Преобразователь частоты импульсов в код

(5 И Н 03 М 5/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 358780, кл. Н 03 К 13/20, 1971,2. Новицкий П.В Кнорринг Е,1., Гутников В.С. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л., "Энергия", 1970, с. 230, рис. 9-2 (прототип),(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫИМПУЛЬСОВ В КОД, содержащий линиюзадержки и реверсивиый счетчик,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с. целью расширения диапазона преобразования, в него введены упранлямый делитель частоты, распределительимпульсов, два синхронизатора, умножитель кода, преобразователь коднапряжение, Л сдвоенных компараторов,два коммутатора, элемент И, триггерпереполнения и тактовый генератор,выход которого соединен с входамиуправляемого делителя частоты и распределителя импульсов, информационные выходы реверсивного счетчика соединены с соответствующими информационными входами умножителя кодаи с соответствующими входами преобразователя код - напряжение, выход которого подключен к сигнальным входам сдвоенных компараторов, первыйвход первого сдвоенного компараторасоединен с шиной первого источникаопорного напряжения, второй вход каждого предыдущего сдвоенного компара 801156259 А тора и первый вход каждого последующего сдвоенного компаратора объединены и соединены с шиной соответствующего источника опорного напряжения,второй вход последнего сдвоенногокомпаратора соединен с шиной последнего источника опорного напряжения,выходы всех сдвоенных комиараторовсоответственно соединены с управляющими входами уп 1 авляемого делителячастоты и с входами первого колмутатсра, выходы которого соединены ссоответствующими управляющилги входали умиожителя кода, информационныевыходы которого соединены с соответствующими входами второго коммутатора, выходы которого подключены к со-.ответствующим выходным шинам, выходуигавляемого делителя частоты подключен к тактовому входу линии задержки,входная шина подключена к первомувходу первого синхронизатора и входулииии задержки, выход которого черезвторой синхронизатор подключен к вычитающему входу реверсивного счетчи-ка, к суммирующему входу которогоподключен выход первого синхронизатора, первый и второй выходы распределителя импульсов подключены соответственно к вторым входам первого ивторого синхронизаторов, третий вьгход - к управляющему входу первогокоммутатора, а четвертый выход - кпервому входу элемента И, нулевойвход триггера переполнения объединенс установочным входом реверсивногосчетчика и подключен к шине "Сброс",единичный вход соединен с выходомпереполнения реверсивного счетчика,единичный выход триггера переполнения подключен к шине переполнения, 1156259а нулевой выход - к второму входу с управляющим входом второго коммуэлемента И, вьыод которого соединен татора.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для связи вычислительных машин с объектами управления, а такжедля обработки сигналов от частотных 1датчиков.Известен преобразователь частотыв код, содержащий генератор опорнойчастоты, блок. управления, ключ и дво-ичный умножитель, состоящий из.счет Очика, управляющего счетчика, системы ключей и схемы сборки, а такжедополнительный счетчик, системуключей и схему сборки, причем выкодыдополнительного счетчика соединены 3с сигнальныии входами дополнительнойсистемы ключей, управляющие входыкоторой соединены с выходами управляющего счетчика и двоичного умножителя, а ее выходы через дополнительную схему сборки и ключ соединеныс входом двоичного умножителя 1Недостатком такого преобразователяявляется низкое быстродействие,обусловленное циклической работой. 25Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсячастотно-цифровое измерительноеустройство, содержащее реверсивныйсчетчик и линию задержки, причем ЗОвходная шина соединена с суммирующимвходом реверсивного счетчика непосредственно, а с .вычитающим входом -через последовательно включенныелинию задержки и усилитель, выходы33реверсивного счетчика подключенык индикаторному устройству 2 .Недостатком этого устройства является узкий диапазон преобразования,характеризующийся тем, что величиназадержки определяющая интервал преобразования, не изменяется,Цель изобретения - расширениедиапазонапреобразования4Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь частотыимпульсов в код, содержащий линиюзадержки и реверсивный счетчик,введены управляемый делитель часто".