Преобразователь цифрового кода в частоту следования импульсов

(23) Приоритет М д з Н 03 К 13/20 Н 03 Ь 7/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения А.А.Першин, Р,Р,Безыменко и А.В.Мисюрг. КВРВГВНДинский филиал Особого Констр кторСкога :.ХОРОВсесоюзного научно-исследовательского инсит таавтоматизации черной металлургии25 Изобретение относится к импульсной технике, а именно к аналого-.диск-устройствам.Известен преобразователь циФрового иода в частоту, содержаШий генератор импульсов эталонной частоты, управляемые делители частоты, схему сравнения источник образцового вра- МЕННСГО ИитаРВВЛа И СЧЕТЧИК ИМГГУЛЬ- сов 1, 1.Ра,.ста преобразователя заключается в пОдсчете счетчиком н течение за данного временного интервала числа импульсов, г:сстуг;Вюких НВ его счетный вход с второго управляемого делителя частоты, и выдачи образовавшегося в счетчике кода на первый уг,равляемый, делитель частоты на выходе которого пОлучают псследонаталъность иьпульследую;дих с частотой пропорциональной преобразуемому коду. Недостатком изнестного преобразователя является низкое быстродействие установление .Встоты пои измене;,ии величины преобразуемого код., Так как требуется Опргвеланноа ремя для набора счетчико 1 импульсов кода, соответствуюшего новому эначенгво преобра зуемого кода. Наиболее близким техническим решением к изобретению является также преобразователь циорового кода в частоту следования импульсов, содержаший регистр памяти, счетчик импульсов, динамический триггер, генератор эта- лоннОЙ и дОпол:":аленой частоты схе МУ ЗВПРЕта И :.-Лгталв ЭТВЛОННОй ЧВС- тоты. Принцип да:.е.твия преобразователя заключается в запрете ОпределенНОГО ЧИСЛВ ИМПУЛЬСВ ЭТВЛСННОЙ ЧВС тоты 2 1.Недостатком известного преобразоватет;= является низкая точность преОбразования кода в частоту следования импульсов эа счет неравномерного распределения импульсов выходной пос ледовательности во времени.Цель изобретенияповышение точности преобразования кода в частоту на Основе улучшения распределения импульсов выходной последовательности но времени.Цель достигается темчто в преоб. разователь цифрового кода в часто 1 у следования импульсов, содержаыий реГистр памятивходы которого яВляюТсЯ вход-ми ггреобраэоваталя, счетчик им" ПУЛЬСОВ, ГЕНЕРатОР ЭтаЛОННОй ЧаСтатЫ, .т.СГИЧЕСКИЙ ЭЛамаит ЗВПРЕТа И ДЕЛИТЕЛЬэталОннОй частоты причем вход логического элемента запрета соединен свыходом генератора эталонной частоты,а выход элемента запрета соединен свходом делителя эталонной частоты,выход которого служит выходом преобразователя, введены элементы 2-2-2 ИЗИЛИ по числу разрядов счетчика, первые входы которых подключены к выходам разрядов счетчика импульсов, вторые входы соединены с соответствующи Ми выходами регистра памяти, а третийВход каждого элемента 2-2-2 И-ЗИЛИ соединен с выходом предыдущего элемента2-2-2 И-ЗИЛИ, соответствующего болеемладшему разряду преобразуемого кода,(5причем третий вход самого младшегоэлемента 2-2-2 И-ЗИЛИ подключец к .т -не логической еДинитЕы, а выхОД сгРшега элемента 2-2-2 И-ЗИт 1 И соединен с.ВТОРЫМ Вхадатл ЛОГИЕС 1(О.О Э т 1 Е;ЛЕЦ 1 а20ЭаПрвта т При ЭТОМ ВЫХ(тд Г(тц(траТСтр:Э,эталонной частоты подключен также квходу счетчика имгу.г ьсов, тзыход:(ОТОРого подключен к эхоту э циси Рс-.пя -тра памяти,На Фиг,1 показан сэуцкет,ац т.т ц;т эсхема преобразаватс.ля; 4 и Г, 2иллюстрируют работу и 1;еабстаэоетс. тс,Преобразователтт, ссст(эржит (Ф 1 Г:)регистр 1 памяти,:трс д:Ээца.-;ецт(ьтй дляхранения преобразуемого кода тз дэоично-десятичных ячейках , счетчик 3импульсов, состоящий иэ двоична-десятичных декад 4, генератор 5 эталонной частоты, логический элемент бзапрета, делитель 7 эталонной частоты, предназначенный для утущенияравномерности расстановки импульсоввыходной последовательности во времени, и трехвходавые з,теементы 8 2 - -21 лЗИЛИ, на адни входы которых подается обратный кодс регистра 1 памяти, на другие входы элементов 8 поДаЕтСЯ КОД СО СЧ(т".,Чнт(а ИМПУЛЬСОВ,вход каждого элемента 2-2-2 И-ЗИЛЛсоединен с выходом предыдущего элемента 2-2-2 И-ЗИЛИ, соответствующегоболее младшему разряду преобразуемого кода, Логическая 1 на выходекаждого элемента 8 появляется при наличии 1 на любых двух ега вхадаХ, ВЫХОДЫ 9-11 ЭЛЕМЕНТОВ 8, ВХОдЬт12-14 элементов 8.