изобретении - увеличение точности и быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для преобразовании суммы частотно-импульсных сигналов в код, содержащее генератор опорной частоты, вентиль, выход которого подключен к счетному входу счетчика результата, и блокуправления, первый выход которого подключен к управляющему входу вентиля,введены логический блок, умножитель двухчастот и делитель частоты, причем входные клеммы устройства подключены к увходам логического блока, выходы которого подключены к первому и второмувходам умножителя, третий вход которогоподключен к выходу генератора опорнойчастоты и входу делителя частоты, своим 1 ввыходом подключенного к четвертому входу умножителя двух частот и к первомувходу блока управления, второй вход этого блока подключен к первому выходу логического блока, а третий вход - к пер- Ивому выходу умножителя двух частот,второй выход которого подключен к входу вентиля, второй выход блока управления подключен к входу обнуления счетчика результата, 20Цель изобретения - увеличение точности и быстродействия устройства.На фиг. 1 приведена блок-схема предлагвемого устройства; на фиг. 2 - то же,принципиальная схема. 25Устройство (фиг. 1) содержит логический блок 1, блок 2 управления,умножитель 3 двух частот, вентиль 4,счетчик результата 5, генератор 6 опорной частоты и делитель 7 частоты. 36Логический блок 1 (фиг. 2) состоитиз блока 8 вычитания, четырех вентилей9-12, двух алементов ИЛИ 13, 14; блок2 управления выполнен из алемента задержки 15, двух триггеров 16, 17, вы- ЗЗчитающего счетчика 18, двух вентилей19, 20, блока управления счетчиком 21,группы вентилей 22 переноса кода и элемента ИЛИ 23; умножитель 3 двух частот содержит двв управляемых делителя ф24, 25 частоты, каждый из которых выполнен иэ вычитаюшего счетчика 26 ирегистра 27 памяти, и группы вентилей28 переноса кода, два суммирующих счетчика 29, 30, две группы, вентилей 31, 132 и двв блока.,33, 34 управления.Устройство работает следующим образом,Две импульсные последовательностис частотами, и 1 поступают на вхо о2ды логического блока 1, который, независимо от соотношения входных частот всегдв формирует на одном из своих выходов"большую частотуф а на другом - "меньшую частоту", что позволяет безошибочноработать блоку управления независимо отсоотношения частот и фаэ входных сигналов. Логический блок 1 работает следующим образом.Импульсы входных частот 1 и 1 поступают на входы блока 8 вычитания, выполненного, например, по схеме из двухтриггеров и двух вентилей, Наличие сигнала на одном из выходов схемы указывает на превышение по величине частоты,поступающей на соответствующий вход,Если 11, то выходом с блока 8 открываются вентили 9 и 12, при этом импульсы частоты ;1 через вентиль 9 иэлемент ИЛИ 13 поступают на выходбольшая частота, а импульсы частотычерез вентиль 12 и,элемент ИЛИ 14поступают на выход "меньшая частота.Если 1 ) Т , то блок 8 вычитания откры 2вает вентили 10 и 11, при атом импульсы частоты:Г через вентиль 11 и алемент ИЛИ 13 поступают на выход большая частота", а импульсы частотычерез вентиль 10 и элемент ИЛИ 14 поступают на выход "меньшая частота.Таким образом, независимо от того,какая из входных частот больше, на выходе алемента 13 всегда находится большая частота", а на выходе алементв14 - "меньшая частота",Так как"блок 2 использует информациюот умножителя 3 двух частот, то рассмотрим сначала работу умножителя.С выхода генератора 6 импульсы высокой опорной частоты поступают на счетные входы неуправляемого делителя 7 спостоянным коэффициентом деления К иуправляемого делителя 24 с переменнымкоаффициентом деления Кт, установленмным в регистре 27 памяти, На выходеделителя 7 образуются импульсы, следующие с частотойИмпульсы с атой частотой поступают на счетные входы суммирующих счетчиков 29, 30 и вычитаюшегосчетчика 18 через вентиль 20. В счетчиках 29, 30 ати импульсы суммируются во временных промежутках, равных соответственно периодам "большей" и "меньшей" частоты и формируемых сигналами управления с блоков 33 и 34 управления, поступающих на входы обнуления счетчиков 29, 30, В счетчике 29 в конце счетного ин тервала образуется код, пропорциональный периоду ТоИМв в счетчике 30 образуется код, пропорциональный периоду ТоК = - ТК БЭти коды сигналами управления переносятся через группы вентилей 31 и 32в регистры 27 управляемых делителей,24, 25 и являются их коэффициентамиделения. Каждым импульсом с выходавычитаюшего счетчика 26, поступвюшимчерез блок 33, код из регистра памяти27 через открытую группу вентилей 28записывается в вычитвюший счетчик 26.После списания записанного в счетчикчисла на его выходе появляется импульс,повторяющий процесс деления.