Преобразователь код-частота

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 19) (11 3 М 1/ 4 С 5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нструкторское техники СО АН )й центр СО АН видетельство СССРК 13/02, 1973.идетельство СССРК 13/021981 АТЕЛЬ КОД-ЧАСТОТАпервые и входов ы к соответствую- а, тактируемый инеи с шиной такуемым входом выеля импульсов, динен с выходной ю щ и й с я ам реги ГГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Специальное кобюро вычислительнойСССР и ВычислительнСССР(54)(57) ПРЕОБРАЗОВсодержащий сумматоркоторого подключенщим выход стрвход которого соедтирования и тактирходного формироватвыход которого соешиной, о т л и ч а тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности преобразования, в него введены цифровой компаратор, комбинационный сумматор и преобразователь кода, входы которрго подключены к соответствующим шинам кода режима и соответствующим первым входам цифрового компаратора, а выходы - к соответствующим первым входам комбинационного сумматора, вторые вхо" ды которого подключены к соответствующим шинам входного кода, а выходы - к соответствующим вторым и входам сумматора, выходы которого подключены к соответствующим разрядным входам регистра, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами цифрового компаратора, С выход которого соединен с информационным входом выходного формирователя импульсов и тактируемым входом преобразоватепя кода, 1167736Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки и передачи информации, а также в измерительной технике в качестве формирователя равномерной сетки частот.Известен преобразователь код-частота, содержащий триГгер, вертиль, генератор эталонной частоты, элементы И, элементы ИЛИ, сумматор, элемент задержки и датчик кода И .Точность преобразования этого устройства обусловлена методической погрешностью дискретности. Методическую погрешность можно свести к минимуму подбором частоты эталонного генератора, но исключить ее невозможно, Необходимость подбора частоты эталонного генератора является 20 недостатком, так как вынуждает иметь большой набор кварцевых резонаторов (или других высокостабильных источников частоты), что осуществить невозможно, 25Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь код-частота который содержит сумматор, первые и входов которого подключены к соответствую- ЗО щим выходам регистра, тактируемый вход которого соединен с шиной тактирования и тактируемым входом выходного формирователя импульсов, выход которого соединен с выходной шиной, при этом информационные входы регистра подключены к соответствующим выходам мультиплексора, первые и входов которого подключены к соответствующим шинам установки фазы, О вторые и входы - к соответствующим выходам сумматора, а вход управления - к шине управления, причем выход переноса сумматора подключен к информационныму входу выходного формирователя импульсов 2Выходная частота преобразователя равнайвых 2" ) где Й - частота эталонного генератораи - разрядность регистра и сумматора,Р - входной код преобразователя, 55Из выражения (1) видно, что дискретность установки частоты определяется выражением ЬГч(2)При разработке преобразователей код-частота задаются требования к сле. дующим параметрам: частотный диапазон и дискретность частоты (частотный шаг). Эти параметры могут иметь различные значения в зависимости от поставленной задачи. Возможны также случаи, когда, испельзуя выражения (1), соответствующее выходной . частоте данного преобразователя кодчастота, невозможно точно подобрать значения Г и и, чтобы удовлетворить заданной дискретности установки частоту и количеству установочных частот, Такое обстоятельство вызывает необходимость так подобрать значения Г и п,.чтобы полученная дискретность установки частоты как можно меньше отличалась от заданной. Это приводит к определенной погрешности установки частоты и, в конечном счете .снижает точность преобразования,Из сказанного следует, что рассмотренный преобразователь код-частота имеет ограниченные функциональные возможности и вытекающую из этого методическую погрешность установки частоты.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности преобразования.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь код-частота, содержащий сумматор, первые п вхо- дов которого подключены к соответствующим выходам регистра, тактируемый вход которого соединен с шиной тактирования и тактируемым входом выходного формирователя импульсов, выход которого соединен с выходной шиной, введены цифровой компаратор, комбинационный сумматор и преобразователь кода, входы которого подключены к соответствующимшинам кода режима и соответствующим первым входам цифрового компаратора, а выходы - к соответствующим первым входам комбинационного сумматора, вторые входы которого подключены к соответствующим шинам входного кода, а выходык соответствующим вторым и входам сумматора, выходы которого подключены к соответствующим разрядным входам регистра, выходы которого соединены с соответствующим вторыми входами цифрового компаратора, выход ко1167736 3кода,Преобразователь работает следующим образом.На шины 8 подается входной код Иа на шины 9 - код режима М, на шине 4тактирования 7 действует импульсныйсигнал с частотой Е . Входнойкод И поступает на вход комбинационного сумматора 4. На второй вход комбинационного сумматора 4 поступает 4код с выхода преобразователя 5 кода,на вход которого поступает код режима, определяемый числом И. Код режима М преобразуется в дополнительный код М преобразователем 3 кода,Выдача кода Мд,на вход комбинационного сумматора 4 присходит тольков те моменты, когда на тактируемомвходе преобразователя 5 кода появля"ется сигнал, поступающий с выходацифрового компаратора 3, Ири отсутствии сигнала на тактируемом входепреобразователь 5 кода формирует торого соединен с информационным входом выходного формирователя импульсов и тактируемым входом преобразователя кода.На чертеже дана структурная электрическая схема устройства.