Цифровой кодирующий преобразователь частоты

(22)Заявлено 28.11,80 (21) 3211597(18-21 с присоединением заявки М(23)Приоритет 9 вудврвтиквй квинтет СССР ю девам пзвбрвтеяяЯ и вткритяЯ(54) ЦИФРОВОЙ КОДИРУЮШИЧ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬЧАСТОТЫ 1Изобретение относится к эжктраизмерительной технике а именно к устройствам для преобразования частоты следования электрических импульсов, в цифровой код, и может найти применение в цифровай контрольно-регистрирующей апПаратуре.Известно устройства для преабразования частоты в двоичное число, содержащее фармираватель входного сигнала, генера 1 О тор опорной частоты, нелинейный цифровой преобрвзсввтель, частоты и отсчеь- - ное устройства, ревлизукацее нелинейнее кодирсвание периода 1 .Не достатком этого уетройства являет 15 ся ограниченная точность нз-эа iриближенного. воспроизведения гиперболической функции.Известен кодирующий преобразователь частоты в ка 11, содержащий вычнтакаай счетчик, преобразователь частоты в код, - блок управления 21.Однако данное устройство реализует лищь приближенное васпроиюе дение эави 2симости, связывающей частоту и период контролируемого параметра. Его не достаткам также является ограниченная точность.Наиболее близким к изобретению по . технической сущности является устройство, содержащее узел запуска, вентиль, генератор, счетчик, делитель шага кван тавания, элемент задержки, счетчик участков,. первый н второй управляемые делители, регистр хранения, вычитакаций счетчик.Устройство реализует принцип нелинейного оцирования периода, причем требуемая нелинейность приближается путем полигональнай аппроксимации с совпадением узлов во всем диапазоне 31. Недостатком преобразователя является ограниченная точность в области малых значений периода (высокнх значений частоты), обуславленная методом воспро изведения частоты. При этом в течение первых аух участков атсчета щагов по времени изменение кода частоты в вычи-, 3 93840тающем счетчике происходит более чем в2 раза.Цель изобретению- повышение точности кодирования в области ьысоких частот.Поставленная цель достигается тем, 5что в устройство, содержащее формирователь импульсов, выход которого подключен к первому входу перього вентиля, генератор тактовых импульсоь, выход которого подключен к второму вхоцу первого 1 Овентиля, ьычитающий счетчик, два последовательно соединенные управляемые целители частоты, делитель шага квантования, вьаод которого подключен непосредственно к управляющему вхоцу регистра )5хранения и через элемент зацеркки - квходу счетчика участков, выходы которого соединены напосредстьенно с информационными входами первого управляемогоделителя частоты и через регистр хране ония.- с информационными входами второго управляемого делителя частоты, введены счетчики периода и приращений периода, блок совпадения кодов, второй вентиль и триггер, выход которого соединен р 5с первым входом второго вентиля, второйвход которого подключен к выходу генератара тактовьк импульсов, а выход - квходам делителя шага квантования, вычитшощего счетчика и первого управляемого )оделителя частоты, выход первого вентилясоединен с входом счетчика периода, выход последнего разряца которого ссецинен с 5 -входом триггера, выход второго управляемого делителя частоты соеци)5нен с входом счетчика приращения периода,. выходы счетчиков периода и приращений периода соединены соответственно спервой и второй группой входов блокасовпадения кодов, выход которого подклю-.цчен к Яходу триггера,На чертеже приведена блок-схема устройства.Устройство содержит генератор 1 тактовых импульссв, формирователь 2 импу"льсов, два вентиля 3 и 4, триггер 5,делитель 6 шага квантования, элемент 7Ьадеркки, счетчик 8 участков, вычитающий счетчик 9, регистр 10 хранения, дваупраьляемьк делителя 11 и 12 частогы,счетчик 13 периоца, блок 14 совпадениякодов, счетчик 15 приращений периода,шину 16 пуска и входную шину 17.Узлы устройства связаны следующим образом.15Генератор 1 тактовых импульсов сьязан с вторыми входами первого и второго вентижй 3 и 4, первый вход первого вентиля 3 подключен к выходу формирователя 2, входы которого соединены с щиной 16 пуска и входной шиной 17. Первый вход второго вентиля 4 соединен с ьыхоцом триггера 5, раздельные входы которого подключены к ьыхоцу счетчика 13 периода и к выходу блока 14 совпадения кодов, разрядные входы которого подсоединены к счетчику 13 периода и счетчику 15 приращений периода. Выход второго вентиля 4 соединен с входами счетчика 15 через последовательно соединенные управляемые делитель 11 и 12 с входами счетчика 9 частоты и целителя 6 шага квантова)кя, выход которого соединен с управляющим входом ресистра 10 хранения и входом элемента 7 задержки, выход которого подключен к входу счетчика 8 участков, выходы которого соединены с разрядными входами первого управляемого деателя 11 и че- .