Преобразователь кода в частоту повторения импульсов (его варианты)

.РЕСПУБЛИК ц Н 03 К 13/02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРС(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬПОВТОРЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ ДА В ЧАСТОТУ О ВАРИАНТЫ). рео ени таГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТ(56) 1. Круг Б.К., Диличенский С.Н. Принципы построения цифровых регуляторов, М., 1969, с. 123,рис. 3. 14.2. Авторское свидетельство СССР В 364089, кл. Н 03 К 13/02, 23.12.70 (прототип).(57) 1, П бразователь кода в частоту повтор я импульсов, содержащий счетчик импульсов, выходы которого подключены к соответствующим первым входам блока совпадения кодов, выход которого соединен с выходной шиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия пре. образователя, в него введены элемент задержки, реверсивный счетчик импуль сов, регистр хранения, первый и второй управляемые делители частоты, делитель частоты, выход которого соединен с управляющим входом регистра хранения и через элемент задержки с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов, установочный вход которого подключен к входу разрешения записи счетчика импульсов, входам установки нуля делителя частоты и первого и второго управляемых делителей частоты, выходной шине и входу ус вки единицы регистра хранения, усновочные входы которого соединенысоответствующими выходаМи реверсив ного счетчика импульсов и управляющими входами второго управляемого делителя частоты, а выходы подключены к соответствующим управляющим входам первого управляемого делителя частоты, счетный вход которого соединен с шиной опорной частоты и счетным входом делителя частоты, а выход подключен к счетному входу второго управляемого делителя часто ты, выход которого соединен с вычитающим входом счетчика импульсов, установочные входы которого соответственно подключены к шинам кода постоянного числа, при этом шины входного кода соответственно соединеныс с вторыми входами блока совпадения йодов.2. Преобразователь кода в частоту С" повторения импульсов, содержащий счетчик импульсов, выходы которого подключены к соответствующим первым выходам блока совпадения кодов, выход которого соединен с выходной шиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены элемент задержки, реверсивный счетчик импульсов, регистр хранения, первый и второй управляемые делители частоты и делитель частоты, выход которого соединен с управляющим входом регистра хранения и через элемент задержки с вычитающим входом реверсив- ф ного счетчика импульсов, установоч- ный вход которого подключен к входу разрешения записи счетчика импульсов, входом установки нуля делителя частоты и первого и второго управляемых делителей частоты, выходной шине и входу установки единицы регистра хра1084982 нения, установочные входы которогосоединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика импульсови управляющими входами второго управляемого делителя частоты, а выходыподключены к соответствующим управляющим входам первого управляемогоделителя частоты, счетный вход которого соединен с выходом второгоуправляемого делителя частоты, счетный вход которого подключен к шине 1Изобретение относится к автомати-ке и может быть использовано вустройствах для формирования частотно-импульсных сигналов,5Известен преобразователь кода вчастоту повторения импульсов, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчикаимпульсов, установочные входы которого соответственно подключены к выходам регистра, входы которого подключены к соответствующим выходампересчетного устройства 11,Недостатком устройства является5низкое быстродействие из-за необходимости подготовительных операций иневозможности непосредственноговвода кода частоты.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяпреобразователь кода в частоту повторения импульсов, содержащий счетчик импульсов, выходы которого подключены к соответствующим первымвходам блока совпадения кодов, выходкоторого соединен с выходной шиной,вторые входы соединены с соответствующими выходами цифрового функционального преобразователя кода, авыход подключен к выходной шине и30входу сброса счетчика импульсов,счетный вход которого соединен с шиной опорной частоты 2 3.Недостатком известного преобразователя является низкое быстродействие из-за необходимости предварительного преобразования цифровогокода по заданному закону.Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя. опорной частоты, при этом выход первого управляемого делителя частотысоединен со счетным входом делителячастоты и вычитающим входом счетчика импульсов, установочные входы которого соответственно подключены кшинам кода постоянного числа,а шины входного кода соответственно соединены с вторыми входами блока совпадения кодов,2Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь кода в частоту повторения импульсов по первому .