Преобразователь содержит сумматор 1, регистр 2, цифровой компара- тор 3, комбинационный сумматор 4, преобразователь 5 кода, выходной формирователь 6 импульсов, шину 7 тактирования, шины 8 входного кода, шины 9 кода режима и выходную шину 10.Первые п входов сумматора 1 подключены к выходам регистра 2, тактируемый вход которого соединен с шиной 7 и тактируемым входом выходного формирователя 6, входы преобразователя кода 5 подключены к соответствующим шинам 9 и первым входам цифрового комаратора 3, а выходы - к первым входам входного комбинационного сумматора 4, вторые входы которого подключены к соответствук- щим шинам 8, а выходы в . к соответствующим вторым и входам сумматора 1, выходы которого подключены к соответствующим разрядным входам регистра 2, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами цифрового компаратора 3, выход которого соединен с информационным входом выходного формирователя 6 и тактируемым входом преобразователя 5 код, равный нулю. До появления сигнала на тактируемом входе преобразователя 5 кода на выходе комбинационного сумматора 4 повторяется входной 5 код Я, который поступает на входсумматора 1, на второй вход сумма-,тора 1 поступает код, содержащийсяв регистре 2. На информационныевходы регистра 2 поступает код, ве личина которого определяется как сум- ма входного кода И и кода, содержащегося в регистре 2. При поступленииимпульсного сигнала с шины 7 на тактируемый вход регистра 2 происходит 15 запись в регистр 2 кода с выходасумматора 1. При этом на выходе сумматора 1 формируется новое число,значение которого по сравнению с предыдущим состоянием увеличилось на ве личину М. С приходом следующего импульсного сигнала на тактируемыйвход регистра 2 снова увеличится значение выходного кода сумматора 1на величину Б. С каждым новым так том происходит также увеличение значения содержимого регистра 2. Выходной код регистра 2 поступает навход цифрового компаратора 3, навторой вход которого подается код 30 режима М. Цифровой компаратор 3 сравяивает значение содержимого регистра 2 с величиной кода режима, И. Если величина выходного кода регистра 2больше или равна, величине кода резима М, на выходе цифрового компаратора 3 появляется сигнал, который поступает на информационный вход выходного формирователя 6 и тактируемыйвход преобразователя 5 кода, На выходной шине 10 с выхода формирователя 6 появляется сигнал при наличиина его входах одновременно тактирующего сигнала и сигнала с выхода цифрового компаратора 3. Таким образом,при поступлении импульсов на тактируемый вход регистра 2 происходитувеличение содержимого регистра 2При достижении состояния, при котором выполняется неравенство 0 ЕМ (3)где Ь - выходной код регистра 2,а М - код режима, на выходе цифрового компаратора 3 появляется сигнал,который поступает на тактируемыйвход преобразователя 5 кода. На выходе преобразователя 5 кода формируется дополнительный код Мд,. Навыходе комбинационного сумматора 4167736 Г - частота эталонногоогенератора.Усредненная частота за период Тдля выходных импульсов преобразова 5 теля равна 1 О 15 20 где М - код режима;И - входной код,К - порядковый номер выходногоимпульса, по отношению к30которому измеряется период- частота эталонного генеоратора;епй 1 ег(к) - функция выцеленияцелой части числа к.Анализ выражения (4) показывает,что и общем случае период появления выходных импульсрв являетсянеравномерным, но эта неравномерность циклически повторяется, т,е.получается периодическая последовательность пачек импульсов, распределение импульсов в пачке зависит отвеличин М и И. В частных случаяхпоследовательность импульсов можетбыть равномерной. Период повторения пачек импульсов будет равен:1 МЦ е ав ет ю , (5)50К НОД(М,Н )где М - код режима;НОД(МЙ) - наибольший общийделитель чисел Ми М,формируется код, величина которого определяется как разность входного кода И и кода режима М. За время очередного такта соцержимое регистра 2 уменьшится на величину М.Если в последующие такты условие (3) не выполняется, то выход преобразователя кода блокируется и на выходе комбинационного сумматора повторяется входной код Н, и накопление содержимого регистра 2 повторяется вышеописанным способом.Из описания функциональной схемы вытекает, что накопление содержимого регистра 2, Формирование сигнала сравнения цифровым компаратором 3 и формирование выходного сигнала будет происходить циклически, т.е. этот процесс является периодическим. Период появления выходных импульсов можно определить по формуле Т= - М-еобегКФ- - 1+еп 11 егК.1)М- - Я(6)где И - входной код преобразователя,М - код режима,Г - частота эталонного генератора,Из выражения (6) видно, что навыходе преобразователя имеем сигналс частотой, прямопропорциональнойвходному код ,Возможность управления предлагаемым преобразоватслем при помощи кода режима М дает преимущества перед прототипом,так как благодаря этому расширяются функциональные возможностипри выборе частотного шага формируемой сетки частот и тем самым повышается точность установки частоты.Для полного исключения неравномерности выходных импульсов достаточно на выходе преобразователя поставить делитель, частоты с коэффициентом деления (М)1(1-факториал). Это исключает для любых соотношений М и И появление неравномерностей в выходных импульсах преобразователя кодчастота. Тогда выходная частота рав- на Г = - ф- И, ш = (М) . (7)йвью М ш где ш - коэффициент деления счетчика на выходе,Для работы преобразователя кодчастота необходимо обеспечить2" ) М, 2 ( М (8)где п - разрядность сумматора 1,регистра 2, входного комбинационного сумматора 4, преобразователя 5 кода,1 - разрядность входного кода.Технико-экономические преимущества изобретения эаключатся в расширении Функциональных возможностей засчет осуществления управления дискретностью преобразования, что повышает точность установки частоты нрасширяет область применения устройства,. Тиран 872 осударствениого коиит ам изобретений и отк Иосква, %-35, Раунск Подписета СССРытийя наб.д.