Цифровое устройство для обработкиинформации двухпараметровых частотныхдатчиков

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ пп 851279(22) Заявлено 181079 (2) 2828068/18-21с присоединением заявки йо. по дедам изобретений и открытий.Я.Баржин, Ф.Ф.Колпаков, О.В.Лас 71) Заявите 54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИИНФОРМАЦИИ ДВУХПАРАМЕТРОВЫХ ЧАСТОТНЫДАТЧИКОВ итель и блок упобразователь с датчиками, имею нейные зависимосточной степенью описаны полино),отке линейной час выходной информа х датчиков, имеюеристики,.преобра" памяти, д Данный и работать ичные нел ые с дост могут быт й степени при обра раэовател араметров ные харакре гис тра равления. позволяет шими разл ти, котор точности мом второОднако тью преоб ции двухплинейния о ау + Ь агу + ог 1 Л ф 5 гд озффициенты чвитель ности;воздействующиераметры,азователь им х, у извест быстро ритмау х где еет малоеи алгоый прео ейств ие ычитани реализа Т Е 4 ЪЕг - 1з в такомре-после. вычис ие чисел Яг теле начина Бахо ц обраИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении быстродействующих бортовых телеметрических систем для обработки информации двухпараметровых частотных датчиков, например, использующих в качестве первичных преобразователей кварцевые резонаторы.Известно устройство для рещения системы двух. уравнений, позволяющее получить результат измерения, если средние частоты входных импульсов обоих каналов имеют Функциональную зависимость от обоих измеряемых параметров и имеется возможность из каждого уравнения выразить один измеряемый параметр в виде суммы, где одно иэ слагаемых зависит. от входной частоты, а другое - только от измеряемого параметра 11).Однако такое устройство не позволяет получить результат измерения, если средняя частота поступления входных импульсов одного канала имеет функциональную зависимость от двух измеряемьы параметров .Известен также число-импульсный функциональный преобразователь, содержащий счетчики импульсов, ключиления чисел М,( и И 4., т,к. отсчет времени Т и ТЗ начинается по окончании интервалов Т.( и Т 4 соответственно.Таким образом, работа реверсивного счетчика,.являющегося оснонным элемедтОм вычислителя разности двух им.пульсных потоков, сводится к двум 5 Разнесенным во времени циклам - суммированию и вычитанию.Цель изобретения - повышение быстьродейстния обработки информации датчиков путем сонмещения во временипроцессов суммирования и вычитания. Указанная цель достигается тем,что. в цифровое устройство для обработки информации двухпараметровыхЧастотных датчиков, содержащее формирователь временных интерналон, четыре ключа и два ренерсивных счетчика, причем каждый из выходов Формирователя временных интервалов подключен к управляющим входам ключейсоответственно, ныходы первого и четвертого ключей соединены с суммирующими входами первого и второго реверсивных счетчиков соответственно, 25а выходы второго и третьего ключейсоединены соответственно с вычитающими входами первого и второго ренерсивных счетчикон,введены блок разделения каналов и генератор опорной часто- )ты,первый выход блока разделения каналов соединен с информационными входами первого и четвертого ключей,второй выход блока разделения каналов соединен с информационными вхо- З 5дами второго и третьего ключей, авыходы генератора опорной частотыподключены ко входу блока разделения каналов и нходу формирователявременных интервалов .На фиг, 1 приведена структурная 4 О.каналов выполнен в виде триггеров 12 50и 13, элементов НЕ 14, элементов И15 и 16 и элемента НЕ 17.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии после нклю- учения напряжения питания неинвертиРующие выходы триггеров 12 и 13находятся в состоянии логическойединицы (Фиг. 2 а, б). Генератор 8опорной частоты генерирует импульсыс частотой Ео, поступающие на элементы И 15 и 16 и на вход формирователя 9 временных интервалов. В ис"ходном состоянии выходы Формирователя 9 находятся в состоянии логического нуля,при этом ключи 2-5 закрыты для 65 прохождения информационных импульсовс Первого и второго выходов блока1 разделения каналов, Реверсинныесчетчики б и 7 обнулены и готовы ксчитыванию информации с выходов ключей 2-5.В соответствии с алгоритмом вычисления (2) на суммирующие входы реверсивных счетчиков 6 и 7 в процессе измерения поступают импульсы частоты Р в течение длительностей Ти Т 4 соответственно, а на вычитаю,щие входы - импульсы частоты Р втечение длительностей Т и Т соответственно. Отсчет времен Т( - Т 4 начинается после поступления внешнейкоманды Пуск (фиг. 2,Пускф),по которой на входные шины 10 и 11устройства начинают поступать импульсы частот Р( и Р соотнетстненнО, Следует. отметить, что блок 1разделения каналов. выполнен дляслучая, когда Р, ) Р, т.е. когда измеряемые параметры х и у положительны,По первому импульсу частоты Е свыхода генератора 8 Формирователь 9временных интервалов начинает Формировать импульсы положительной полярности длительностью Т - Т, (фиг. 2,Т - Т 4). Передними фронтами этихимпульсов открываются ключи 2-5 дляпрохождения информации с выходовблока 1 разделения каналов на входыренерсивных счетчиков 6 и 7.