Цифровой функциональный преобразователь частоты следования импульсов в код

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 898439(72) Авторы изобретения В. Соколов и В. С, Ор Я. В. Герман,е Всесоюзного научно-ирукторского института ц шленности строительных материаловнское отделен 7 ) Заявитель проектно-конс едприятий про(5) ЦИФРОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ В КОД ириг" Изобретение относится к преобразованию аналоговой информации в еецифровой эквивалент в определеннойфункциональной зависимости, а конкретно - к преобразованию аналоговых сигналов, изменяющихся по логарифмическим законам, в количествоимпульсов, Предлагаемый преобразователь может быть применен в любых отраслях народного хозяйства, напримерв промышленности строительных материалов для обработки информации, гоступающей с датчиков плотности шламатензометрических и магнитоаниэотропных датчиков,Известен цифровой функциональныйпреобразователь частоты следованияимпульсов. Он содержит два счетчика,первый вход первого из которых черезпервый ключ соединен с выходом генератора образцовой частоты и входомблока синхронизации, а выход черезблок ключей, управляющие входы которых подключены к выходу блока синхронизации, соединен с выходным регистром. В состав преобразователя также входят блок задания границ участков апгроксимации, блок запис числа, второй ключ и управляющий т гер, выход которого подключен к управлякнцим входам первого и второго ключей, его первый вход подключен к выходу блока синхронизации, а второй вход - к выходу второго счетчика, 10чгервый вход которого через второи ключ соединен с входом преобразователя,а второй вход присоединен к выходу первого блока записи числа и через второй блок записи числа - к выходу блока 15синхронизации, выход первого счетчика через блок задания границ участков ап" проксимации соединен с первыми входами первого и третьего блоков ааписи числа, вторые входы которых подключены к выходу блока синхронизации, выход третьего блока записи числа соединен со вторым входом первого счетчика, Преобразование осуществляется3 89843 методом кусочно-нелинейной аппроксимации с выработкой кода дополнения 3 М и с переменным параметром - числом периодов заполнения. Для аппроксимации заданной зависимости в нем ис пользуются отрезки гипербол. Каждая гиперболическая зависимость рассчитывается по формулеГоКк гх10где(код) число импульсов образцовой частоты Г , сосчитанное выходным регистром за К периодов следования входных импульсов частоты Г.С помощью образцовой частоты оо и числа периодов заполнения К задаются аппроксимирующие гиперболы. 8 арьируя этими параметрами можно получить целое семейство гипербол1 ,Однако в данном преобразователе переменным выбран только один параметр К что ограничивает возможное количество аппроксимирующих гипербол и увеличивает число участков аппроксимации. Кроме того, необходимость выработки числа А й ведет к увеличению количества оборудования и снижению надежности устройства. Цифровой функциональный преобразователь частоты следования импульсов построен по схеме, работающей в жестком временном режиме, который задается импульсами команд, вырабатываемыми блоком синхронизации. Блок синхронизации управляет преобразователем, ис 35 ходя из обработки максимальной подлительности информации, что ведет к уменьшению быстродействия устройства. Применение неконтролируемого блока синхронизации создает возмож 40 ность выдачи ложной информации.Наиболее близким по технической сущности является цифровой Функциональный преобразователь частоты следования импульсов в код, содержащий генератор, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и через делитель частоты - с первым входом коммутатора, выход которого через первый элемент ИЛИ соединен с 50 входом регистра, выход первого элемента И через последовательно соединенные первые счетчик и дешифратор соединен с первым входом второго дешифратора, вход устройства через вто рой и третий элементы И соответственно соединен с входами второго и третьего счетчиков, выход второго счетчика соединен с вторым входом первого элемента И и первыми входами первого и второго триггеров, вторые входы которых через второй элемент ИЛИ соединены с первым выходом второго дешифратора и вторым входом коммутатора, выход первого триггера соединен с третьим входом коммутатора и входом третьего элемента И, выход третьего счетчика соединен с вторым входом второго дешифратора) выход второго триггера соединен с входом второго элемента И 2).В известном преобразователе задания зависимость К=1(Г) аппроксимируется набором участков гиперболических зависимостей, воспроизводимых согласно формуле01 1где и - число участков аппроксимации;Г- частота заполнения на -мучастке аппроксимации;К- число периодов частотыР Х на 1-м участке аппроксимации.Однако в описываемом преобразователе цикл работы построен так, что сначала за время 2 Т(Т- период частоты) Г определяется рабочий интервал аппроксимации, а затем производится само измерение, что снижает его быстродействие.Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя.