Прямоотсчетный преобразователь частота код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК М 1/60 С 5) 5 ЗОБР САН О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(71) База производственно-технического обслуживания Производственного объединения "Саратовнефтегеофизика"(56) Авторское свидетельство СССР 3 Ф 1004907, кл. О 01 й 23/00, 1983,Авторское свидетельство СССРМ 1231612, кл. Н 03 М 1/60, 1984.(57) Изобретение относится к автоматйке и измерительной технике, в частности к аналого-цифровым преобразователям, и может быть использовано в устройствах для измерения скорости. Изобретение позволяет расширить область применения преобразователя за счет обеспечения возможности непосредственной индикации результатов преобразования и повышения точности, Преобразователь содержит источник 2 входного сигнала, двоичйый делитель 3 частоты, счетчик 6 импульсов, регистр 7, генератор 1 опорной частоты, выход которого соединен с входом делителя 3 частоты, а выход источника 2 входного сигнала подключен к входам счетчика 6 импульсов. Новым в устройстве является наличие переключателя 5 каналов, установочные входы которого подключены к выходу источника 2 входного сигнала, и мультиплексора 4, выход которого соединен со счетным входом счетчика 6 импульсов, а его йнформационные и управляющие входы подключены соответственно к выходам четных разрядов делителя 3 частоты и выходам переключателя 5 каналов, при этом информационные входы переключателя 5 каналов соединены с выходами и-го и следующихза ним разрядов делителя 3 частоты, 1 з.п, ф-лы, 4 ил, /=2 ц.1то 55 Изобретение относится к автоматике иизмерительной технике, в частности к аналого-цифровым преобразователям, и можетбыть использовано в устройствах измерения скорости, 5Цель изобретения - расширение области использования за счет обеспечения возможности непосредственной индикациирезультатов преобразования и повышениеточности, 10На фиг. 1 изображена структурная схема прямоотсчетного преобразователя частоты в код; на фиг. 2 - схема переключателяканалов; на фиг,3-диаграммы сигналов; нафиг. 4 - графики гиперболицеской зависи -. мости и ее аппроксимации, "рямоотсчетный преобразователь частоты в код содержит генератор 1 опорнойчастоты, источник 2 входного сигнала, двоичный делитель 3 частоты, мультиплексор 4, .20переключатель 5 каналов, счетчик 6 импульсов, регистр 7.Переклюцатель 5 каналов состоит измультиплексора 8 и счетчика 9 импульсов.Принцип преобразования основан на 25кусочно-линейной аппроксимации гиперболической зависимости между частотой и периодом входного си гнала (фи г. 4).Координаты соседних узловых точек аппроксимации отличаются в два раза. Каждый 301-й уцасток аппроксимации описывается зависимостьюМ 1 = йь 1- Кю, (1)где К 1 - коэффициент (угол наклона) 1-го участка аппроксимации, равный значению частоты.Ь заполнения счетчика 6 импульсов впределах 1-го участка;1 - текущее время в пределах 1-го участка аппроксимации 01 Ась где Лъ = бц40М 1-1 - выходной код счетчика 6 в начальной узловой точке 1-го участка, одновременно являющейся конечной узловой точкой(1-1)-го участка аппроксимации;Й 1 - текущий код счетчика 6 в момент 45времени 1.Из выражения (1), записанного для конечной узловой тоцки 1-го участка, определяем частоту заполнения счетцика 6импульсов в пределах 1-го участка апроксимации 2 й 1 Й 1 - 1 1Таким образом, счетчик 6 заполняетсяимпульсами с уменьшающейся в четыре раза, каждый раз по достижении следующегоучастка аппроксимации частотой, Формирование координат узлов аппроксимации, равно как и времени задержки то = 1/1 о (спустякоторое должен нацинаться счет импульсов), происходит в двоичном делителе 3 частоты. С выходов четных разрядов этого жеделителя снимаются импульсы с частотамиЬ, отличающимися друг от друга в четырераза.Начальное значение выходного кодасчетчика Ио, численно равное максимальному значению измеряемой цастотыА, выбирается кратным степени числа 2 Ио = 2 п,1откуда 1 о = - .2"Из формулы (2) для первого участка аппроксимации имеемг 1=- 2 .1 о 2 п(3)Ео Ргде б 1 - частота импульсов, поступающих свыхода 0-го разряда делителя частоты.Следовательно, на вход делителя 3 должны поступать импульсы о частотойго = 261 = 2 ". (4)Эта формула служит для расчета частоты генератора 1 опорой частоты,Из формул (3 и 4)1 йо 2" ото= = - = =2 Тго, (5)2 и г 1 гогде Тго = -- период генератора 1 опорной1бочастоты,преобразователь работает следующимобразом.Источник 2 входного сигнала формирует импульс сброса (диаграмма 10), которыйпроизводит запись выходного кода счетчика6 импульсов, соответствующего значениючастоты предыдущего преобразования, врегистр 7, а также сбрасывает делитель 3частоты и переключатель 5 каналов в нулевое состояние, После выполнения этих действий задним фронтом импульса сбросапроизводится установка начального кодайо = 2" в счетчик 6 импульсов, Последнийможет быть двоично-десятйчным и, следовательно, иметь. число двоичных разрядов,большее.Тактовые импульсы частоты бо с генератора 1 опорной частоты поступают на входдвоичного делителя 3 частоты, совмещающего функции формирования времени задержки то, выработки ряда цастот 1 г 1 иформирования импульсов, соответствую- Вход нулевого канала мультиплексора 4 щих моментам времени т узловых точек ап-: является свободным (ни с чем не соединен, проксимации, либо заземлен), поэтому на счетчик 6 имИз диаграммы 11 (фиг, 3) видно, что пер- пульсов с момента начала преобразования вый положительный перепад (передний 5 и до момента то импульсы с мультиплексора фронт первого импульса) после начала пре не поступают, т.