Функциональный преобразователь частота код

(1 ц 436440 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл. Н 031 с 13/20 рисоединением заявкиосударственныи комитетСовета Министров СССРоа делам иэобретенийи открытий 32) Приоритет -публиковано 15.07.7 53) УДК 681.325юллетень26 Дата опубликования описания 12.08.7 Авторыизобретения оломаха и Н, И. Ио. О, Паламарюк, В Рязанский ради отехнический институ(54) ф ной Изобретение относится к ооласти вычислительной техники и может быть использовано в качестве самостоятельного функционального блока, обеспечивающего предварительную обработку информации с датчиков, при стыковке их с ЦВМ, а также в составе вычислительных устройств, предназначенных для непосредственной обработки частотно-импульсных сигналов.Известен функциональный преобразователь частота-код, содержащий реверсивный счетчик, выходы разрядов которого соединены со входами функционального преобразователя код-частота.С целью повышения быстродействия в предлагаемый преобразователь введены схема коммутации частот, делители частоты, две схемы И и две схемы ИЛ 1 Л, причем один вход схемы сравнения соединен с входной клеммой преобразователя, а другой вход - с выходом первого делителя частоты, а выходы - со входами двух схем И, вторыми входами подключенных к выходам схемы коммутации частот, а выходами - ко входам соответствующих схем ИЛИ, второй вход одной из которых подключен к выходу второго делителя частоты, а выход - к вычитающему входу реверсивного счетчика, суммирующим входом соединенного с выходом другой схемы ИЛИ,вторым входом подключеннон к вход клемме, при этом выходы разрядов реверсивного счетчика соединены со входами коммутации частот, выходы шин опорных час тотных составляющих функционального преобразователя код-частота подключены ко ьходам схемы коммутации частот, а выходы результирутощей частоты преобразователя соединены со входами делителен частоты.ц Иа фиг, 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - способ образования корректирующей функции Лт . = = ср (Т,. ) и расчета элементов 1 да; аппроксимирутощей ломаной; на фиг. 3 - схема сравнения устройства; на фиг, 4 - то же, временные диаграммы; на фиг. 5 - схема коммутации частот.Фун циональный преобр азователь частота-код состоит из функционального преобра зователя код-частота (ФПКЧ) 1, реверсивного счетчика (РС) 2, схемы коммутации частот (СКЧ) 3, схемы сравнения (СС) 4, импульсно-потенпиальных схем И 5 и ИЛ 11 6, делителей частоты (ДЧ) 7 и 8.25 Преобразователь реализует зависимостьЛ -- РР, (е) (1)и основан на иснользоьанни схемы образования кусочно-ломаной кривой (ФПКЧ), аппроксимирующей обратн ю функцию30 Р (г,(Г) = ФР 1 (2)436440 В цспп Оорятпоп с 55)зп чстоги)-ихИУЛзспоп следящей системы.Каждый 1-ый участок функции (2) воспроизводится в соответствии с моделирующей зависимос Гь 10 Ч) - 1 с;М О,с Р,с;+ У с; :, , - соответственно частоты и коды в начале и конце участка.Выражение ошибки в результирующем параметре ЛУ, (1) может быть определено из функции (3), полагая, что в установившемся режиме РсР; ,-15 Из- отчто ии50 сах55.5 г 120- Р=- Р,- Р.,(1) 4Для повышения быстродействия, т, е.уменьшения времени отработки ошибкиЛУ, (1) в грубом канале устройства сравниваются периоды частот Р, (1) и Р, с. Вэтом случае выражение (4) удобнее представить в видеЛУ с : 1 Т, с- Т с Р)1 Р, = ЛТ.Р,.где Р - частота заполнения разности периодов ЛТЯ.Выражение (5) реализуется грубым каналом преобразователя; принцип действия егооснован на сравнении периода входной частоты Т, (1) с периодом частоты обратной связи Т , начало которого синхронизируется импульсами частоты Р,. (1),В случае их неравенства формируется коррекция ЛУ, , уточняющая значение кодаУ, (1), накапливаемого в выходном регистре.40Частоты Р (где 1 = 1, 2 а, а и - количество разрядов РС 2, определяются с учетомгиперболической зависимости Т, = --х 1,кривизны воспроизводимой функции (1) .менению кода в пределах У - 2 У., сос/ - lветствует своя частота заполнения Р,приводит к кусочно-линейной аппроксимакорректирующей зависимости (фиг. 2).У . -(1)Т,) 6Узлы аппроксимации расположены в точ 12 У., 1 Ус, У., 2 УУ."/Значения частот Р определяются какР;= -- ,- -- 1 с;где ЛХ, и ЛТ, - соотвстствеппо -ыеучастки разбения по осям У. и Т,.