ты, распределитель импульсов, двасинхронизатора, умножитель кода,преобразователь код - напряжение,Н сдвоенных компараторов, два коммутатора, элемент И, триггер переполнения и тактовый генератор, выход которого соединен с входами управляемого делителя частоты и распределителя импульсов, информационные выходы реверсивного счетчика соединеныс соответствующими информационнымивходами умножителя кода и с соответствующими входами преобразователякод - напряжение, выход которогоподключен к сигнальным входам сдвоенных компараторов, первый вход первого сдвоенного компаратора соединенс шиной первого источника опорногонапряжения, второй вход каждогопредьдущего сдвоенного компаратораи первый вход каждого последующегосдвоенного компаратора объединеныи соединены с шиной соответствующегоисточника опорного напряжения, второй вход последнего сдвоенного компаратора соединен с шиной последнего источника опорного напряжения,выходы всех сдвоенных компараторовсоответственно соединены с управляющими входами управляемого делителячастоты и с входами первого коммутатара, выходы которого соединеныс соответствующими управляющимивходами умножителя кода, информационные выходы которого соединеныс соответствующими входами второгокоммутатора, выходы которого подключены к соответствующим выходнымшинам, выход управляемого делителячастоты подключен к тактовому входулинии задержки, входная шина подключена к первому входу первого синхронизатора и входу линии задержки,выход которого через второй синхронизатор подключен к вычитающемувходу реверсивного счетчика, к суммирующему входу которого подключенвыход первого синхронизатора, пер1 О 20 30 40 вьп. и второй выходы распределителя импульсов подключены соответственчо к втоым входам первого и второго синхронизаторов, третий выход к управляющему входу первого коммутатора, а четвертый выход - к перво-. му входу элемента И, нулевой вход триггера переполнения объединен с установочным входом реверсивного счетчика и подключен к шине "Сброс", единичный вход соединен с выходом переполнения реверсивного счетчика, единичный выход триггера переполнения подключен к шине переполнения, а нулевой выход - к второму входу элемента И, выход которого соединен с управляющим входом второго комму,татора.На чертеже изображена структурная схема устройства.Преобразователь содержит тактовый генератор 1, выход которого соединен с входом, управляемого делителя 2 частоты и с входом распределителя 3 импульсов, выход управляемого делителя 2 частоты подключен к тактовому входу линии 4 задержки, входная шина 5 через первый синхронизатор 6 соединена с суммирующим входом реверсивного счетчика 7 и через линию 4 задержки и второй синхронизатор 8 - с вычитающим входом реверсивного счетчика 7, установочный вход которого подключен к шине 9 "Сброс". Информационные выходы реверсивного счетчика 7 соединены с ннформацион,ными входами умножителя 10 кода на один из М коэффициентов и через преобразователь 11 код, - напряжение ,с сигнальными входами сдвоенных компараторов 12-1 - 12-К. Первый вход первого компаратора 12-1 подключен к шине 13-1 первого источника напряжения, второй вход первого компаратора 12-1 и первый вход второго компаратора 12-2 подключены к шине 13-2 второго источника опорного напряжения и т.д. до последнего компаратора 12-Н, второй пороговый вход которого соединен с шиной 13-М последнеэ 0 го источника порогового напряжения, выходы компараторов 12-1 - 12-М через первый коммутатор 14 соответственно соединены с управляющими входами умножителя 10 кода а также соЭ5 ответственно подключенык управляющим входам управляемого делителя 2 частоты. Информационные выходы умно- жителя 10 кода через второй коммутатор 15 подключены к выходным шинам 16, первый выход распределителя 3 импульсов соединен с вторым входом первого синхронизатора 6, второй выход - с вторым входом второго синхронизатора 8, третий - с управляющим входом первого коммутатора 14, четвертый - с первым входом элемента 17 И, нулевой вход триггера 18переполнения подключен к шине 9"Сброс", единичный вход - к выходу . переполнения реверсивного счетчика 7 единичный выход триггера 18 - к шине 19 переполнения, нулевой выход 1 григгера 18 - к второму входу элемента 17 И, выход которого соединен с управляющим входом второго коммутатора 15.Преобразователь работает следующим образом.