Преобразуемый параллельный кадпоступает на вход регистра 1 памяти,который является кодам всего преобра-зователя кода в частоту. Эталоннаячастота 10 с генератора 5 подается навход логического элемента б запретаи на счетный вход счетчика 3 импульсов, выход которога подключен к шинезаписи регистра 1 памяти.Обратное значение преобразуемогокода г 1 младшего дваичио-деоятичноГОразряда Д сравнивается са значениемкода в старшей декаде счетчика 3 импульсов при помощи одной группы эле ментов 8, значение Й сравниваетсясо значением кода в младшей декадесчетчика 3 импульсов при помощи другой группы элементов 8. Сигнал навыходах 9-11 элементов 8 равен нулю,если кад в соответствующих декадахсчетчика 3 1 е (т: 1,2,3) меньшесоответствующего значения двоичнадесятичного разряда У.: треабразуетлогакада 1(, подаваемого на регистр 1 памяти. Момент появления 1 ца выходах 9-11 зависит От наяичия илиотсутствия 1 соответственно цавходах 12-14 элементов 8. Если наЭТИХ ВХОДаХ СИГНаЛ ОТСУТСТВУЕтт ТО1 появляется на выходах 9-11 придостижении кадом соответствующейеекадтт счетчика 3 лт;пульс;ав эцаченцЯ 1,с: Р +1; если ца вхаДах12-14 этих элементов действует 1ТО ца соответс гвуюсти ( вьхс:1 ах 9-111 еОтеэееяетстт Ри 11, с1ПреабраэОвате,ь рз бстттсэт следую"щим образом,ц -Э тЭ же (ажС О 1111(Лд т 1 ЭЕО бра ЭОцацтея код в счетчик 3 нлпутЬсав ранец пулю, 1 та входе 12 эт емецта 8СИГИ(Л ОТСУТСТВУЕТ (сеслЛ ЭЦЕЕИЛмлад.ил( 11 тта 11 О" дс:,с.:яттецс;: таз,т;дови ",), таеабраэчетлспа т(атее 1, це .; вцЫ нулю; гт ЕЕ ВЫХОДЮ Ст цаЛ а- же раве тулю, Поэтому лат-ическийэлемент б запрета пропускает итлпульсыэталонной частоты с ца Делитель 7.По мере поступления и.лпульсав:эталонной частоты на счетный входмпадшей декады счетчика 3 импульсовкад в цей начинает нарастать от 0да 9. Прл достижении кодом млад 1 ейДЕКВЕ 1 СЧЕТтттна . ИМПУЛЬСОВ ВЕЛИЧИы 11,-1 (Где ., - значение старшегодвоична-дсэсятичцОГО разряда преабраэуЕМОГО Котся 14 ) ца ВЫХОдв 9 Поязляется 1, и логический элементб запрета запрещтает прохождение имПУльсав эталоной частоты ттс,:.=- в;1 тель 7 . С 1;риходом десятого:,.". ПутЕьса часто.ы .0 кад в младшейсчетчика 3 импульсов становит я равным нулю, ца выходе 9 появляетсялогический 0, и импульсы эталонцой частоты 1 е снова проходят черезлогический элемент б запрета, т,е,на делитель 7 поступают пачки ГЕО+1 импульсов, следующие с частотой10, пака ца входе 12 элемецта8 не появиеся 1 . С этОГО моментана делитель 7 поступают ганки по 1(импульсов.Появление 1 на вхссде 12 элемента 8 соответствует таму, чта кадвторой декады счетчика 3 импульсов,нарастающий с частотой то/10, достигвеличины Чг+1 (если значение младшего разряда йл преобразуемого кода неравно нулю), С приходом десятого импульса частоты ,т/10 код в этойдекаде счетчика 3 импульсов становится,равным нулю, на входе 12 элемента 8 появляется логический "0",и на делитель 7 снова поступают пачки по )4 +1 импульсов.Рассуждая подобным образом, можно проследить работу преобразователя далее, до окончания цикла преобразования, а именно, до обнуления счетчика 3 импульсов. Импульсом переноса старшей декады счетчика 3 импульсов в регистр 1 памяти вновь записывается значение преобразуемого кода, и цикл преобразования повторяется. Происходит чередование пачек по Й+1 и М импульсов в течение одного цикла преобразованияНа выходе делителя 7 эталонной частоты получают последовательность ;с более равномерно распределенными но времени импульсами, чем у известного преобразователя.Выход делителя 7 является выходом преобразователя.В настоящем преобразователе исполь эувтся принцип поразрядного анализа преобразуемого кода и текущего значения кода н счетчике импульсов. Результат анализа представляет собой поразрядное разложение преобразуемого И - раэряднога двоична-десятичного кода.Принцип представления преабраэуе. мого кода н виде пачек по И+1 и Н3 и импульсов следующих с частотой а/10, позволяет равномерна распределить импульсы эталонной частоты по периоду преобразования, что позволяет получить на выходе делителя 7 эталонной частоты последовательность импульсон с более высокой равномерностью распределения импульсов ва времени, чем у известного преобразователя,Частота на выходе преобразователя равна Т - период одного цикла преобразования;Й - емкость счетчика импульсон 1 й - количество двоична"десятичныХ.