Преобразователь частоты в код

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 011 443482 Союз Советских Социалистических Республик(32) ПриоритетОпубликовано 15.09,74. Бюллетень34Дата опубликования описания 08.04.75 51) М. Кл. Н 03 с 13120 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений. О. Паламарюк, Н. И. Иона и В. Н. Соломаха 1) Заявитель Рязанский радиотехнический институ 1 ф 1") ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В КО Изобретение относится к области вычислительной техники, где может быть использовано в качестве входного преобразователя информации для цифровых, вычислительных машинв качестве самостоятельного узла - ча стотомера, в качестве составной части частотно-импульсных вычислительных устройств.Известен преобразователь частоты в код, содержащий устройство синхронизации, выходом соединенное с одним входом схемы срав кения, схемы совпадения, реверсивный счетчик, выходы разрядов которого подключены ко входам двоичного умножителя.В предложенный преобразователь введена схема коммутации частот и счетчик, вход ко торого соединен с выходом двоичного умно- жителя, а выход - со вторым входом схемы сравнения, выходы которой через схемы совпадения соединены со входами реверсивного счетчикавторые, входы схем совпадения под ключены к выходам схемы коммутации частот, другими входами соединенной с шинамисчетчика. Такое выполнение преобразователя позволяет повысить его быстродействие.На фиг. 1 приведена схема преобразовате ля частоты в код; на фиг. 2 - кусочно-линейная аппроксимация гиперболической зависимости; на фиг. 3 - график, иллюстрирующий процесс отработки точного значения кода; нл фиг. 4 - схема сравнения и временные диа граммы, поясняющие ее работу; на фиг .5 - схема коммутации частот,Предлагаемый преобразователь частоты в код состоит из устройства 1 синхронизации, схемы 2 сравнения, схем 3, 4 совпадения, реверсивного счетчика 5, схемы 6 коммутации частот, схемы 7 сборки, счетчика 8.Вход устройства Рчерез устройство 1 синхронизации соединен со схемой 2 сравнения, на второй вход которой поступают импульсы частоты Рсо счетчика 8, Выход Сброс схемы сравнения 2 подключен ко входу счетчика 8, выход Рф,р, - ко входу схемы 6,коммутации частот, а выходы+ЛТ и - Ь.Т - к потенциальным входам двух импульсно-потенциальных схем 3 совпадения, импульсные входы которых соединены с выходом Р; схемы 6 коммутации частот. Выходы импульсно-потенциальных схем 3 совпадения соединены с суммирующим и вычитающим входами,реверсов. ного счетчика. Кроме того, единичные выходы ды триггеров реверсивного счетчика 5 подключены ко входам схемы 6 коммутации частот, соединенной с,разрядами ревЕрсивного опорных частотных составляющих Р 0/2 с де лителя частоты (Р, - опорная частота), а вы ходами для форсирования - с установочны ми единичными входами триггеров реверсивного счетчика 5. Единичные и нулевые выхотриггеров реверсивного счетчяка подключены5 10 к потенциальным, входам импульсно-потенциальных схем 4 совпадения, импульсными вхо.дами соединенных с шинами опорных частотных составляющих с делителя частоты и выходами подключенных ко входам схемы 7 сборки. Выход схемы сборки, подключен ко входу счетчика 8, с выхода которого выдаются импульсы Рна схему 2 сравнения,Принцип действия предлагаемого преобразователя основан на сравнении периода входной частоты Т,. с периодом частоты связи Т, начало которого синхронизируется,импульсами частоты Р и формировании в случае их неравенства коррекции кода7 И= ТР/,уточняющей его значение Л/, накапливаемое в выходном регистре,ЬТ= Т - Т Р; - частота, значение которой соответствует наклону /-го линейного участка аппроксимирующей кришной,Й - шаг коррекцииколичество которыхопределяется точностью преобразования.В предлагаемом преобразователе осуществляется кусочно-линейная аппроксимация ги 1 перболической зависимости (фиг. 2) Т,= -Рх и измеряемый период или разность ЬТ заполняется импульсами, частоты которых дискретно изменяется в зависимости от получаемого кода в моменты, соответствующие узлам аппроксимации. Узлы аппроксимации расположены в точках Рь 2 Рь 4 Р, ,которым соответствуют следующие значения кодов Ж: 00001, 00010, 000100, При этом значении тангенсов углов наклона гда, отрезков А;, проведенных через эти углы аппорксимации (фиг, 2), соответствуют ряду 1/2 (/ - 1, 1, 2, 3п, и - количество участков аппроксимации),Для ускорения отработки результирующего кода каждый участок разделен на две части (Р; - ;1,5 Р; и 1,5 Р, - :2 Р;) и в первых из них для выработки коррекции, используются прямые В;, проведенные из середины каждого участка (1,5 Рь ЗРь 6 Рьс соответствующими значениями кода 00 011, 000110, 00;01100, ), а во вторых - прямые А;, Значения тангенсов угла наклона, прямых В, соответствуют ряду 1/2/ - .