Преобразователь частота-код

( 9) (И) 4(5 Н 03 М 5 10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАЫ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИй ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,ф еля частоты импульсов, второй трех входовый ключ, второй и третий двухвходовые ключи, цифровой компаратор,первый и второй элементы задержки,вход первого элемента задержки подключен к выходу формирователя импульсов, а выход в , к входу второгоэлемента задержки, второму. входусчетчика и первому входу первоготрехвходового ключа, а выход второго элемента задержки подключен кпервому входу второго двухвходового Преобразовател а ю щ и й с яненциальный ген ключа, второй вход которого подклюатор ержит К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский ордена Ленина иордена Октябрьской Революции энергетический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССРФ 358780, кл, Н 03 К 13/20,9,4.71.2, Авторское свидетельство СССРВ 370537, кл. С О К 23/10,16,11,70 (прототип) .. частоты, первый двухвходовый ключ,два экспоненциальных генератора,первый трехвходовый ключ, счетчик иформирователь импульсов, вход кото: рого соединен с входом преобразова-.теля, а выход - с первым входомсчетчика и первым входоМ первогодвухвходового ключа, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повьппения функциональной надежности иточности, в него введены три делит чен к выходу первого делителя час" тоты, а выход - к третьему входу счетчика, выход которого подключен к первому входу первого экспоненциального генератора, второй вход которого подключен к выходу первого трехвходового ключа, второй вход которого соединен с выходом второго делителя частоты, вход которого объединен с входами первого и третьего делителей частоты и подключен к выходу генератора опорной частоты, первый вход второго экспоненциального генератора подключен к выходу первого двухвходового ключа, а выходк первому входу третьего двухвхоФ дового ключа, выход которого соединен с выходом преобразователя, первый вход цифрового компаратора соединен с шиной постоянной величины, второй вход подключен к выходу первого экспоненциального генератора,а выход- квторому входутретьего двухвходовогоключа, к третьему входу первого трехвходового ключа и первому входу второго трехвходового ключа, второй вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, третий вход - к выходу третьего делителя частоты, а выходк второму входу второго экспоненциального генератора, третий вход которого и третий вход первого экспоненциального генератора подключены к выходу формирователя импульсов, второй вход первого двухвходовогс ключа соединен с шиной максимальной величины,2, ь по и, 1 о тлич тем, что каждый"вычитающий счетчик и управляемыйделитель частоты, первый вход которого подключен к второму входу экспоненциального генератора, второйк третьему входу экспоненциальногогенератора, а третий - к выходу 1164889экспоненциального генератора и выходу вычитающего счетчика, первый вход которого подключен к первому входу экспоненциального генератора, а второй вход - к выходу управляемого делителя частоты.1Изобретение относится к вычис"лительной технике и может быть использовано в качестве входного преобразователя информации, задаваемойпотоком импульсов низкой или инфранизкой частоты, а также составнойчастью частотно-импульсных вычислительных устройств для информационно-измерительных систем, работающих с частотными датчиками,Известен преобразователь частотакод, содержащий генератор опорных.частот, блок управления, счетчики,систему ключей, схемы сборки, осуществляющий гиперболическое преобра 1зование х = с использованиемУэкспоненциальной аппроксимации 11,Недостатками преобразователяявляются узкий диапазон преобразования .и невысокая точность.Наиболее близким.к предлагаемому по технической сущности является цифровой частотомер, содержащий генератор опорной частоты, первый двухвходовый ключ, два экспоненциальных генератора, первый трехвходовый ключ, счетчик и формирователь импульсов, вход которого соединен с входом преобразователя, а выход - с входом счетчика и первым входом ,первого двухвходового ключа, выход генератора опорной частоты соединен ,с вторым входом первого двухвходово" го ключа, а его выход соединен с первым входом экспоненциального гене ратора, информационный вход которого соединен с шиной постоянной величины первый выход экспоненциального генератора подключен к первому входу первого трехвходового ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом экспоненциального генератора, информационные выходы счетчика соеди иены с соответствующими. входамивторого экспоненциального генератора,выход которого соединен с третьимвходом первого