Преобразователь кода в частоту

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А З(51) Н 03 К 13/О госудю стеенный комитет сссПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ О ИЗОбРЕТЕН ВТОРСКОМУ СВ ТЕЛЬСТ.А. Курдюкова Интегральная ельных устрой1980 А.А. и др. Обработременных импульсныхЭнергия 1,. 1976,рототнп). 2. Иельнико ка частотных и сигналов. М., с. 16, рис, 4(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В ЧАСТОТУ, содержащий первый регистр, первые входы которого подключены к соответствующим шинам входного кода,сумматор, элемент И и генератор тактовых импульсов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены второй регистр, выходы которогосоединены с соответствующими первы(21) 3511995/18-21(22) 17.11,82 (46) 23,02.84. Бюл, Р (72) В.Т, Диденко и Т (53) 681,325(088.8) (56) 1. Гутников 1 В.С.электроника в измеритствах. Л., Энергияс, 238-240. ми входами сумматора, вторые входы которого соединены с соответствующими выходами первого регистра, первые выходы - с соответствующими первыми входами второго регистра, вторые выходы - с соответствующими первыми входами третьего регистра, а третий выход - с первым входом триггера и первым входом кодоуправляемого элемента задержки, выход которого подключен к выходной шине, второй вход - к шине записи ф 1 еф, а третьи входы - к соответствующим выходам третьего регистра, второй вход которого соединен с вторьааи входами первого и второго регистров и установочной шиной, а третий вход " свыходом элемента И, первый вход которого через первый элемент задержки подключен к выходу генератора импуль. сов и третьему входу второго регистра, .а второй вход соединен с выходом триггера,. второй вход которого через р второй элемент задержки подключен к выходной шине.10 Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может найти применение в технике частотно-цифровогомоделирования и частотно-цифровыхприборах с обратной связью. 5Известен преобразователь код -частота, содержащий генератор опорной частоты, синхронный счетчик,элементы И, на выходах которых формируются импульсные последовательности, следующие с разили частотами, суммируемые на выходе устройстваэлементом ИЛИ-НЕ (1 .Недостатком данного устройстваявляется низкая точность преобраэова-(5ния кода в частоту следования импульсов из-за наличия частотной модуляции в выходном сигнале.Наиболее близким к изобретениютехническим решением является преобразователь кода в частоту, содержа"щий регистр, входы которого подключены к соответствующим шинам входного кода, сумматор, блок элементови и генератор тактовых импульсов, вы ход которого подключен к первым входам блока элементов И, вторые входыкоторого соединены с соответствующими выходами регистра, а выходы - ссоответствующими входами сумматора,выход которого подключеи к выходнойшине 2 .Недостатком известного устройстваявляется низкая точность преобразования кода в частоту следования импульсов, связанная с регулярной потерей в последнем такте суммированиячасти входного кода (остатка ВИ ) изза того, что импульсом, сформированньик на выходе преобразователя, содержимое сумматЬра устанавливается в 40ноль.Целью изобретения является повышение точности преобразования,Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь кода в частоту,45содержащий первый регистр, первыевходы которого подключены к соответствующим шинам входного кода, сумматор, элемент И и генератор тактовыхимпульсов, дополнительно введенывторой регистр, выходы которого соединены с соответствующими первыкивходами сумматора, вторые входы которого соединены с соответствующимивыходами первого регистра, первыев ход - с соответствующю,и первы.и 55входами второго регистра, вторыевыходы - с соответствующими первымивходами третьего регистра, а третийвыход - с первые входом триггера ипервым входом кодоуправляемого элемента задержки, выход которого подключен к выходной шине, второй входк шине записи 1 ф, а третьи входык соответствующим выходам третьегорегистра, второй вход которого сое дннен с вторыми входами первого и второго регистров и установочной шиной, а третий вход - с выходом элемента И, первый вход коТорого через первый элемент .