Подобная аппроксимация корректирующейзависимости позволяет реализовать выражение (5) с югрсш 11 остью 810 с что приводит к 01 рЙО)тке 1)е;)у;ьтпру 01 цеГ) кода У- (1)грубым каналом точность работы которогоопределяется наперед задашой погрешностью(например 0,1%), в течение нескольких пе 4риодов Т,. (1) (для 0,1% - (4 - 5) Т, (й. После отключения грубокого канала отраооткя кода У. (1) осуществляется путем количествснного сравнения частот Р, и Р ., (сДЧ) на входе РС 2.Импульсы входной частоты Р,. (1) поступаОт через схему ИЛИ 6 непосредственно на реверсивный счетчик 2 для осуществления количественного сравнения с импульсами частоты Р (1) и на схему сравнения 4, где осуществляется сравнение периодов измеряемой частоты Т с (1) с периодами частоты обратной связи Т (1). Периоды Т, (1) и частота Р,.с (1) образуются путем деления импульсов неравномерной частоты с выхода ФПКЧ 1 делителями частоты 8 и 7, количество разрядом т которых определяется точностью работы грубого канала. Частота опорного генератора Р, ФПКЧ 1 при этом повышается в 2" -раз по сравнению с известным преобразователем. Это приводит к снижению динамической погрешности, пульсации в выходном параметре и ограничений на скорость изменения входного сигнала Р,. (1).Необходимая при сравнении синхронизация периодом Т . и Т, достигается путем начальной установки ДЧ 8 импульсами частоты Р(1), Если Т Ф Тто схема сравнения формирует соответствующий сигнал разности +ЛТ или - ЛТ, в течение времени существования которого на РС 2 со схемы коммутации частот 3 через одну из схем И 5 поступают импульсы частоты Р, т. е.формируется коррекция ЛУ. в соответствии с )ыражением (5).И. мпульсы Р совпадающие с импульсами 1,. - изображены пунктиром - (фиг. 3 и 4), соответствуют моментам синхронизации ( брос), т, е, началу сравнения периодов (Сб осТ, и Т (фиг. 3, б). Разность периодов +ЛТ образуется на выходе потенциальной схемы И 9, а разность периодов - ЛТ па выходе потенциальной схемы И 10.Импульсно-потенциальная схема И 11 и И - НЕ 12 участвуют в формировании исходного состояния триггеров перед сравнением (Т 1-.1, Т-+О) . Импульсно-потенциальная схема И 13 запрещает прохождение импульсов Р св момент формирования - Л 7, которые могут иметь место при скачкообразном увеличении частоты Р, (1) больше, чем в 2 раза. Сброс ДЧ 8 осуществляется положительным фронтом триггера 14 в момент установки его в исходное состояние. Схема сравнения предлагаемого преобразователя включает в себя триггер 15.Участок аппроксимации , на котором находится значение У . , определяется старшим значащим разрядом реверсивного счетчика 2 (фиг. 2), Определение старшего значащего разряда осуществляется с помщИо потепци 1)п.п 1 х схем И 16 и И 17 1,ЯждОГО 1) 31)5 да (фиг.. В случае, если 1-ый разряд РС является старшим значащим, па выходе схемы И 1 этого разряда по 4364405Является сигнал, разрешающий прохожде)Ие через импульсно-потенциальную схему И 18 соответствующей частоты Г моделирующей тангенс угла наклона 1-го участка ломаиой, аппроксимирующей функцию Ю . = =р(Т,. ) (фиг. 2), Частоты Е, формируются на соответствующих схемах ИЛИ 19 из нескольких (3 - 4) двоичных частотных со- СТЯВЛЯ)ОЩИ:; Г/ (Пс фИГ. 4 ПОКЯЗЯПО "тС,т)ОВ- по). Прсдмст изобрстсиияФункциональный преобразователь частота-код, содеркягций реверсивиый счетчик, выходы разрядов которого соединены со входами функционал)п)ого преобразователя кодЧаетОта, От,)ит)а)ОЦ)11 СЯ тСМ, ЧтО, С ЦЕЛЬЮ ПО- вышения быстро,сйствия, в него введены схсМа КОММТЯЦИИ т)ЯСТОТ, Дс;ПТСЛИ ЧЯСТОТ),1, Две схемы И и две схемы ИЛИ, причем один вход схемы сравнения соединен с входпой кле;х)ОЙ преоорязоВятс:)я, а дмго в.1 ход с выходом первого делителя частоты, а выходы - со входами двух схем И, вторыми З входами подключенных и выходам схемыкоммутации частот, я вьгходями - . о входам соответствукгщих схем ИЛИ второй ВХод Одиой ИЗ КОТОРЫХ ПО;КЛЮ)ЕП К ВЬХо:т ВТОРОГО ДЕЛИТЕЛЯ т)ЯСТОПЬ) а ШХОД - К ВЬ)- чита)ощему входу Освсрспвпого счет:икя, С 1 ИОЩИ 1 ВХО"0 " СРС.)т 1 ИСПП 010 С В),т 0 дом другой схем) ИЛИ, втори)м входом ПадКЛ)ОЧЕНИОй К ВХттдИОй КЛСММЕ, Прп ЭТОМ выходы разрядов ревсрсивиого счетчика сос- )5,1 ИПРПЫ СО )О.) ЯМИ С. СХ 11) КОМХ 1 1 ЯЦИП тЯ.10, ВЫХОДЫ И)ИП ООРИЬ.: )ЯС)ОТПЫХ СОСЯВ- ляющих фуикциовяльиого трсобрязоия геля КОД-ЧЯСтОта ПОДКЛСПЫ )СО В;Гт:ЯМ СХЕМЫ комт 1 Ии и 1 а сто 1, Я в ь) х,)дь р сзл ьтитт- 50 ПСИ 111 СТОТ Пост)ОЛДЗО)1 ТСЛ 51 СОСдпиСПЫ С)входами делителей )ястоты.аказ 2643 Изд. Мо 1091 ТЦНИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и Москва, Ж, Раушская ираж 811 Подписиавета Министров СССРоткрытийнаб., д. 4/5