трехвходового ключа,5 а его выход соединен с объединенными управляющими входами первогои второго экспоненциального генераторов, информационный вход второгоэкспоненциального генератора соеди 10 нен с шиной максимальной величиныГ 27Недостатками данного устройстваявляются невысокая надежность ималая точность преобразования,Цель изобретения - повышениефункциональной надежности и точности,Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь частота 20 код, содержащий генератор опорнойчастоты, первый двухвходовый ключ,два экспоненциальных генератора,первый трехвходовый ключ, счетчики формирователь импульсов, входкоторого соединен с входом преобразователя, а выход - с первым входом счетчика и первым входом первогодвухвходового ключа, введены триделителя частоты импульсов, второйЗ 0 трехвходовый ключ, второй и третийдвухвходовые ключи, цифровой компаратор, первый и второй элементызадержки, вход первого элемента за-держки подключен к выходу формиро 35 вателя импульсов, а выход - к входувторого элемента задержки, второмувходу счетчика и первому входупервого трехвходового ключа, а выход второго элемента задержки под 40 ключен к первому входу второго двухвходового ключа, второй вход которого подключен к выходу первого делителя частоты, а выход - к третьемувходу счетчика, выход которого1 164подключен к первому входу первогоэкспоненциального генератора, второй вход которого подключен к выходу первого трехвходового ключа,второй вход которого соединен с5выходом второго делителя частоты,вход которого объединен с входамипервого и третьего делителей частоты и подключен к выходу генератораопорной частоты, первый вход второго экспоненциального генератораподключен к выходу первого двухвходового ключа, а выход - к первомувходу третьего двухвходового ключа,выход которого соединен с выходомпреобразователя, первый вход цифрово.го компаратора соединен с шинойпостоянной величины, второй входподключен к выходу первого экспоненциального генератора, а выход -к второму входу третьего двухвходового ключа, к третьему входу первого трехвхрдового ключа и первомувходу второго трехвходового ключа,второй вход которого подключен квыходу первого элемента задержки,третий вход - к выходу третьегоделителя частоты, а выход - к второму входу второго экспоненциальногогенератора, третий вход которогоитретий входпервого экспоненциального .генератора подключены к выходу формирователя импульсов, второй входпервого двухвходового ключа соединен с шиной максимальной величины,35Каждый экспоненциальный генераторсодержит вычитающий счетчик и управляемый делитель частоты, первыйвход которого подключен к второмувходу экспоненциального генератора,второй - к третьему входу экспонен"циального генератора, а третий -к выходу экспоненциального генератора и выходу вычитающего счетчика, первый вход которого подключенк первому входу экспоненциальногогенератора, а второй вход - к вы,ходу управляемого делителя частоты,На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 временная диаграмма, иллюстрирующаяработу второго такта преобразователя; на фиг. 3 - времяимпульсная диаграмма, иллюстрирующая работуустройства,55Преобразователь частота-код состоит из генератора 1 опорной часто ты, трех делителей 2 - 4 частоты,889 4двух цифровых экспоненциальных генераторов 5 и 6, двух трехвходовых ключей 7 и 8, трех двухвходовых ключей 9 - 11, счетчика 12, цифро" вого компаратора 13, двух элементов 14 и 15 задержки, формирователя 16 импульсов, выход которого подключен к первому входу счетчика 12, первому входу ключа 9 и входу первого элемента 14 задержки, выход которого соединен с входом второго элемента 15 задержки, с вторым входом счетчика 12 и первым входом ключа 7, а выход второго элемента 15 задержки соединен с первым входом ключа 10, второй вход которого подключен к выходу делителя, 2 частоты, а выход - к третьему входу счетчика 12, выход которого подключен к первому входу цифрового экспоненциального генератора 5, второй вход которого подключен к выходу ключа 7, второй вход которого подключен к выходу делителя 3 частоты, вход которого подключен к выходу генератора 1 опорной частоты и входам делителей 2 и 4 частоты, первый вход экспоненциального генератора 6 подключен к выходу ключа 9, а выход - к первому входу ключа 11. Второй вход цифрового компаратора 13 подключен к выходу цифрового экспоненциального генератора 5, а выход - к второму входу ключа 11 и к третьему входу ключа 7 и первому входу ключа 8, второй вход которого подключен к выходу первого элемента 14 задержки, третий вход - к выходу делителя 4 частоты, а выход - .к второму входу цифрового экспоненциального генератора 6, третий вход которого также как и третий вход первого цифрового .