Устройство для преобразования кодов в частоту

Союз Советских Социалистичеоак Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 0103,77 (21) 2457496/18-21с присоединением заявки М23) Приоритет Я 03 К 13/02 Государственный комитет СССР йо делам изобретений н открытиИДата опубликования описания 050579(72) Автор, изобретения В. Э. Штейнберг 54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПРБОБРАЗОВАНИЯ КОДОВ В ЧАСТОТУ1Изобретение относится к областиимпульсной техники и автоматики аименно к импульсно-дискретным устройствам для преобразования цифровыхкодов в частоту следования электрических импульсов, и может найти применение в различных устройствах исистемах автоматического управленияи регулирования, а также в специализированных вычислителях информационно-измерительных систем,Известно устройство для преобразования кода в частоту следованияимпульсов путем умножения исходнойимпульсной последовательности напостоянные коэффициенты, содержащиесчетчик с включенными на нулевыхвыходах вентилями, выходы которых подключены ко входам первого элементаИЛИ, выходом связанного с одним извходов второго элемента ИЛИ, другойвход которого подключен ко входу устройства, а выход соединен со входомсчетчика 1,Недостатком устройства являетсяневозможность задания коэффициентовпреобразователя, например, в видеотношения двух кодов или более сложного вида О или ОРРЬ и 2Наиболее близким по технической сущности к изобретенйю является ус- тройство для преобразования кодов в частоту, содержащее первйй счетчик импульсов, первые выходы которого подключены через последовательно соединенные первый многовходовой элемент совпадения и элемент, задеРЖки к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход к счетному вхо" ду первого счетчика импульсов, второй счетчик импульсов, выходы которого подключены к выходам второго многовходового элемента совпадения 2).Недостаточное быстродействие устройства обусловлено необходимым для формирования вспомогательных кодов временем. устройство сложно из-за наличия Значительного числа узлов, а также за счет необходимости формиро-вания временить специальным блоком Это снижает бйстродействие устройства, надежность и эффективность использования оборудования и затрудняет сопряжение устройства с цифровыми узлами автоматики и непосредственное управления частотой,Кроме того, устройство не обеспечиваеттакже более сложный вид коэффи661773 3цнента преобразования, например ввиде отношения двух кодов,что не позволяет получать дополнительный ны"ИГрыш н быстродействии за счет сонмещенйя" реализуемыхопераций, а такжеотношения двух кодов по абсолютнойвели 4 ине больше единицы. 8Цель изобретения - поньиение точности преобразования,Эта цель достигается тем, что нустройство для преобразовання кодовв частоту, содержащее первый счетчик 10импульсов, первые выходы которого под, ключены через последовательно соединенные первый многовходовой элементсовпадения и элемент задержки к первому входу элемента ИЛИ, второй вход )якоторого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к счетномувходу первого счетчика импульсов,второй счетчик импульсов, выходы которога подключены к выходам второгомйаговходавого элемента совпадения,и дна импульсных сумматора, первый .вход первого из которых подключен квыходу элемента ИЛИ, второй нходпервого импульсного сумматора соединен с выходом дополнительного многовходового элемента совпадения, входыкоторого подключены ко вторым выходам первого счетчика импульсов, а выход перного сумматора соединен с первым входом второго сумматора, второй 80вход которого подключен к выходуВторого многовходового элемента.сов Паденйя, причем выход второго сумматора соединен сосчетным входом второго счетчика импульсов. 35Структурная электрическая. схемаустройства приведена на чертеже.Устройство содержит двоичные счет"чики 1 и 2;, мнаговходовые элементы3"5; Элемент б ИЛИ, импульсные сум-. 40матары 7 и 8, элемент 9 задержки,генератор 10 импульсов, шины 11-13ввода сомножителей и шину 14 выхода.Выходы счетчика 1 подключены коЙходам элементов 3 и 4, Объедйненнйе выходы элемента 3 подключены ковхОду элемента 9 задержки, выход котарого соединен с первым входом элеменга б ИЛИ, второй вход которогосоединен с выходом генератора 10 импульсов. Выход элемента б или соединен са входом счетчика 1 и с первымвходом сумматора 7, второй вход которого подключен к объединенным вцходагэлемента 4, а выход - к первому вхоДу второго сумматора 8, второй вход 55которога соединен с объединенным выходам элемента 5, а выход - со входоМсчетчика 2 и выходом 14 устройства.Шины 11 ввода первого сомножителя.подключены ко вторым входам элемента 9)З,шины 12 ввода второго сомножителяКа вторым входам элемента 4,а шины 14ввода третьего сомножителя - ко вто" рым входам элемента 5.Устройство работает следующим .образом.65 4В общем случае устройства реализует коэффициент преобразования кодовн частоту повторения импульсов видаКг, = И К 2/Н 3 , где код сомножителяИ подается на входы 11, код сомножителя И 2-на входы 12, а кад сомножителя М - на входы 13.В занисимасти от действительногосостояния управляющих кодов на входах11 -13, устройство реализует частичныекоэффициенты преобразования кодов вчастоту повторения .импульсон .При подаче импульсов генератора10 на один из нходов элемента б ИЛИна ега выходе устанавливается частота РА импульсами Р ф Рге + РЗ,где Р - частота имйульсов, поступающих на нторай вход элемента б ИЛИчерез элемент 9 задержки с объединенных выходов элемента 3 равная"+и 2 +М,Частота Р( поступает на первыйвход сумматора 7, на второй вход ко,торого поступает частота с объединенных выходов элемента 4, равнаяВ 42 пЧастота Р 2 , поступающая с выходасумматора 7,.