Последовательностью работы узлов умножителя управляют блоки 33, 34, работающие аналогично. На входы блока 33 поступают импульсы "большая частота слогического блока 1. В промежутках между импульсами "большая частота" импульсы с выхода делителя 24 открывают группу вентилей 28 и записывают в счетчик 26 код К., хранящийся в регистре 27. При:7 мФ поступлении очередного импульса большая частота" сигналом с блока 33 сначала обнуляется регистр 27, а затем через группу вентилей 31 переписываетсяновое значение кода,й.из счетчика 29, который после этого оЪнуляется. Еслиьимпульсы, поступающие на вход блока уп- равления, совпадают во времени, то блок управления сдвигает процесс записи в регистр памяти нового кода во избежание ложной записи в счетчик 26 нулевого коде. Аналогичноработает и блок управления 34, формирующий сигналы управления иэ импульсов "меньшая частотвф и импульсов с выхода управляемого делителя 25.На выходе управляемого делителя 24 образуется частотатИмпульсы этой частоты поступают на счетный вход второго управляемого делителя 25, на выходе которого образуется частотаОТаким образом, выходная частота умножителя 3 пропорциональна произведе"нию входных частот, Такое построение умножителя позволяет получать выходнуючастоту эв один период меньшей из входных частот. Кроме того, применение промежуточной высокой частоты Ф позволя ет получить результат с высокой точностью и в широком диапазоне изменитьвходные частоты. Выходная частота умножителя не имеет флуктуаций мгновенныхзначений. Все это увеличиввет быстро действие, точность устройства и расширяет диапазон изменения входных частот,Помимо этого, использование такого умножителя упрощает блок суммирования периодов, так как часть необходимой для 15 его работы информации образуется в умножителе.Рассмотрим работу блока 2.Первый импульс меньшая частота, 20, поступает на единичный вход триггера17, открывающий вентиль 4, Триггер 16,установленный сигналом Пуск или сиг,налом окончания такта измерения черезэлемент ИЛИ 23 в нулевое состояние, ие 25пропускает первый импульс меньшая частота" через закрытый вентиль 19 на запускающий вход блока 21. Первый импульс"меньшая частота", пройдя через элементзадержки 15, устанавливает триггер 16в "единичное состояние". Вентиль 19открывается и второй импульс "меньшаячастота" проходит через него и запускаетблок 21, который последовательно закрывает вентиль 20, обйуляет счетчик 18, 35открызвет группу вентилей 22 переносакода, переписывая через них значение кода И пропорциональное периоду болипей, Кчастоты, из регистра 27 умножителяи; наконец, открывает вентиль 20, через 40который на счетный вычптаюший входсчетчика начинают йоступвть импульсы свыхода неуправляемого делителя 7 с чаототой Г . После поступления ЯимпульоИсов через времяТ, равное периоду большей частоты, нв выходе счетчика 18 45появляется импульс, переводящий триггер17 в нулевое" состояние. Этим же импульсом, поступающим на блок 21,закрывается вентиль 20 и обнуляется счетчик18 через элемент ИЛИ 23 триггер 16 50у Рустанавливается в "нулевое состояниеи обнуляется счетчик 5 результата. Блок2 подготовлен к новому такту измерения,который начинается с приходом очередного импульса меньшей частоты. Время, 55на которое открывается вентиль 4, рамно сумме периодов входных частот. За6574фиксируется код ля 3, а в счетчике 5 25Формула изобретения Устройство для преобразования суммы частотно-импульсных сигналов в код, содержащее генератор опорной частоты вен-щ Щ пропорциональный сумме входных частот. Изменением коэффициента деления К делителя 7 можно менять коэффициент передачи устройства. При К =выходной код2устройства численно равен сумме входных частот. Запаздывание устройства практически не превышает сумму периодов входных частот. Кроме высокого быстродействия устройство обладает высокой точностью преобразования, так как опре- щ деление суммы периодов и произведения входных частот осуществляется с высокой точностью,4)тиль, выход которого подключен к счетному входу счетчика результата, и блокуправления, первый выход которого подключен к управляюшему входу вентиля,отличающееся тем, что, сцелью увеличения точностя и быстродействия, в него введены логический блок,уьрожитель двух частот и делитель частоты, причем входные клеммы устройстваподключены к входам логического блока,выходы которого подключены к первомуи второму входам умножнтеля, третийвход которого подключен к выходу генератора опорной частоты и входу делителя частоты, своим выходом подключенного к четвертому входу умножителя ик первому входу блока управления, второй вход этого блока подключен к певому выходу логического блока, а третий вход - к первому выходу умножителя,второй выход которого подключен к входу вентиля, второй фвыход блока управления подключен к входу обнуления счетчика результата.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство М 278233,кл. (Ь 06 Й 7/16, 1970,2. Авторское свидетельство М 377797,кл. Я 06 Р 7/14, 26.04,71.