е. осуществляется необхообразования, соответствующий моменту димая для работы преобразователя задержвремени то, появится на выходе п-го разряда ка,делителя 3 частоты. Это произойдет после В момент времени 1 О на вход реверсивотсчета 2" импульсов с периодом Тго гене ного счетчика 6 импульсов через открывратора 1 опорной частоты (5). Далее первый шийся с помощью переключателя 5 каналов положительный перепад, соответствующий первый канал мультиплексора 4 начинают моменту времени т (первая узловая точка, поступать импульсы частотой 1 с нулевого фиг. 4), появится на выходе (и+1)-го разряда разряда делителя 3 частоты. Число этих имделителя 3 (диаграмма 12), 15 пульсов, вычитаемое из начального кода Йо,Первый перепад в момент с; появится на записанного в счетчике 6. дает текущее знавыходе(п+3)-го разряда делителя 3(диаграм- чение кода частоты входного сигнала на мы 13 - 15), первом участке аппроксимации, По достиВариант переключателя, кодов (фиг. 2) жении следующих за ьо моментов времени: работает следующим образом, 20 т, 2, с по входу счетчика 6 последоваИмпульсы (перепады) с выходов п-го и тельно подключаются(с помощью переклюследующих разрядов делителя 3 поступают чателя каналов 5) соответственно 2, 3, . на информационные входы мультиплексора каналы мультиплексора 4, которые соедине.переключателя 5 каналов(фиг. 2). Комму- ны с выходами следующих после нулевого тацией входов мультиплексоров 4 и 8 управ четных разрядов делителя 3, Так как на этих ляет счетчик 9 переключателя 5 каналов, В выходах присутствуют импульсы с частота- начале преобразования счетчик 9 сбрасыва- ми 11/4, б 1/16, бг/4 ь, то с мультиплекется в нуль импульсом сброса с источника 2 сора 4 на счетчик 6 импульсов поступает входного сигнала. При этом нулевой код с последовательность убывающих по частоте выходов счетчика 2 поступает на управляю импульсов(диаграмма 17), в результате чего щие входы мультиплексоров 4 и 8, адресуя на выходе счетчика 6 воспроизводится куих нулевые информационные входы, или сочно-линейная аппроксимация функции иными словами, открывая нулевые каналы М(с), где И - двоично-десятичный(илидвоичмультиплексоров 4 и 8, В момент времени то ный эле зависит от области использования) первый перепад с выхода и-го разряда де код текущего значения частоты входного лителя 3 через открытый нулевой канал сигнала (фиг, 4).мультиплексора 8 поступает на тактовый При поступлении очередного импульса вход (вход С) счетчика 9 и переключает его с источника 2 входного сигнала процесс из нулевого состояния в первое (код 1). преобразования заканчивается(происходитПри этом оказываются адресованы и от запись кода й из счетчика 6 в регистр 7) и крываются первые каналы мультиплексорбв начинается следующее преобразование, 4 и 8(нулевые каналы при этом закрывают- Ф о р мул а и зоб ре те н и я ся). Поэтому следующие за первым перепа, Прямоотсчетный преобразовательчады (импульсы) с выхода и-го разряда стота-код, содержащий источник входного делителя 3 не проходят на вход счетчика 9. 45 сигнала, выход которого соединен с управ- Зато первый перепад с(п+1)-го разряда де- ляющим входом счетчика импульсов, вхолителя 3, появляющийся в момент времени дом занесения регистра и входом установки 11 (абсцисса первой узловой точки), через в "0" делителя частоты, вход которогосоедиоткрытый первый канал мультиплексора 8 ненсвыходом генератораопорнойчастоты, переключает счетчик 9 в следующее состоя выходы счетчика соединены с соответствуние (код 2). При этом открываются вторые ющими информационными входами региствходы (каналы) мультиплексоров 4, 8 и т,д, ра, выходы которого являются выходной Сигналы на входе счетчика 9 изображены на шиной, отличающийся тем, что,с целью диаграмме 16. Возможны и другие варианты расширения .области применения и новы- исполнения переключателя каналов 5. Не шения точности, в него введены переключаобходимо лишь, чтобы переключение вхо- тель каналов и мультиплексор, выход дов (каналов) мультиплексора 4 проходило которого соединен со счетным входом счет- только в моменты прихода первых положи- чика импульсов, управляющие входы соедительныхперепадовсигналовс выходовп-го нены с соответствующими выходами и следующих разрядов делителя 3 частоты, переключателя каналов, а информационныевходы соединены с выходами четных разрядов делителя частоты, выходы с и-го по и + +в-й которого соединены с первого по е-й управляющими входами переключателя каналов, вход установки в "О" которого соеди нен с выходом источника входного сигнала.2, Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что переключатель каналов выполнен на счетчике импульсов и мультиплексоре, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, вход установки в "О" которого является входом установки в "О" переключателя каналов, а выходы соединены с соответствующими информационными входами мультиплексора и являются выходами переключателя каналов, управляющими входами которого являются управляющие входы мультиплексора.=В Составитель И, Романоваедактор М, Бланар Техред М.Моргентал Корректор уЛ венно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Произ Заказ 2775 Тираж : Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5,