Указанная цель достигается тем, что в известный цифровой Функциональный преобразователь частоты следования импульсов в код, содержащий генератор, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и через делитель частоты - с первым входом коммутатора, выход которого через первый элемент ИЛИ соединен с входом регистра, выход первого элемента И через последовательно соединенные первые счетчик и дешифратор соединен с первым входом второго дешифратора, вход устройства через второй третий элементы И соответственно соединен с входами второго и третьего счетчиков, выход второго счетчика соединен с вторым входом первого элемента И и первыми входами первого и второго триггеров, вторые входы которых через второй элемент ИЛИ сое5 8984динены с первым входом второго деаифратора и вторым входом коммутатора,выход первого триггера соединен стретьим входом коммутатора и входомтретьего элемента И, выход третьегосчетчика соединен с вторым входомвторого дешифратора, введен третийэлемент ИЛИ, причем выход второготриггера и второй выход второго дешифратора через третий элемент ИЛИ 10соединен с входом второго элемента И.Введение третьего элемента ИЛИ позволяет организовать цикл работы преобразователя так, что определение рабочего интервала аппроксимации будетпроизводиться в конце предыдущего цикла измерения. Для этого второй выходподключен ко второму дешифратору так,что сигнал на выходе появляется после того, как в третий счетчик поступает (;:, -2) импульсов частоты Гх,По этому сигналу начинается определение рабочего интервала аппроксимации для следующего цикла измерения, Ихотя предыдущий цикл измерения ещене окончен,На чертеже представлена схема, предлагаемого изобретения.Цифровой функциональный преобразо ватель содержит генератор 1, триэлемента И 2-4, три счетчика 5-7, двадешифратора 8 и 9, коммутатор 10, делитель частоты 11, три элемента ИЛИ12-14, два триггера 15 и 16 и регистрз17Преобразователь работает следующимобразом.Импульсы частоты Гх через второйэлемент И 3, при наличии разрешающего сигнала с выхода второго триггера16 через третий элемент ИЛИ 14 навходе второго элемента И 3 поступаютво второй счетчик, Емкость советчикаопределяется тем, что за временнуюбазу принят интервал 2 Т , т.е, времямежду первым и третьим импульсами частоты ГХ. На время 2 Т со второго счетцика 6 поступает разрешающий сигнална второй вход первого элемента И 2и импульсы частотой Г с генератора 1через первый элемент И 2 поступают впервый счетчик 5. Границы интерваловаппроксимации Г - Г 1 рассчитываютХ 1ся предварительно и каждой частотеГ 1 соответствует определенное числоимпульсов частоты Го . В зависимостиот количества импульсов частоты Г 0,поступивших в первый счетчик 5 за 39 4время 2 Т, с первого деаифратора 9 на первый вход второго дешифратора 8 поступит информация о выбранном рабочем интервале аппроксимации. Че" рез время 2 Т 1 со второго счетчика 6 на первые входы первого 15 и второго 16 триггеров поступит сигнал о том, что определен рабочий интервал аппроксимации и с выхода первого триггера 15 на третий элемент И 4 и в коммутатор 1 О поступит сигнал на начало измерения.Импульсы частотой Гх через третий элемент И 4 поступают в третий счетчик 7. Его емкость не менее К По сигналу с выхода первого дешифратора 9, на первом выходе второго дешифратора 8 появится сигнал и импульсы частотой Гс делителя частоты 11 ;через коммутатор 10 и первый элемент ИЛИ 13 будет поступать в регистр 17, После того, как в третий счетчик 7 :поступит (К -2) импульсов частотой1ГХ, на втором выходе второго дешифратора 8 появится сигнал, который че" ;рез третий элемент ИЛИ 14 поступит на вход второго элемента И 3, и начйется определение рабочего интервала аппроксимации для следующего цикла измерения. После того, как е третий счетчик 7 поступит К импульсов частотой ГХ, с первого выхода второго дешифратора 8 через второй элемент ИЛИ 12 на вторые входы первого 15 и второго 16 триггеров поступит сигнал об окончаниии измерения. С выхода первого триггера 15 поступит сигнал запрета на вход третьего элемента И 4 и коммутатора 10. ЦИкл измерения окончен. В это же время с выхода второго счетчика 6 на первые входы первого 15 и второго 16 триггеров поступит сигнал на начало следующего цикла измерения, так как рабочий интервал аппроксимации уже определен,В преобразователе предусмотрена однократная выдача информации в выходной регистр 17.формирование значений выходной информации не зависит от законов поступления информации во времени, так как в каждом цикле предусмотрен выбор участка аппроксимации.формула изобретенияЦифровой функциональныи преобразователь частоты следования импульсов8984 ВНИИПИ Заказ 11951/66 Тираж 731 Подписное Филиап ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,в код, содержащий генератор, выходкоторого соединен с первым входомпервого элемента И и через делительчастоты - с первыМ входом коммутатора, выход которого через первыйэлемент ИЛИ соединен с входом регистра, выход первого элемента И черезпоследовательно соединенные первыесчетчик и дешифратор соединен с первым входом второго дешифратора, вход 1 Оустройства через второй и третийэлементы И соответственно соединенс входами второго и третьего счетчиков, выход второго счетчика соединенс вторым входом первого элемента И 5и первыми входами первого и второготриггеров, вторые входы которых черезвторой элемент ИЛИ соединены с первымвыходом второго дешифратора и вторым 39 8входом коммутатора, выход первсиотриггера соединен с третьим входомкоммутатора и входом третьего элемента И, выход третьего счетчика соединенс вторым входом второго дешифратора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения быстродействия, внего введен третий элемент ИЛИ, причем выход второго триггера и второйвыход второго дешифратора через третий элемент ИЛИ соединен с входомвторого элемента И.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРй 436357, кл. Ь. 06 Г 15 Д 4, 1972,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Г 2753596/18-24,кл. Ь 06 Г 15/31, 24.10,79 (прототип),