Величины 1 да Щ; моделируются опорными частотными составляющими (Ро/2 - ; Ро/2 д - 0 - 1,Использование аппроксимирующих прямых А; и В; на каждом участке позволяет простыми средствами, вычислить коррекциюЬМ:. ЬТ 1 я, аф)(фиг. 3) и за несколько шагав коррекции (Й) получить значение, кода Л/ с точностью, апределяемой разрядной сеткой,15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Частота Р через схему 1 синхронизаций поступает на вход схемы 2 сравнения, где осуществляется сравнение периодов измеряемой частоты Тс периодом частоты обратной связи Тос Период Тос образуется путем простого деления импульсов неравномерной частоты двоичного умножителя счетчиком 8. Двоичный умножитель преобразует код Л накапливаемый реверсивным счетчиком 5, вЕ,частоту Р -Ь которая в 2" (где2 с и - количество разрядов счетчиков 5 и 8) больше частоты обратной связи Р, сравниваемой с частотой Рв схеме сравнения 2.Синхронизация периодов Ти Т, необходимая при сравнении, достигается путем начальной установки счетчика 8 импульсами частоты Р. Если ТАТОС, то схема сравнения формирует соответствующие сигналы разности +ЬГ и - ЬТ, в течение времени существования которых на счетчик 5 поступают через схемы совпадения 3 импульсы частоты Р; со схемы 6 коммутации частот; которая определяет соответствующую частоту (Ро/2" - /, или Ро/2" - О+ц, моделирующую 1 да; или 1 д;, В результате последовательного сравнения периодов Т, и Тна вход счетчика 5 поступают коррекци,иЬЖ - ЬТ 11 а (Р)уточняющие значение кода Л/, до момента наступления равенства периодов Т=Тос с точностью, определяемой разрядной сеткой преобр азавателя.11 ри скачкообразном увеличении частоты Р больше чем в 2 раза, схема сравнения 2,выдает,в схему б коммутации частот импульсы частоты Рф,р,которые форсируют увеличение кода Л в реверсивном счетчике 5.Работа схемы сравнения, поясняется фиг. 4 (а, б), где Сп 1 - Сп 7 схемы совпадения, а Ть Т 2 - триггеры. Импульсы Рос, совпадающие с импульсами Р(изображены пунктиром), соответствуют моментам синхронизации Сброс, т. е. началу сравнения периодов Т ,и Тос (фиг. 4 б). Разность периодов +ЛТ образуется на выходе Спа - ЬТ - на выходе Спб.Схемы Сп 2, Сп 4 - (И - НЕ) учаспвуют в формировании исходного состояния триггеров перед сравнением (Т - э 1, Т 2 0). Сп 1 запрещает прохождение импульсов частоты Р в момент формирования +ЬТ, которые могут иметь место при скачкообразном увеличении частоты Рбольше чем в 2 раза. В этом случае,импульсы частоты Рпроходят через Спт и подаются на схему б коммутации частот для форсирования переходного процесса (Рфорс).Работа схемы коммутации частот поясняется фиг. 5, где Сп - Сп 5 схемы совпадения, Т - Тз - триггеры,Участок аппроксимации О), на котором находится значение Р, определяется старшим значащим разрядом реверсивного счетчика(фиг. 2) . Определение старшего значащего разряда осуществляется с помощью Сп, Спз каждого разряда. В случае, если /- ный разряд реверсивного счетчика является старшим значащим, на выходе Саз этого /-го) разряда появляется сигнал, разрешающий прохождение одной из частот Ро/2 ф - О+), Ро/2 - 1 модулирующих соответственно 1 ф; и 1 да;,Одна из частот через Са 4 или Сп /-го разряда в зависимости от состояния триггера у - 1) разряда 1 реверсивного счетчика, который определяет, какой,из частей участка (Р; - ;1,5 Р; или 1,5 Р; - :2 Р;) соответствует значению кода 1 Ч, проходит через схему ИЛИ на выход схемы коммутации частот. При поступлении со схемы сравнения импульса Рфорс, на выходе Сп, -го старшего значащего разряда появляется сигнал, который устанавливает (/+1) триггер,реверсивного счетчика в 1, форсируя тем самым изменение кода У что значительно сокращает цремя отработки кода в случае скачкообразного увеличения частоты Р.Количество разрядов реверсивного счетчика (т), к которым подключаются схемы совпадения, определяется диапазоном изменениявходной частотыРт макс, о ис б, ц,Р:т=йР, .,н Рл мин5В свою очередь максимальное значениеР.х макс Ол- ЭРх мичгде и - количество разрядов счетчика 5,Предмет изобретенияПреобразователь частоты в код, содержащий устройство синхронизации, выходом соединенное с одним входом схемы сравнения,15 схемы совпадения, реверсивный счетчик, выходы 1 разрядов которого подключены к входамдвоичного умножителя, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения быстродействия,в,него введена схема коммутации частот и20 счетчик, вход которого соединен с выходомдвоичного умножителя, а выход - со вторымвходом схемы сравнения, выходы которой через схемы совпадения соединены со входамирвверсивного счетчика, вторые входы схем25 совпадения подключены к выходам схемыкоммутации частот, соединенной с разрядамиреверсивного счетчика, 443482443482 каз 693/8ЦНИ Иэд,1107осударственного комитета Со по делам изобретений и о Москва, Ж, Раушская н Тираж 811 Подписноета Министров СССРкрытийб., д, 4/5 нпография, пр. Сапунова,Составитель Е. Семенова едактор Н. Коган Техред Т. Миронова Корректор Л. Котова