Преобразователь частота-код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) И 1)Н 03 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ МИТЕТ ССС Й И ОТКРЫТ ОБР НИ НИ К о е ы с пер,вто- вы- пер- ого тРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Физико-механический институтим,Г.В, Карпенко АН УССР(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТА-КОД,содержащий генератор образцовой час"тоты, выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй входкоторого подключен к первому выходу .блока управления, второй выход которого соединен с первым входом второгоключа, первый вход - через формирова-.тель импульсов подключен к входупреобразователя, а второй вход - кпервому выходу суммирующего счетчика,вторые и третьи выходы которого соединены с входами соответственно первого и второго блоков элементов И,выходы которых подключены к входамсоответственно первого и второго эле".ментов ИЛИ, вторые входы первого ивторого блоков элементов И соответ-,. ственно объ д ены и подключены ксоответствующим выходам вычитающегсчетчика, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функцнальных возможностей путем реализации преобразования вида 1 = 1 Тв него введены два блока сложения,д литель частоты, инвертор и элемент 2-2 И-ИЛИ, выход которого соеднен с входом суммирующего счетчикустановочный вход которого объединс установочным входом вычитающегосчетчика и подключен к третьему выходу блока управления, выходы первого и второго ключей соединенпервыми входами соответственнового и второго блоков сложениярые входы которых подключены кходам соответственно второго ивого элементов ИЛИ, выход первблока сложения соединен с первымвходом элемента 2-2 И-ИЛИ, второйвход которого соединен с вторым выходом блока управления и через инвертор - с третьим входом элемента 2-2 И-ИЛИ, выход первого ключа чрез делитель частоты соединен с чевертым входом элемента 2-2 И-ИЛИ ивторым входом второго ключа, а выход второго блока сложения подключк входу вычитающего счетчика.Изобретение относится к цифровойизмерительной и вычислительной технике и может использоваться в качестве функционального преобразователячастоты следования импульсов в код,11 ель изобретения - расширениефункциональных возможностей преобразователя гутем реализации преобразования вида Е = М Т,На фиг.1 приведена структурнаясхема преобразователя частота-код;на,фиг,2 - пример выполнения блокауправления,Преобразователь код-частота содержит суммирующий 1 и вычитающий 2счетчики, блоки 3 и 4 элементов И,элементы ИЛИ 5 и 6, первый и второй блоки 7 и 8 сложения (частотноимпульсных последовательностей),элемент 2-2 И-ИЛИ 9, первый и второйключи 10 и 11, генератор 12 образцовой частоть, делитель 13 частоты,блок 14 управления, формирователь 15импульсов, инвертор 16, каждый изблоков 7 и 8 состоит из элементаИЛИ 17 и элемента 18 задержки.Блок 14 управления, состоящий изтриггеров 19 и 20, элементов И 21-23,элементов 24 и 25 задержки, инверторов 26 и 27 и КС-цепочек 28-30.Счетчики 1 и 2 выполнены двоичными, п - разрядными с коэффициентомпересчета И =2",Преобразователь частота-код работает следующим образом.Перед началом измерения на выходах блока 14 управления имеются низкие потенциалы. Формирователь 15, на вход которого поступает преобразуемая частота 1 ; формирует импульсы длительностью Т= 1/, передние фронты которых йоступают на первый вход блока 14 управления, вследствие чего на третьем выходе блока 14 появляется импульс, который устанавливает счетчик 1 в исходное нулевое состояние, счетчик 2. - в исходное единичное состояние, Одновременно на первом выходе блока 14 появляется высокий потенциал, который открывает ключ 10. Так как на второй и третий входы элемента 2-2 И-ИЛИ 9 поступащт. запрещающий и разрешающий потенциалы соответственно, то импульсы с выхода генератора 12 через