задержки подключен к выходу генератора импульсов и третьему входу второго регистра, а второй вход соединен с выходом триггера, второй вход которого через второй элемент задержки пОдключен к выходной шине.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема преобразователя.кода в частоту; на фиг. 2 диаграмма, поясняющая его работу.Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый. регистр 2, входы которого соединены с шинами 3 входного кода М, сумматор 4, второй регистр 5, выходы которого соединеныс первыми входами сумматора 4,вторые входы которого соединены свыходами первого регистра 2, инверсные выходы сумматора 4 через третийрегистр б соединены с входами установки кода кодоуправляемого элемента 7 задержки, а прямые выходы - свходами второго регистра 5; выходгенератора 1 тактовых импульсов соединен с входом записи второго регистра 5 и через первый элемент 8 задержки - с первым входом элементаИ 9, второй вход которого соединенс выходом триггера 10, а выход -с входом записи третьего регистра б,выход переполнения сумматора 4 соединен с входом кодоуправляемого элемента 7 задержки и с первым входомтриггера 10, выход кодоуправляемогоэлемента 7 задержки через второй элемент 11 задержки соединен с вторымвходом триггера 10 и с выходной шиной 12 преобразователя кода в частоту следования импульсов, синхронныевходы регистров 2,5 и б соединены сустановочной шиной 13 преобразователя, а вход первого разряда установкикода кодоуправляемого элемента 7 задержки соединен с шиной 14 записи "1",Код М поступает на вход преобразователя кода в частоту следования импульсов.В преобразователе ироисходит"кратное суммирование кода, при этомчисло циклов, необходимое для формирования наперед заданной суммы 85может быть записанопаязм(1)МПринимая длительность цикла заполнения равной1эт"вмИз (4) следует, что частота преобразованияпропорциональна входному коду )л.фиксация суммы импульсом можетпроизойти при условииЬл й Н,м (5)т.е. импульс, фиксирующий сумму "а юв силу дискретного характера появится при условии6")( =й млдМ (б)где дй - остаток, который может находиться в пределах+ОдММ;и - целое число циклов суммирования, необходимое для выполнения условия (б),Из условия (1) и (б) следуетю Мбм ЬМ дМ- в -йаМгде -: К - коэффициент переполнениянаперед заданной суммы.Коэффициент переполнения наперед.заданной суэцы К определяет частьдлительности цикла, величина которого пропорциональна остатку кода дИ,который равен д пай- Мел, (8)Приведем выражение (8) к числу циклов суммирования- С =иьй . йщМ М(9)Выразим (9) через длительность цикла заполнения. Тогда (9) запи- шется Время накопления Тн наперед задан ной суммы (Фиг. 2) может быть запи- сано Мэм ьй,т ц=п 1 - 1 цФ 1 цл Н М М 1) Т1й+1. - 4 ц11) где (йф)ц " время накопления эатакт до фиксации импульсом наперед зафМ данной суммы;(1 )1 ц, " дополнительный временМной интервал, компенсирующий ошибку преобразования,После сокращения выражения (11) на весовой коэффициент преобразования К ъ - получимР М ф1 ИсМ(яф-л+(М-а М), (12) При выполнении услЬвия (12) в выражении (4) частота преобразованиями5 прямо пропорциональна входному (лоду,1) в широком диапазоне его изменения,Преобразователь кода в частотуработает следующим образом,Перед началом работы на шину 13поступает сигнал предварительногосброса, который устанавливает регистры 5 и б в ффО, При каждом изменении входного кода М на шинах 3 нашинах 13 появляется импульс занесе"ния информации в первый регистр 2,а второй 5 и третий б регистры приэтом устанавливаются в ффОфф. Такимобразом, на первые входы сумматора4 поступает код с выхода второго ре"гистра 5, а на вторые входы сумма 20 тора 4 поступает код )(, записанныйв первом регистре 2, который складывается с содержанием второго регистра 5. В момент поступления импульсаот генератора 1 тактовых импульсов25 полученная сумма записывается во вто.