В начальный момент времени по сигналу "Сброс" по шине 9 устанавливается в нулевое состояние триггер 18 переполнения, и обнуляется реверсивный счетчик 7, причем длительность сброса должна быть не меньше времени задержки в линии 4 задержки для ее полной очистки. После снятия сигнала "Сброс" начинается преобразование частоты импульсов в код.Входная последовательность импульсов с шины 5 через синхронизатор 6 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 7, который начинает суммировать входные импульсы. Так. как первоначально на выходе счетчика 7 нулевой вход и, следовательно, на выходе преобразователя 11 код - напряжение нулевое напряжение, то это напряжение попадает в зону перво го компаратора 12-1, определяющего первый диапазон преобразования. У этого компаратора 12-1 нижний порог равен нулевому напряжению, а верхний является нижним порогом для следующего компаратора. 12-2, определяющего второй диапазон преобразования. Сигнал с выхода первого компаратора 12-1 включает первый коэффициент умножения на умножителе 10 кода на один из й коэффициентов и по" ступает на первый управляющий вход управляемого делителя 2 частоты, который формирует минимальную такто" вую частоту, что обеспечивает максимальное время задержки влинии 4 задержки. Таким образом, в начальный момент времени автоматически устанавливается нижний диапазон преобразованил, при котором осуществляетсяпреобразование в код самой низкойчастоты.Через время задержки на линии 4задержки входные импульсы через второй синхронизатор 8 начинают. поступать на выч;,тающий вход реверсивногосчетчика 7, и на счетчике 7 складывается и вычитается одинаковое число импульсов, показания счетчика 7перестают изменяться и соответствуютзначению входной частоты. Одновременно с поступлением входных импульсов начинает возрастать напряжениена выходе преобразователя 1 код -напряжение, так как возрастает кодна выходе счетчика 7. Если черезвремя задержки напряжение на выходепреобразователя 11 код - напряжениене превышает первого порогового уровня, то преобразователь работаетв. самом нижнем диапазоне, когдавходная частота наименьшая,Если же входная частота возрастает или же сразу через время задержки код на выходе реверсивного .счетчика 7 превышает значение нижнего предела преобразования, то напряжение. на выходе преобразователя 11 код - напряжение попадаетв зону второго компаратора 12-2,и происходит переключение преобразователя на второй диапазон преобразователя, т,е, управляемый делитель 2частоты вырабатывает вторую по величине тактовую частоту для линии 4задержки, величина задержки которойуменьшается на один шаг, при этомвыходной код реверсивного счетчика 7умножается на второй коэффициент.Если напряжение на выходе преобразователя 11 код - напряжение попадаетв зону третьего коипаратора 12-3,то автоматически устанавливаетсятретий диапазон преобразования,и выходной код реверсивного. счетчика 7 умножается на третий коэффициент умножения и т.д.При превышении входной частотой 5максимально допустимого значения .происходит переполнение реверсивногосчетчика 7, и сигнал с его выходапереполнения устанавливает триггер 18переполнения в единичное состояние, 10 сигнал с выхода триггера. 18 переполнения поступает на шину 19 переполнения и сигнализирует о том, чтовходная частота превьшает максимальное значение, и одновременно с этим 15 сигнал с выхода триггера 18 переполнения закрывает элемент 17 И длятого, чтобы запретить в этом случаесчитывание информации с преобразователя. Таким образом, при наличии сиг нала на.шине 19 переполнения преобразователь не функционирует и дляего пуска необходимо снова осущест-.вить "Сброс" описанным способом.Распределитель 3 импульсов с помощью 25 сийхронизаторов 6 и 8 и коммутаторов 15 и 14 осуществляет разнесениево времени импульсов, поступающихна счетные входы реверсивного счетчика 7, моментов умножения выходного ЗО кода на один из коэффициентови моментов считывания выходногокода.Вве,ениев преобразователь управляемого делителя, распределителяимпульсов, двух синхронизаторов,умножителя кодов на одиниз Н коэффициентов, преобразователя код - напряжение, Н сдвоенных компараторов,. двух коммутаторов, элемента И, триггера переполнения и тактового генератора позволяет автоматически устанавливать диапазон преобразования, чтозначительно расширяет общий диапазонпреобразования при сохранении непрерывного преобразования частоты в код.каз 3195/55 113035,Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Тираж 872 По 1 Государственного коми по делам изобретений и осква, Ж, Раушская н писноеета СССРоткрытийб д. 4