Интегрирующий преобразователь частоты следования импульсов в код

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соеэ Советских .СфцивлиетнчвсиихРвепублии и 961140(51)М. Кл,с присоединением заявки МН 03 К 13/20 3 Ьеудережииый кемитет СССР ае делам изобретеиий и етерытийОпубликовано 23.09,82, бюллетень М 35 Дата опубликования описания 23. 09. 82 Л. В. Крюков, С. В, Куликов, Л. ПКолобаев,И. Г. Китаина и И, В. Щепихин1(7) Заявитель ЫТдзкд,(54) ИНТЕГРИРУЮЦИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ В КОД 1Изобретение относится к измери-, тельной технике и предназначено для .использования в системах автоматики, в измерительных и вычислительных системах, в частности для сопряжения частотных датчиков с цифровой вычислительной машиной.Известен преобразователь частоты следования импульсов в код, построенный на основе счетчиков с переклю 1 О чающими устройствами на входе, которые производят счет импульсов в течение эталонного интервала времени 11. Недостатком его является низкаяточность,Наиболее. близким к изобретению потехнической сущности является преобразователь, содержащий первый и второй счетчики, блок переписи кода,. 2 озапоминающий регистр, блок управления, генератор тактовых импульсов,присоединенный своим выходом к управляющему входу распределительного . 2блока, включающего в себя счетный триггер и два элемента И 2 .Недостаток известного устройства состоит в том, что в нем возможна погрешность при переключении распределительного блока.Если момент переключения распределительного блока происходит во время действия импульса,то один и тот же импульс может поступить на вход одного счетчика, а в остальное время после переключения он окажется на входе другого счетчика. При этом один и тот же импульс будет соснитан дважды, т,е. появится погрешность.Целью изобретения является повышение точности преобразования за счеТ устранения укаэанной погрешности.Поставленная цель достигается тем, что в интегрирующий преобразователь частоты следования импульсов в код содержащий генератор тактовых импульсов, выходы которого подключены к Входу блока управления и управляющему3 96114входу распределительного блокапервый и второй выходы которого подклю"чены соответственно к первому и второму входам блока переписи кода, управляющий вход которого соединен спервым выходом блока управления, установочными входами двух счетчиков иуправляющим входом запоминающего регистра, информационный вход которогоподключен к выходу блока переписи ко 1 ода, третий и четвертый выходы рас"пределительного блока соединены сосчетными входами соответственно первого и второго счетчиков, выходы ко-,торых подключены к входам блока переписи кодов, введены двз одновибра-тора, два элемента И, ЙЗ-триггер,четыре дифференцирующие цепи и четыре диода, причем прямой и инверсный выходы триггера младшего разряда первого счетчика подключены со"ответственно через последовательносоединенные первые дифференцирующуюцепь и диод и через последовательно соединенные вторые дифференцирую"щую цепь и диод к входу первого одновибратора, выход которого соединенс первым входом первого элемента И,прямой и инверсный выходы триггерамладшего разряда второго счетчика Зрподклюцены соответственно через последовательно соединеннйе третьи дифференцирующую цепь и диод и черезпоследовательно соединенные четвертыедифференцирующую цепь и диод к входу35второго одновибратора, выход которого соединен с вторым входом первогоэлемента И, третий вход которогоподключен к второму выходу блока управления, а выход - к Й-входу ВЯ 40триггера, Б-вход которого соединен свходной шиной и первым входом второго элемента И, а прямой выход - свторым входом второго элемента И, выход которого подключен к информацион 45ному входу распределительного блока.На фиг. 1 представлена функциональ"ная схема интегрирующего преобразователя частоты следования импульсов вкод:, на фиг. 2 - диаграмма напряжений,50Интегрирующий преобразователь час"тоты следования импульсов в код содержит первый 1 и второй 2 счетчики,блок 3 переписи кода, запоминающий регистр 4, блок 5 управления, генератор 6 тактовых импульсов, присоединенный своим выходом к управляющемувходу распределительного блока 7,вклюцающего в себя счетный триггер8, и элементы И 9 и 10, первый 11 ивторой 12 одновибраторы, дифференцирующие цепи 13-16, диоды,17-20, триггеры 21 и 22 младшего разряда соответственно первого 1 и второго 2счетчиков, элемент И 23, В 5-триггер24 элемент И 25 и шину 26 входногосигнала 27.Преобразователь работает следующим образом,В определенный момент временипервый счетчик 2 обнулен по командеот блока 5 управления, а состояниевторого счетчика соответствует числупоступивших на его вход импульсов.В этот момент приходит очередной тактовый импульс фиг;2 а) с генератора 6, который переводит счетный триггер 8 в единичное состояние (ВЗ-триг"гер 24 также находит-я в единичномсостоянии ), Входные импульсыфиг.2 г)поступают через входную шину 26 напервый вход элемента И 25. Так какна второй вход элемента И 25 поступает единичный сигнал, импульсыпроходят на информационный входраспределительного блока 7, входныеимпульсы далее поступают на первыевходы элементов И 9 и 10, Так какна второй вход элемента И 9 поданединичный сигнал с прямого выходасчетного триггера 8, входные импульсы проходят на счетный вход первого счетчика 1.фиг,2 д ) и не проходят на выход элемента И 10, навторой вход которого подан сигнал логического нуля с инверсного выходасчетного триггера 8, По команде сблока 5 управления, поданной на блок3 переписи кода ( фиг.2 б), код изсчетчика 2 переносится в регистр 4,Следующая команда (фиг.2 в) от блока 5 управления производит обнулениевторого счетчика 2. Первый счетчик1 производит сцет входных импульсовдо прихода следующего тактового импульса, который переводит счетныйтриггер 8 в противоположноенулевое)состояние. Далее процесс повторяется,толвко входные импульсы поступают насцетный вход второго сцетчика 2(фиг.2 е), второй счетчик работает врежиме суммирования, а первый сохраняет накопленный код для передачив выходной регистр, т.