Преобразователь частота-код

Союз СоветскихСоциапистическихРеспублик ОП ИСАНИЕизоваитинияК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 951697ао делам изобретеиий и открытийОпубликовано 15.08,82, Бюллетень30 Дата опубликования описания 15.08,82.(72) Авторы изобретения И.С,Хлыстунов и Е.Е.Сомова у 1 тз водствтвнного Всесоюзный научно-исследовательский инстигеофизических методов разведки Научно-пробъединения "Союзгеофизика"(71) Заявитель 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТА - КОД 1Изобретение относится к области цифровой информационно-измерительной техники и может быть использовано при разработке аналого-цифровых преобразователей, предназначенных для использования в сейсморегистрирующей аппаратуре.Известен преобразователь, в котором частота преобразуется в напряжение с последукщим преобразованием его в код, содержащий источник опорного напряжения, электронные ключи, интегратор, компаратор уровня, логическое устройство, регистрирующий счетчик, устройство автоматики, генератор импульсов заполнения, с помсщью которых входное напряжение преобразуется в двоичный код 1 .Однако известный преобразователь не позволяет обеспечить необходимый динамический диапазон и точность преобразования, так как существу" ет нелинейность х: рактеристик усилителей электронных ключей и интеграторов, что обусловлено нелинейностьюхарактеристик полупроводниковых и3ламповых усилительных элементов. Наиболее близок к предложенному по технической сущности преобразо" ватель частоты в код, основанный на непосредственном суммировании периодов частотного сигнала за определенные промежутки времени, содержащий усилитель-формирователь., ключ, цифровой счетчик импульсов, арифметическое устройство,Такой преобразователь может обеспечить высокий динамический диапазон 1 2;Однако этот преобразователь непозволяет обеспечить высокую точ,то ность преобразования, так как счетчиком импульсов не могут быть подсчитаны доли периода сигнала, которыеобразуются из-за некратности измеряемой частоты интервалу измерения.Эта цель достигается тем, что впреобразователь частота " код, содержащий усилитель-формирователь,ключ, выход которого соединен сосчетным входом счетчика, а первыйвход - с первым выходом блока управления, второй вход которого подключен к установочному входу счетчи"ка, выходы которого соединены с первой группой входов регистра, введены последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения иусилитель с автоматической регулировкой усиления, коммутатор, преобразователь напряжения - код и сум"матор, причем .выход усилителя-Формирователя подключен к входу генератора пилообразного напряжения, выходусилителя с автоматической регулировкой усиления соединен с вторым входомключа и первым входом коммутатора,второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления, а выход " к входу преобразователя напряжения - код, управляющий вход которого соединен с четвертым выходомблока управления и управляоцим входом сумматора, информационные входыкоторого подключены к выходам преобразователя напряжение - код, а выход - к второй группе входов регистра.На чертеже изображена блок-схемапреобразователя частота кодПреобразователь содержит усилитель-формирователь 1, к выходу ко" . торого подключены последовательносоединенные генератор 2 пилообраэ"ного напряжения и усилитель 3, с автоматической регулировкой усиления,выход которого соединен с входамиключа ч и коммутатора 5. Выход клю"ча 4 подсоединен к входу счетчика 6импульсов, выход которого;.соединенс входом регистра. 7. К выходу комму-.татора 5 подключены преобразователь8 напряжение - код и сумматор 9,выходы которого соединены с регистром 7. Управляемые входы коммутатора 5, преобразователя напряжениекод 8, сумматор 9, ключа М, регист"ра 7, а также счетчика б подключе-. .ны,к выходам блока 10 управления,Преобразователь работает следующим образом; 45 50 55 Целью изобретения является повыщение точности преобразования и расширение динамического диапазона. 10 15 го 25 30 З 5 40 Импульсы частотного сигнала через усилитель-формирователь 1 поступают на вход генератора 2 пилообразного напряжения, а затем на ключ 4,который с помощью блока 10 управления задает интервал времени, в течение которого импульсы считаютсясчетчиком б. Сосчитанные импульсы записываются в регистр 7. При этом иэза некратности периода измеряемой.частоты интервалу измерения невоз"можно достичь высокой точности преобразованиятак как счетчиком б импульсов в принципе не могут быть подсчитаны доли периода в начале и в концеинтервала счета,С помощью коммутатора 5 делаютсявыборки пилообразного напряжения,пропорционального неиэмеренной части периода частотного сигнала, Этивыборки преобразуются в код преобразователем 8 напряжение - код с точностью не хуже тысячных долей периода. Полученные коды начала и концаинтервала вычитаются друг иэ другасумматором 9 и в качестве добавки записываются в регистр 7.,Для устранения паразитной амплитудной модуляции импульсы подаются навход усилителя 3 с автоматическойрегулировкой усиления, с выхода которого на коммутатор и ключ поступаетимпульсный сигнал, модулированныйтолько по частоте.В. этом случае мгновенное значениеамплитуды напряжения в любой точкеотсчета пилообразного импульса пропорционально доле периода. прсведшей с момента окончания предыдущего импульса до момента отсчета. Затем импульсныи сигнал поступает на ключ 4, интервал пропускания которого устана вливается блоком 10 управления.Далее пачка пилообразных импульсов, число которых пропорционально частоте их следования, поступает на счетчик 6.На выходе счетчика формируется код, соответствующий частоте сигнала с точностью до одного импульса (периода), т.е. равный целому числу периодов импульсов, поступающих на счетчик 6 за интервал счета.Одновременно импульсы поступают на коммутатор 5, который производит выборку амплитуды сигнала в момент включения и выключения счетчика 6.Формула изобретения Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРь й ЬЬ 0790, кл. Н 03 К 13/20, 197 Ме2. Авторское свидетельство СССРй Ь 57 ОЙ 5, кл. 6 01 В 23/00, опуб"пик. 1975Эти выборки, пропорциональные не" измеренной счетчиком доле периода частотного сигнала, преобразуются в код преобразователем напряжениекод. За счет добавки, которая соот- .Ю ветствует долям периода преобразуемого сигнала, повышается на несколько порядков (не менее - 9 точность и динамический диапазон преобразова"1 О ния. Преобразователь частота .- код,15 содержащий усилитель-Формирователь, ключ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, а первый вход - с первым выходом блока управления, второй вход которого подклю чен к установочному входу счетчика, выходы которого соединены с первой группой входов регистра, о т л и " ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона, в него введены последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения 97 6и усилитель о автоматической регулировкой усиления, коммутатор, преоб.азователь напряжения - код и сумматор, причем выход усилителя-форми рователя подключен к входу генератора пилообразного напряжения, выход усилителя с автоматической регулировкой усиления соединен с вторым входом ключа и первым входом коммутатора, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления, а выход - к входу преобразователя напряжение - код, управляющий вход которого соединен с четвертым выхо-, дом блока управления и управляющим входом сумматора, инФормационные входы которого подключены к выходам преобразователя напряжение -код, а выходы " к второй группе входов регистра1951 б 97 ВНИИПИ Заказ 5973/75 Тираж 9 Подпис еефилиал ППП "Патент", г, Ужгоро-, уп. Проектна