Элемент И 15 открыт триггером 12,а элемент И 16 закрыт триггером 12,Следовательно, с появлением на входах блока 1 разделения каналов двухположительных импульсов частот Р иР на первом выходе блока разделения каналов появляется логическийноль на время, равное длительностиимпульса частоты Хо, пзступающего наэлементы И 15 и 16. В это время второй выход блока разделения каналовостается н состоянии логической единицы, чем и обеспечивается приоритетоперации суммирования перед операцией вычитания в ренерсинных счетчиках6 и 7. Переброс всех триггеров в обратное состояние и считывание импульсов счетчиками б,и 7 происходит по отрицательным фронтам импульсов (фиг. 2), На один из входов блока 1 разделения каналов поступает положительный импульс частоты Г раньше, чем на другой его зход по 1:тупает импульс частоты Р (Фиг. 2, Р, Р,( - первые импульсы). Элемент И 15 открыт для инвертирования импульсов с выхода генератора 8. На первом выходе блока 1 разделения каналов появляется импульс (Фиг. 2 в) длительностью, равной длительности импульса частоты Го . Этот импульс записывается на суммирование в счетчиках 6 и 7, поступая на их нходЫ через ключи 2 и 5. После инвертирования элементом НЕ 14 отрицательным фронтом этого импульса триггер 12 перебрасывается по счетному входу в противоположное состояние.На неинвертирующем выходе триггера 12 появляется логический ноль. Элемент И 15 закрывается, а элемент И 16 открывается по входу, связанному с инвертирующим выходом триггера 12. При наличии на втором входе блока 1 разделения каналов импульса частоты Г на втором выходе блока 1 раз О деления каналов появляется импульс длительностью, равной длительности импульса частоты Еа (фиг. 2 г). Этот импульс через ключи 4 и 3 поступает на вычитающие входы реверсивных счет чиков б и 7.Рассмотрим случай, когда на второй вход блока 1 разделения каналов импульс частоты Г поступает раньше, чем на первый вход - импульс часто ты Г 4 (фиг. 2,Г, Р.( - четвертый импульс частоты Г и шестой импульс частоты Р). Согласно приоритетности операции суммирования и в соответствии с логикой работы блока 1разделения каналов первым появляется импульс на первом выходе блока 1 разделения каналов, поскольку элемент И 15 открыт, а элемент И 16 закрыт триггером 1.ЗООтрицательным фронтом инвертированного импульса на выходе элемента НЕ 14 триггер 12 переводится в противоположное состояние, закрывается элемент И 15 и открывается элемент И 16. Поскольку на втором входе блока 1 разделения каналов присутствует импульс частоты Г, на втором выходе блока 1 разделения каналов появляется импульс, поступающий на 40 вычитающие входы реверсивных счетчиков б и 7 через ключи 3 и 4. Ин,вертированный элементом.НЕ 17 импульс со второго выхода блока 1 разделения каналов перебрасывает триггер 13 в противоположное состояние. Отрицательными фронтами каждого из импульсов. частот Г, и Р триггеры 12 и 13 переводятся в исходное единичное состояние. Поскольку параметры х и у положительны, что условно принято, вычисление параметра Х сводится к нахождению разности между числами И и Н, причем в процессе счета накапливаемое суммирующим ээ входом реверсивного счетчика б число всегда больше числа,накапливаемого вычитающим входом, При вычислении параметра .отрицательное по знаку число -И накапливается суммирующим 60 входом, а положительное число И, - вычитающим входом реверсивного счетчика 7Поскольку ТО, то должно быть 1)4,/Нз/, чтобы разность Двух ;исел была положительной, откуда следует, что при ГГ ДОЛЖНО быть Тф) Т 3 (из алгоритма вычисления (2), следовательно, после прекращения накапливания импульсов частоты Г,( счет" чиком 7 в некоторый момент времени этот счетчик оказывается обнуленным и при дальнейшем вычитании импульсов частоты Г в счетчике 7 записывается модуль разности двух чисел /-й +3 + М,/, что соответствует значению параметра Х.Таким образом, производится вычисление параметров Х и Увоздействующих на двухпараметровый частотный датчик.Предлагаемое изобретение позволяет повысить быстродействие измерения параметров Х и У при соизмеримых интервалах Т - Т, примерно на 50, а при Т 4- 2 Т 0 и Т 4 -"2 ТЭ - примерно на 30, что позволяет эффективно использовать цифровое устройство при разработке быстродействующих бортовых телеметрических систем.Формула изобретенияЦифровое устройство для обработкиинформации двухпараметровых частотных датчиков, содержащее формирователь временных интервалов, четыреключа и два реверсивных счетчика, причем каждый из выходов формирователявременных интервалов подключен к управляющим входам ключей соответственно, выходы первого и четвертогоключей соединены с суммирующимивходами первого и второго реверсивных счетчиков соответственно, а выходы второго и третьего ключей соединены соответственно с вычитающимивходами первого и второго реверсивных. счетчиков, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышениябыстродействия обработки информациидатчиков, в него введены блок разделения каналов и генератор, опорнойчастоты, первый выход блока разделения каналов соединен с информационными входами первого и четвертогоключей, второй выход блока разделенияканалов соединен с информационнымивходами второго и третьего ключей,а выходы генератора опорной частоты.подключены ко входу блока разделения каналов и входу формирователявременных интервалов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 447715, кл. 6 06 Г 15/32, 1973.2. Авторское свидетельство СССРУ 375785, кл. Н 03 К 13/20, 1971851279 иг сное ИИПИ Заказ 6345/6 ал ППП "Патент", г.Уж