ключ 10, делитель 13 частоты и элемент2-2 И-ИЛИ 9 поступают на вход счетчика 1, в котором в определенный мо 45 50 Так как блок 4 управляется инверсным кодом числа счетчика 2, то импульсы на выходе элемента ИЛИ 6 отсутствуют, Это означает, что на второй вход блока 7 импульсы с выхода блока 6 не поступают, На выход блока 7 сложения проходят только импульсы частоты 1, , поступающие с выхода ключа 10 на первый вход блока 7 сложения. Поэтому частота на выходе элемента 9 равна= 1 ю/К)где Е = 2 - коэффициент деления делителя 13;й - частота генератора 12образцовой частоты. мент времени 1 формируется числои с соответствующего выходаразряда счетчика 1 поступает импульсна второй вход блока 14 управления,5, вследствие чего на его втором выходе появляется высокий потенциал,ко. торый открывает ключ 11, а также является разрешающим и запрещающимпотенциалом соответственно для второ 1 О го и третьего входов элемента2-2 И-ИЛИ 9, Поэтому импульс с выходагенератора 12 через блок 7 сложенияи элемент 9 поступают на вход счетчика 1, а через делитель 13, ключ 1115 и блок 8 сложения - на вход счетчика2. Импульсы с выходов счетчика 2 через блок 3 элементов И,управляемыхкодом числа й записанного в счетчике 1, и элемент ИЛИ 5 поступают20 на второй вход блока 8 сложения. Импульсы с выходов разрядов счетчикачерез блок 4 элементов И, управляемых кодом числа М , записанного всчетчике 2, и элемент ИЛИ 6 посту 25 пают на второй вход блока 7 сложения,Процесс преобразования заканчивается в момент времени Сз приходазаднего фронта импульса на выходеЗО формирователя 15, который устанавливает на первом выходе блока 14 управления низкий потенциал и тем самым закрывает ключ 10. В этот моментвремени в счетчиках 1 и 2 формируются результаты преобразования частоты Би Я соответственно.Определим результаты преобразования Б 1 и Б. Отметим, что все используемые ниже переменные величины являются функциями времени, т.е.1200425 Подставив уравнения (2) в систе.му уравнений (3), получим Число 8 о, , код которого формируется в счетчике 1 в момент времениравноо 1 о 1о оо) " 9 " 2 2о оС момента времени 1, в счетчиках 1 и 2 формируются числа И, и И со- ответственно- Г + ГБдС о, 11 (1) И -. И - Г с 1 с,гд 8 где И - коэффициент пересчета счетчиков 1 и 2,Продифференцируя уравнения (1),получаем(8) 25 Частоты Г иформируются путем сложения частотно-импульсных последовательностей, выполняемых блоками 7 и .8 сложения соответственно. Поэ- тому Преобразовав уравнения системы(3)Счетчик 2 с блоком 3 элементов И и элементом ИЛИ 5 представляют собой двоичный умножитель частоты Г8 на число И 1 , соответствующие инверсному коду числа И, счетчика 1. Поэтому среднее значение частоты на выходе элемента ИЛИ 5, являющегосявыходом двоичного умножителя, определяется выражением/Ъ6.Ь - 8т) (д).Щ ФСчетчик 1 с блоком 4 элементов И и элементом ИЛИ б представляет собой двоичный умножитель частоты Й налчисло И , соответствующее инверсному коду числа К счетчика 2. ИЖ+ 2 ИЙИ =О,Откуда после разделения перемен 40 ных и интегрирования следует) 1 п - = 21 п - Ио г или Поэтому среднее значение частоты Г на выходе элемента 6 ИЛИ,являющегося выходом двоичного умножителя, определяется выражением9.5 9 (Ие Ия)6 И Иг(П) или, с учетом того, что 2 й = 2 И,и,получим Ие ИвЙИ = 2 И - (- -) ЙИщИ И ггС учетом уравнения (13) уравн(9) примет вид. 12 И И ( - - -- ) = ( - й)о е И И о 2Ф Уравнения (16) и (17) показывают, что в момент окончания периода Т исследуемой частоты й в счетчике 2 устройства формируется код числа И , пропорционального преобразуемой частоте ., а в счетчике 1 - код числа И,пропорционального квадра-. ту периода Т преобразуемой часто- ты"Патент", г. Ужгород,Фили роектная,61 Тираж 87ВНИИПИ Государственного копо делам иэобретений и о113035, Москва, Ж, Рауш Подписноеитета СССРкрытийкая наб., д.4/5