рой регистр 5. Таким образом, даннаясумма, записанная во втором регистре 5, будет слагаемым для последующего прибавления числа.30 Разрядная сетка сумматора 4 занолняется циклически .входным кодом;При этом число циклов, йеобходимоедля заполнения разрядной сетки сумматора 4, определяется выражением(1) . При этом цикл заполнения.сумматора 4 выбирается равньи у -- в соответствии с выражением , что7 ътасоответствует частоте появления им"пульсов переполнения сумматора 4 соответственноММПри этом емкость сумматора 4 определяется в соответствии с выражением (12)45 где Я (яф) " число, занесенное всумматор 4 за цикл до его .переполнения)(Я-ак) - ошибка суыкирования.Импульс переполнения (фиг, 2). вырабатывается сумматором 4 только в момент появления очереднОго импульса от генератора 1 тактовых импульсов. До этого времени в сумматоре 4 накайливается остатокдй, как это следует иэ выражения (8), так как,в общем случае, для заполнения сумматора 4 потребуется не целое, а дробное количество циклов заполненияИз выражения (12) следует, что если Н (яф) - число, занесенное в сумматор 4 до его переполнения, то ошибку суммирования (М-аН) примелнительно к работе устройства можнозаписать1Н-ьи= Н -Нпф-л 1=мпф-(1+1 (1 З)Таким образом, для исключения ошибки, связанной е накоплением в сумматоре остатка А 8, импульсы, следующие с частотой , необходимо задержать, как следует иэ выражения (12), на время(8- йй 11 цднн етого ннверсннв нод 7 нв) с выходов сумматора 4 записывается в третий регистр 6 импульсом, задержанным первым элементом 8 задержки, поступающим с выхода генератора 1 тактовых импульсов, через элемент И 9 на вход записи третьего регистра б.Время задержки выбирается равнымр уф з:ф рр ) (14)где 1 э, - время, задержки, создаваемое первым элементом задержки;- время задержки, вносимое,вторым регистром1 - вРемя задержки, вносимоесумматором;. Выполнение условия (14) позволяет сохранить информацию о числе, находящемся в сумматоре 4, непосредственно за цикл до его переполнения.Для выполнения условия (13) в младший разряд (первый) кодоуправляемого элемента 7 задержки постоянно заносится логическая единица с по-, 1 мощью шины 14С выходов третьего регистра б ,на входы установки кода кодоуправляемого элемента 7 задержки подается код я -фМ и по импульсу переполнениясформулированному сумматором 4, осуществляется задержка этого импульсана время(,ц (М- ЬН). Импульс переполнения поступает также на первыйвход триггера 10, перебрасывает егов противоположное состояние, запрещая дальнейшее прохождение импульсовс выхода генератора 1 тактовых импульсов на вход третьего регистра б, 10 следовательно, как показано на фиг.2,пятый импульс, который в данном при,мере является импульсом переполнения,не пройдет на вход третьего регистра 6 и на его выходе зафиксируется 15 кодй -БМ.Далее выходной импульс с кодоуправляемого элемента 7 задержки черезвторой элемент 11 задержки осуществля.ет переброс триггера 10 в исходноесостояние и схема готова к новомуциклу работы. Параметры второго эле,мента 11 задержки определяются временем, необходимым для установкитриггера 10 в начальное состояние вслучае, когда число И Ьф) -0 иМфЯРгде т - время задержки, формируемое вторьэю элементом 11задержки.Высокая точность преобразованиякода в частоту следования импульсовобеспечивается блаГодаря поэтапномупреобразованию, при котором в регистре 6 выделяется остаток кода ЬН,пропорциональный ошибке дискретизации, а затем с помощью кодоуправляемого элемента 7 задержки формируется временной интервал коррекции времени появления выходного импульсаимпульсной последовательности путем 40 задержки каждого из импульсов этойпоследовательности на время, равное1075401 вдактор Л. Гратилл Тирам 862 Подписи ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 035, Москва, И, Раушская наб д, 4