рез ре)истр 10 хранения с разрядными ьходами второго управляемого делителя 12, Выход первого вентиля 3 сое)шнен со входами счетчика 13 периода.Устройство работает следующим образомеВ исходном состоянии в счетчик 8 записывается число (в), в регистр 10 махчисло в, где ич = ", в счетчик. Ч9 - начальное значение частоты, а в счетчик 13 - начальное значение периода Я-Т 1 И. При подаче сигнала Тс на входную шину 17 и шину 16 пуска формирователь 2 открывается и импульсы с часто.- той Гс с выхода генератора 1 через первый вентиль 3 поступают на вход счетчика 13. При прохождении на счетчик 13 числа импульсов ТРз вырабатывается управляющий сигнал для установки триггера 5 в единичное состояние, который в свою очередь открывает второй вентиль 4. Импульсы с йзнератора 1 через открытый вентиль 4 поступают на входы делителя 6 шага квантования, счетчика 9 и через посждовательно соединенные упраьляемые делители 11 и 12 на вход счетчика 15 приращений периода. После окончания вход- наго сигнала Т), на входной шине 17 в счетчике 13 запишется код (Тс -Тп)о На вход счетчика 15 поступит количествоимпульсов, равное (Тс-Тп,1 и )Ег. в где Р, - частота Го, прошедшая через управляемые делители 11 и 12. И момент совпадения кодов счетчиков 13 и 18 блок 14 вырабатывает управляющий сигнал цля установки триггероа 5 в ис5ходное (нулевое) состояние. Вентиль 4закрывается.Так как усгройство реализует фиксиро;ванный шаг квантования частоты, швгквантования периода является переменными определяется из выраженияьЬХ-Ь-.иМп-в -1)где аЧ - постоянное число, записанное вделителе 6 шага квантования; 10- наибольшее число участков1 - текущий номер участка. 938402 6Рассмогрим численный пример, Начальное число в счетчике 9 частоты рвано 1=10 . Число, когорое накапливается вгЧсчетчике 15 приращений периода, равно Хф 10 . Для первых четырех участковгхаппроксимации значения частоты Ц, щжрвщения периода ЬХ 1, значения периода у, в суммарные коэффициенты деления уп равляемых делителей 11 и 12, определя". ющие угловые коэффициенты аппроксимируемой функции на 1-м участке интерполяции даны в таблице. 1 о= -7 8 6 00 72 2 5 66 Как видна из приведенного приме шаг квантования периода увеличивае с номером участка аппроксимации, а верка правильности работы устройст осуществляемая путем подстановки ний М в выражение аппроксимнрукщ функции Ч = -- , где К, = 10,пока КМ ет, что аппроксимирующая функция ин полирует заданную в совпадающих уз интерполяции с высокой точностью в асти высоких значений кодируемойл 40рмула изобретения и экспертизе2237366,5. Исто ринятые во 1. Патент КОЗ Куаыкевич В ового изме "Внща шко 2. Кириан Методы и ус ния низких. ч 1975, с. 103. Автсрс М 573766,льство СС 23/00, 19 7. ра, емого делителя частоты, о т л и ч а ются щ и й с я тем, что, с целью повышенияпро- точности кодирования в области вьсокихвав частот, в него введены счетчики периодазначе Зо и приршценнй периода, блок совпаденияей кодов, второй вентиль в триггер, выходкоторого соединен с первым входом второго вентиля, второй вход которого подклюлахчен к выходу генератора тактсвыс импу 35 льсов, в выход:- к входам делителя шагаквантования, вычитающего счетчика и перчас.вого управляемого делителя частоты, выход первого вентиля соединен с вхоаомсчетчика периода, вьвод последнего разряда которого соеринен с 5-входом триоф огера, выход второго управляемого делителя частоты соеринен с входом счетчикаЦифровой кодирующий преобразовательприращений периода, выходы счетчиков печастоты сод рквци ф р р риода и приращений периода соединенычастоты со е вций фо мн ователь импу ф" 45 ответственно с первой и второй группойльсов выход кото ого подключен к первом вхору первого вентиля, генератор так-,в му рувходов блока совпааения кодов, выход котовых импульсов, выход которого подклюР-входу триггераторого подключен к -входу триггера.чен к второму вхору первого вентиля,вычитающий счетчик, два последователь- чники информно соединенные управляемые аеастелн ча- внимание прстоты, делитель шага квантования, выход о франции Мкоторого подключен непосредственно к уп 13120, 197равляющему входу регистра хранения ичерез элемент задержки - к вхору счет- вки Н. В., Д Б,чика участков, выходы которого соеднне- тзойство цифрны непосредственно с информационными 5 астот. Львов,входами первого управляемого делителя 8, рис. 3-12частоты и через рещстр хранения - с инСРформвцирнными входами второго управля 7938402 Составитель Л. ПлетневаТелред К.Мыцьо Корректор А. Дэят е Тираж 959 Потвенного комитета СССР тений и открытийЖ-З 5, Раушская наб., д. ав 4480./79ВНИИПИ Госуда по юлам ивобре 113038, Москва,4/ ППП патент,. г. жгороц ул. Проек Фи