варианту, содержащий счетчик импульсов, выходы которого подключены к соответствующим первым входам блока совпадения кодов, выход которого соединен с выходной шиной, дополнительчо введены элемент задержки, реверсивный счетчик импульсов, регистр хранения, первый и второй управляемые делители частоты, делитель частоты, выход которого соединен с управляющим входом регистра хранения и через элемент задержки с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов, установочный вход которого подключен к входу разрешения записи счетчика импульсов, входам установки нуля делителя частоты и первого и второго управляемых делителей частоты, выходной шине и входу установки единицы регистра хранения установочные входы которого соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика импульсов и управляющими входами второго управляемого делителя частоты, а выходы подключены к соответствующим управляющим входам первого управляемого делителя частоты, счетный вход которого соединен с шиной опорной частоты и счетным входом делителя частоты, а выход подключен к счетному входу второго управляемого делителя частоты выход которого соединен с вычитающим входом счетчика импульсов, установочные входы которого соответственно подключены к шинам кода постоянного числа, приэтом шины входного кода соответственно соединены с вторыми входамиблока совпадения кодов.В преобразователь кода в частотуповторения импульсов по второму 5варианту, содержащий счетчик импульсов, выходы которого подключены ксоответствующим первым входам блокасовпадения кодов, выход которого соединен с выходной шиной, дополнитель Оно введены элемент задержки, реверсивный счетчик импульсов, регистрхраненияпервый и второй управляемые делители частоты и делитель часЪтоты, выход которого соединен с 15управляющим входом регистра хранения и через элемент задержки с вычитающим входом реверсивного счетчика импульсов, установочный входкоторого подключен к входу разрешения записи счетчика импульсов, входом установки нуля делителя частотыи первого и второго управляемых делителей частоты, выходной шине и входу установки единицы регистра хранения, установочные входы которого соединены с соответствующими выходамиреверсивного счетчика. импульсов иуправляющими входами второго управляемого делителя частоты, а выходы ЗОподключены к соответствующим управляющим входам первого управляемогоделителя частоты, счетный вход которого соединен с выходом первого управляемого делителя частоты, счетный вход которого подключен к шинеопорной частоты, при этом выход первого управляемого делителя частотысоединен со счетным входом делителячастоты и вычитающим входом счетчикаимпульсов, установочные входы которого соответственно подключены к шинам кода постоянного числа, а шинывходного кода соответственно соединены с вторыми входами блока совпаде ния кодов,На фиг. 1 приведена структурнаяэлектрическая схема преобразователяпо первому варианту; на фиг. 2 - тоже, по второму варианту,Преобразователь по обоим вариантам содержит делитель 1 частоты, элемент 2 задержки, реверсивный счетчик 3 импульсов, регистр 4 хранения, управ-у ляемые делители 5 и 6 частоты, счетчик 7 импульсов, блок 8 совпадения кодов, шину 9 опорной частоты, выходную шину 10, шину 11 выходного кода, шины 12 кода постоянного числа.Элементы устройства по первому варианту связаны следующим образом.Счетные входы делителей 1 и 5 подключены к шине 9, выход делителя 1 частоты - к входам элемента 2 задержки и регистра 4 хранения, выход элемента 2 задержки - к суммирующему входу реверсивного счетчика 3 импульсов, выходы которого связаны с соответствующими входами управляемого делителя 6 частоты и с входами регистра 4 хранения, выходы ко-. торого связаны с управляющими входами управляемого делителя 5 частоты, счетный выход которого подключен к счетному входу делителя 6 частоты, выход которого соединен с вычитающим входом счетчика 7 импульсов, выходы которого связаны с первыми входами блока 8 совпадения кодов, на вторые входы которого подается код преобразуемой частоты по шинам 11, а выход соединен с выходной шиной 10, с входом разрешения записи вычитающего счетчика 7 импульсов, с входами установки нуля делителей 1, 5, и 6 частоты, а также с входами записи единицы реверсивного счетчика 3 импульсов и регистра 4 хранения. Шины 12 кода постоянного числа подключены к соответствующим установочным входам вычитающего счетчика 7 импульсов.Элементы устройства по второму варианту связаны следующим образом.Шина 9 опорной частоты подключена к счетному входу управляемого делителя 5 частоты, выход которого соединен с вычитающим входом счетчика 7 импульсов и счетным входом делителя 1. Выход делителя 1 соединен с управляющим входом регистра 4 хранения и с входом элемента 2 задержки, выход которого связан с вычитающим реверсивным входом счетчика 3 импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами регистра 4 хранения и делителя 6 частоты, Входыделителя частоты 5 подключены к выходам регистра 4 хранения. Выходы вычитающего счетчика 7 импульсов подключены к первым входам блока 8 совпадения кодов, на вторые входь 1 которого подается код выходной частоты по шине 11, а выход блока 8 соединен с входом разрешения записи счетчика 7 импульсов, с выходной1084982 шиной с входами установки нуля делителей частоты 1, 5 и 6, со входом записи числа " 1 О" реверсивного счетчика 3 импульсов и входом записи единицы регистра 4 хранения, Шины 12 кода постоянного числа подключены к соответствующим установочным входам вычитающего счетчика 7 импульсов.