е. на выходпреобразователя,При каждом срабатывании триггера21 младшего разряда первого сцет5 9611 чика 1, напряжение с его прямого и инверсного выходов (Фиг.2 ж, и) дифференцируется цепями" 13 и 14, и каж" дый положительный Фронт с их входовпоочередно через диоды 17. и 18 про ходит на вход первого одновибратора 11 (фиг,2 м),на выходе которого почв- ляется импульс (фиг.2 п) при каждом опрокидывании триггера 21 младшего разряда первого счетчика 1. 10Аналогично при каждом опрокидыва. нии триггера 22 младшего разряда второго счетчика 2 появляется импульс на выходе второго одновибратора (фиг.2 р), 15Напряжение с его прямого и инверсного выходов (фиг.2 к,л) дифференцируется цепями 15 и 16 и каждый положительный Фронт с их выходов поочередно через диоды 19 и 20 про- гО ходит на вход одновибратора 12(фиг,2 н), на выходе которого. появляется импульс при каждом опрокидывании триггера 22 младшего разряда счетчика 2(фиг.2 р). 25В случае совпадения заднего фронта тактового импульса с входным импульсом (импульс 27 на Фиг.2 г), данный входной импульс поступает на входы обоих счетчиков (Фиг.2 д,е), щ Триггеры 21 и 22 младшего разряда обоих счетчиков почти одновременно срабатывают и следовательно срабатывают оба одновибратора 11 и .12 . Длительность входных импульсов 04- новибраторов выбрана больше длительности входного импульса, но меньше минимального периода следования вход.ных импульсов, Поэтому импульсы, поступающие на первый и второй входы элемента И 23, частично совпадают во времени и на выходе элемента И 23 появляется импульс (фиг,2 с), на третий вход элемента И 23 всегда подан единичный сигнал, за исключением случая, рассмотренного ниже. Импульс с выхода элемента И 23 перево 1 дит РБ-триггер 24 в нулевое состояние, в результате чего на вход второго элемента И 25 подается запрещающий сигнал, Поэтому очередной входной импульс с шины 26 через элемент И 25 не проходит на соответствующий счетчик, эа счет чего полуцатеся необходимая коррекция ошибки из-за двой 55 ного счета двумя счетчиками импульса 27 (фиг.2 г). Импульс, не попавший на счетчики, поступает однако на 5-вход РБ-триггера 24, который зад 40 6ним Фронтом импульса переводится в единичное состояние, открывая элемент И 25 для прохождения следующих входных импульсов.Одновременное срабатывание одновибраторов 11 и 12, помимо расмотренного случая, возможно также в момент обнуления одного,из счетчиков импульсом с блока 5 (фиг.2 в).Для предотвращения пропуска одного. импульса элемент И 23 в этом случае запирается подачей на его третий вход нулевого сигнала с выхода блока 5 управления, который формируется с необходимым перекрытием по времени импульса обнуления (Фиг.2 в, импульсы показаны пунктиром)По сравнению с известными устройствами, в которых устранение указанной погрешности ведется соответствующим выбором параметров сигналоа ( достаточно малая величина длительности импульсов, увеличениекру" тизны фронтов и др.), причем возможность двойного подсчета импульса . все равно остается, в предлагаемом устройстве используется принцип обратной связи - устанавливается факт неправильной. работы счетчиков и вносится необходимая коррекция, Поэтому изобретение без предьявления жестких требований к элементам, тл. при снижении стоимости, позволяет повысить точность, преобразования,формула изобретенияИнтегрирующий преобразователь частоты следования импульсов в код, содержащий генератор тактовых импульсов, выходы которого подключены. к входу блока управления и управляю" щему входу распределительного блока, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока переписи кода, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, установочными входами двух счетчиков и управляющим входом запоминающего регистра, информационный вход которого подключен к выходу блока переписи кода, третий и четвертый выходы распределительного блока соединены с счетными входами соответственно первого и второго счетчиков, выходы которых подключены к входам блока переписи кодов, о т л и ч а ю 7 961140 8 щ и й с я тем, что, с целью повы" соединенные четвертые дифференцируюшения точности преобразования, в не" щую цепь и диод к входу второго одго введены два одновибратора, два новибратора, выход которого соедиэлемента И, В-триггер, четыре диффе нен с,вторым входом первого элемен" ренцирующие цепи и четыре диода, при- у та И, третий вход которого подключен чем прямой и инверсный выяоды триг- к второму выходу блока управления, гера младшего разряда первого счет- а выход - к й"входу В 5-триггера, чика подключены соответственно че-вход которого соединен с входной рез последовательно соединенные пер- шиной и первым входом второго элеменвые дифференцирующую цепь и диод и Ф та И, а прямой выход - с вторым вхочерез последовательно соединенные дом второго элемента И, выход кото" вторые дифференцирующую цепь и диод рого подключен к информационному вхок входу первого одновибратора, выход ду распределительного блока. которого соединен с первым входомпервого элемента И, прямой и инверс- И Источники информации, ный выходы триггера младшего разря.- принятые во внимание при экспертизе да второго счетчика подключены со", 1 Авторское свидетельство СССР ответственно через последовательно М 310383, кл. Н ОЗ,К 13/20, 1977, соединенные третьи дифференцирующую. 2. Патент США Ю 4041281, цепь и диод и через последовательно зр кл 235-92, 1977.