экспоненциального генератора 6 подключен к выходу формирователя 16.Цифровые экспоненциальные генераторы 5 и 6 построены на основе цифровых интеграторов, замкнутых на себя, например цифровых интеграторов последовательного типа на двоичных умножнтелях, и содержат в этом случае вычитающие счетчики 17 и 18 и управляемые детали 19 и 20 частоты, первые входы которых подключены к вторым, а вторые - к третьим входам цифровых экспоненциальных генераторов 5 и 6, а третьи - к выходам этих генераторов и к выходам вычи5 10 15 20 25 5 11 тающих счетчиков 17 и 18 соответственно, первые входы которых под-. ключены к соответствующим первым вхоцам генераторов 5 и б, а вторыек выходам соответствующих .Управляемых делителей 19 и 20 частоты импульсов.Вход формирователя 16 является входом 21 формирователя 16 и всего устройства. Первый вход цифрового компаратора 13 является входом 22 постоянной величины И , Второй вход ключа 9 является входом 23 величины, пропорциональной максимальной величине входной частоты И ,. Выход ключа 11 является выходом 24 устройства.Устройство функционирует сле" дующим образом.Получение величины И, пропорциональной частоте входйого импульсного потока, осуществляется за два такта. В.первом такте вычисляется величина, пропорциональная периоду входного импульсного потока И , путем подсчета импульсов, калиброван ной частоты, заполняющих периоды ,между двумя соседними импульсами, Во втором такте происходит гиперболическое преобразование величины Ив величину И.На фиг. 2 представлена временнаядиаграмма, иллюстрирующая работу второго такта преобразователя.Устройство состоит из двух частей. Первая часть осуществляет преобразования первого такта, вторая часть параллельно с первой осуществляет преобразование второго такта, притом за время всегда меньшее периода входного импульсногопотока. На фиг. 3 представлена импульсно- временная диаграмма, иллюстрирующая работу устройства, Импульсы входного потдка с частотой Р поступают на вход 21 формирователя 16. По сигналу с выхода формирователя 16 величина (фиг. За), пропорциональная максимальному значению входной частоты И, 1 череэ ключ 9 заносится в счетчик 18, а содержимое счет,чика 12 переносится в счетчик 17. ,Далее задержанный элементом 14 задержки импульс (фиг. Зб) обнуляет счетчик 12 и подключает входы управляемых делителей 19 н 20 частоты че рез соответствующие ключи 7 и 864889 6 и делители 3 и 4 частоты импульсовк выходу генератора 1 и запускаетцифровые экспоненциальные генераторы 5 и 6 (момент времени). Импульсс выхода элемента 15 задержки(фиг. Зв)подключает через ключ 1 О иделитель 2 частоты генератор 1 квходу счетчика 12, который продолжает счет до прихода следующего вход"ного импульса (фиг. 3 г,д,е). На ефиг. 3 графики до момента времени Т показаны в увеличенном масштабе,а после Г - в уменьшенном. В это время цифровой экспоненциальный генератор 5 продолжает работать до тех пор, пока содержимое счетчика 17 Ит; не сравняется с ве личиной И, (см. фиг, 2 и 3 момент времени). При этом цифровой ком" паратор 13 вырабатывает сигнал, который закрывает ключи 7 и 8, открывает ключ 11 и прекращает работу цифровых экспоненциальных генераторов 5 и 6, содержимое счетчика 18 при этом изменилось с величины И искомой величины И (фиг. Зж), которая через ключ 11 поступает на выход устройства 30С приходом следующего входногоимпульса все происходит сначалаПеред началом работы преобразователя необходимо обнулить счетчик 12,тогда с приходом первого импульса 35в счетчик 17 запишется ноль(фиг, Зз),компаратор 13 до прихода второго .. входного импульса не сработает, ключ11 не откроется и сбоя на выходе 40не произойдет. Частота заполнениясчетчика 12 и питания управляемыхдеталей 19 и 20 частоты, т.е. выходная частота импульсного потока навыходе генератора 1 (фиг. Зи,к,л) 45и коэффициенты делителей 2 - 4 частоты импульсов выбираются из условияточности, диапазона представлениявыходной величины И и необходимости заканчивать определение величиныБ до прихода. следующего входногоимпульса.Введение в устройство трех делителей частоты импульсов, второготрехвходового ключа, двух двухвходовых ключей,. циФрового компаратора,55 блока управления, а также новыхмежблочных связей повышает его на"дежность, обусловленную тем, что винтервале между входными импульсами7 1164889 8цифровой компаратор блокирует выход увеличением разрядности зкспоненциустройства и не допускает его сбоя. альных генераторов, обусловленной . Увеличение точности достигается . их конструкпией.164889 Составитель Б,ХодовКиштулинец ТехредЛ.Иартяшова Корректор Е. Сирохман Ред сное тент",оектна жгород, ул 4199/55 ВНИИПИ до 33035, И1 осуда лами ква,Тираж 872 Поственного комитета СССРъобретений и открытий