равнагв 4 2 ц2" ген - иИз последнего выражения видно,что первый частичный коэффициентпреобразонаайия К устройства ранен2"К щ2 н4больше единицы и может быть обозначен н виде Х = А, а второй частич"ный коэффициент преобразования Кнравен2 +Ияя"и2 нбаЛьшЕ едИНИцЫ И Может быть обозначен в виде К =. Б =(1 + И2 ) . Час-н2 - Хтата Р 2 поступает на первый нход сумматора 8, работающего в режиме вычитания, на второй вход которого поступает частота РВ объединенных выходов элемента 5, а с выхода импульс-,ного сумматора 8 на выходную шину14 устройства поступает частота, равнаяРР Р . Вз,ВЫх 2 Вб 2 ВЫк 2 иОткуда - 2 пф " 2+ягде (2 "/2 "+ Я) - третий частичныйкоэффициент преобразования К каторый может быть записан в видеС = Кн= О/1 + И 2Частота Гвна выходе устройстваравна, таким образом,2 -1 И,П"Вь(х ген (2 й Ы), 2 п (2 п + Н )ЭРассмотрим подробнее режим преобразования отношения двух кодовИ и Н з в частоту импульсов2БдВЫХ ИЗКод,числа И устанавливается равнымнулю, а так как второй частичныйкоэффициент преобразования,К изменяется от 1 (при И = О) до 2 (приБ 2 = 2 - 1), то, очевидно, Кн = Бипредставляет собой дробный коэффициент преобразования, целая часть ко-,торого равна 1, а дробная равна0 2 " и задается в виде кода на входнйх шинах 12 устройства.Третий частичный коэффициент преобразования Кизменяется от 1 (приБЗ = О) до 2 (при И = 2" - 1) ипредставляет собой дробный коэффициент преобразования, целая частькоторого равна 1, а дробная, равна0 2и задается в виде кода навходных шинах 13 устройства. Очевидно, что отношение кодов чисел Я иН - отношение второго и третьего частичных коэффициентов преобразованиясоответственно-представляет собойцробный коэффициент преобразования,изменяющийся от - (при Б 2 = 0 и ЗОБЗ = 2"- 1) до 2. (при Б 2 " 2"-1 ИИ = О) с шагом дискретности, равнымф и, где и - разрядность счетчиков1 и 2,т.е.шаг дискретности изменениякоэффициента преобразования устройстВа в режиме отношения двух кодов меньше единицы,и может задаваться с требуемой и приемлемой для практики точностью, а значение коэффициентапреобразования, не провосходящего.2, 40позволяет выбирать оптимальное значение частоты генератора 10. Частотана выходе устройства в этом режимеравна Г, Б г Ы 5 М 2" 1 ЫХ С Ген (2" +и ) 2 П При необходимости уменьшения шага дискретности изменения выходной частоты код числа Из устанавливается равным нулю, а коэффициент преобразова- ния определяется йодом числа И,изменение которого на единицу обуславливает более крупную дискретность из менения первого частичного коэффициента,и кодом числа Б . Частота на выходе устройства в этом случае рав- на В режиме преобразования двух кодов устройство работает следующим образом.65 Код сомножителя Бз устанавливается равным нули, а частота на выходе устройства определяется соотношением 2 о(2 п+),(=Аб, Рвыки и ген и может при необходимости дополнительно масштабироваться в сторону понижения путем подачи соответствующего кода числа Из на входные шины 13.При дополнительных требованиях и пульсации выходной частоты элемент, 9 задержки может быть выполнен управляемым (аналоговым, цифровым или ком-, бинированным) в зависимости от кода числа И,.Предложенное устройство реализует коэффициенты преобразования с малым шагом изменения, который определяет" ся требуемой точностью реализм)ии коэффициента преобразования с точностью до действующего разряда чисел Б 2 и ИЗ, что позволяет применять устройство в цифровых синтезаторах частоты, устройствах цифровой обработки .информационных сигналов и в других случаях, когда необходима высокая точность.Воспроизведение требуемой частоты начинается с момента подачи кодов чисел на управляющие входы устройства, что обеспечивает более высокое быстродейсвие.Кроме того, устройстВо требует при реализации меньших аппаратурных затрат, что повышает эффективность использования аппаратуры. Устройство для преобразования кодов в частоту, содержащее первый счетчик импульсов, первые выходы которого подключены через последовательно соедййенные первый многовходовый элемент совпадения и элемент задержки к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход к счетному входу первого счетчика импульсов, второй счетчик импульсов, выходы которого подключены к выходам второго многовходового элемента совпадения, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены многовходовой эЛемент совпадения и два импульсных сумматора, первый вход первого из которых подключен к выходу элемента ИЛИ, второй вход импульсного сумматора соединен с выходом дополнительного многовходового элемента совпадения, входы которого подключены ко вторым выходампервого счетчикаимпульсов, а выход первого сумматора соединен с первым входом3 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 9 418857, кл,С Об Р 739, 4,0 б.1974. 2. Авторское свидетельство СССР М 371681, кл.Я 03 К 13/02, 4.08.1973.витель Г.Смелова д З.Фанта Кор ек р Х,Власенко абаз 2510/64 Тираж 1059 ЦНИИПИ ГосУдарствениого коми по делам изобретений и от 113035 Иосква, Ж, Раушская наблиал ППП фПатент, г,ужгород,л;Проектн 7 бб 177 , второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго многовходового элемента совпадения, причем выход второго сумматора соединен со счетным входом второго счетчика импульсов. Со Р / Ув у