разрядов счетчика импульсов Т - период следования импульсов этаолоннай частоты;К - коэффициент деления делителяэталонной частоты.Коэффициент деления К выбирают н соответствии с выражением:то(,2. )вгде- величина изменения выходнойчастоты при изменении преобразуемого кода на единицу. С учетом выражения (1) формула (2)примет нид: 5При изменении преобразуемого кодаот 0 до йр, выходная частота изменяется ат 0 до 1, где , - максимальная выходная частота, соответствующая коду Й .фиг.2 поясняет работу преобразователя кода н частоту,у которого количество двоична-десятичных разряуансчетчика импульсов равно 3 (8 =10 ),при значении преобразуемого кода М15 К=0,28,1На фиг 2 "ВыХд,(-)ЬЫ)4.8 импульсные последовательности на выходе младшей, средней и старшей декад счетчика 3 импульсов соответственно," б, - импульсная последовательность на входе делителя 7 эталонной частоты, При величине преобразуемого кода: 0,28 на делитель 7 эталонной частоты поступают 3 пачки па одномуимпульсу, за ними следуют 7 пачек беэимпульсов, и такое распределение импульсов повторяется 8 раз а затемследуют 2 пачки ла одному импульсуи 8 пачек без импульсан, такое распределение импульсов повторяется 2раза. В следующем цикле преобразование для )= 0,28, происходит аналогичным образом.Оценить неравномерность распредеЗ 5 ления импульсов во времени можно припомощи отношения Тп, (Теюгде Гваки Тд .соответственно максимальный иминимальный временный интервал междудвумя соседними импульсами паследо вательнасти, подаваемой на делитель7 эталонной частоты.На фиг.3 приведены кривые, показывающие, как изменяется отношение Тиах/)и;и у известного кривая 1 ) иданного (кривая) преабразонателей,имеющих емкость счетчика Й 1000, приизменении величины преобразуемогокода (кривые соединяют точки, соответствующие дискретным значениям ка да), Из графика видно, что у данногопреобразователя максимальное отношение Трах( Тр;и не превышает 10, н товремя как у известного преобразователя (ТО/т ;д) достигает величины999, т.е. после деления выходная импульсная последовательность у данного преобразонателя будет более равномерно распределена ва времени.Использование данного преобразователя в качестве узла устройства длядозирования позволяет повысить точность доэирования сыпучих материалов,например кокса н доменном производстве. При повышении точности дозирования улучшается тепловой режим до менной печи, экономится топливо, уне личивается выход кондиционного чугуна.Формула изобретенияПреобраэователь цифрового кода в частоту следования импульсов, содержащий РегистР памяти, входы которого являются входами преобразователя, счетчик импульсов, генератор эталон ной частоты, логичаский элемент запрета и делитель эталонной частоты, причем вход логического элемента запрета соединен с выходом генератора эталонной частоты, а выход элемента 15 запрета соединен с входом делителя эталонной частоты, выход которого служит выходом преобразоватвля, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразова ния, в него дополнительно Введены элементы 2-2-2 И-ЗИЛИ, по числу разрядов счетчика, первые входы которых подключены к выходам разрядов счетчика импульсов, вторыа входы соединены с соответствующими выходами регистра памяти, а третий вход каждогоэлемента 2-2-2 И-ЗИЛИ соединен с выходм предыдущегоэлемента, соответствующего более младшему разрядупраобраэуемого кода, причем третий .вход элемента 2"2-2 И-ЗИЛИ, соответствующего самому младшему разряду преобразуемого кода, соединен с шинойлогической единицы, а выход элемента2-2-2 И-ЗИЛИ, соответствующего старшему разряду преобразуемого кода,подключен к Второму входу логического элемента запрета, при этом выходгенератора эталонной частоты подключен также к счетному входу счетчикаимпульсОВ, выход которогс подктточанк ВхО 11 у заГ 1 иси РегистРВ памяти,Источники инФОрмации,грие 1 ять 1 а Во Внимание при экспертиза1 а ГьВторскоа СВидатальс .ВО СС РР 595858, кл, Н 03 К 13/20 1973,2, /евтор, КОВ ГВидатальстВО (е;Р9 371 б 73, кл, Н ОЗ К 1/1 б, 1978 спа оа каз 10770/б Тираж 934 Подп ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и.открыти 113035, Москва, Ж, Рауюская наб