Преобразователь по первому варианту работает следующим образом.В момент поступления очередного импульса на шину 10 выходной частоты делители 1, 5 и 6 частоты устанавливаются в ноль, в счетчик по шинам 12 записывается начальное число, например 2000, в регистр 4 и счетчик 3 записывается код единицы,Длительность указанных операций, выполняемых одновременно, не превышает периода опорной частоты, после чего начинается очередной цикл формирования периода выходной частоты: на первом шаге Д 1 суммарный коэффициент делителей 5 и 6 частоты равен единице и код в вычитающем счетчике 7 импульсов понижается с 2000 до 1000. На втором шаге д с выхода делителя 1 частоты поступает импульс, переписывающий код еди ницы иэ реверсивного счетчика 3 импульсов в регистр 4 и добавляющий в счетчик 3 единицу, в результате чего суммарный коэффициент деления делителей 5 и 6 становится равным (и)п=п 2-п=2 -2=2, где п - номергшага, и код в счетчике 7 уменьшается на втором шаге до 5000. Процесс уменьшения кода в счетчике 7 продолжается до тех пор, пока он не станет равным коду частоты, установленному на вторых входах блока 8 совпадения кодов. В этот момент времени на выход блока 8 поступает импульс, которым завершается формирование очередного периода выходной частоты и узлы устройства устанавливаются, как описано, в исходное положение. Изменение кода в счетчике 7 связано с изменением параметров узлов устройства и текущим временем, отсчитываемым от начала очередного периода следующим образом: Я, 0 1 2 3 йИ, 1000 500 166 126М 2000 1000 500 333 250К 2 -2 3 -3 4 -4 5 -55-61 2 3 4 5 где И 5 - число в счетчике 3; йИ изменение кода в счетчике 7; И -1 - текущее значение числа в счетчике 7;1 ОК 5- суммарный коэффициент деления делителей 5 и 6; Т; - текущеевремя от начала очередного периода.Из примера видно, что в момент равенства числа в счетчике 7 заданномуна шинах 11 коду частоты на шину 10выходной частоты поступает импульс спериодом, соответствующим заданнойчастоте.При изменении кода преобразуемой 20частоты изменение формируемого периодапроисходит немедленно,т.е, устройствообладает хорошими динамическимисвойствами, что позволяет выполнитьего в виде законченного функционального модуля (например, в стандартеКАМАК или ГСП), сопрягаемого с любымустройством цифровой автоматики.В первом варианте погрешностьпреобразователя меньше в области малых значений частоты, При необходимости формирования высоких значенийчастоты предпочтительно использовать преобразователь по второму варианту, так как в первом случае уз лы ломаной, реализуемой устройством,распопагаются с равным по величинешагом по времени, а во втором варианте - с равным по величине шагомпо частоте.Преобразователь по второму варианту работает следующим образом,В момент поступления очередногоимпульса на выходную шину 10 делители 1, 5 и 6 устанавливаются в ноль, 45 в счетчик 7 по шинам 12 записывается начальное число, например,1100 Гц, в регистр 4 - единица, всчетчик 3 - также число 10. Длительность одновременно, выполняемых 50 операций не превышает периода опорной частоты, после чего начинаетсяформирование очередного периода выходной частоты, на первом шаге коэффицйент деления делителей 5 и 6 равен 55 десяти и за время 1000 мкс (приопорной частоте 10 Гц) код в счетчике 7 уменьшается до 1000 Гц, ана выход делителя 1 поступает один "1084982 8в счетчике 7 уменьшится на 100 Гц за время 111 мкс, т.е. для текущего значения времени 1111 мкс соответствует код 900 Гц в счетчике 7, Изменение кода в счетчикесвязано с параметрами узлов и текущим временем, отсчитывающим от начала очередного периода, следующим образом: 90500 600 700 800 900 И 1100 1000 8-8100 6-6100 г100 9-9 100 10-10 15-6 10 100 1666 2000 1000 1430 1250 0 1111 Теперь допустим, что задан код выходной частоты 500 Гц. Результат интегрирования сравнивается с заданным кодом в момент времени, отстоящий от начала формируемого периода на 2000 мкс, а благодаря расположению изломов с шагом Г погрешность в области малых значений периода мала. импульс, по которому в регистрзаписывается число 10 из счетчика 3, после этого содержимое счетчика 3 уменьшается на единицу. Навтором шаге коэффициент передачиделителей 5 и 6 равен в результате чего код Технико-экономический эффект предлагаемого преобразователя кодав частоту повторения импульсов поУобоим вариантам заключается в повышении быстродействия и улучшении динамических характеристик по сравнению с известными устройствами, чтоделает предпочтительным его использование в устройствах цифровой автоматики и измерительной техники, вчастности в программно-управляемомгенераторе тестовых сигналов дляавтоматизации контроля специализированной АСУТП.1084982 Составитель В, Воитоведактор Н. Бобкова Техред М.Кузьма ректор А. Фере исное аз 203 36 лиал ППППатент , г. Ужгород, ул. Проектна 5/53 ТираВНИИПИ ГосУдаРспо делам изоб13035, Москва, Ж венного комитета СССРетений и открытий 35, Раушская наб., д