Преобразователь частота-код

(19) (111 51)4 НОЭМ 60 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1112551, кл.Н 03 М 1/60, 1984.Авторское свидетельство СССРВ 1251329, кл. Н 03 М 1/60,30.2.84.(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах связи вычислительныхмашин с объектами управления. Цельюизобретения является расширениефункциональных возможностей преобразователя за счет дополнительногопреобразования в код суммы и разности частот и суммы и разности скоростей их изменения. Работа преобразователя осуществляется в четырех режимах: в первом режиме частоты с пер330760 ВОЙ И ВтОтой ВХОдцЬГ 5 Х и 56 57 Стдцовременцо преобразуются в коды навыходных шинах 62, 63; во втором режиме н код преобразуя тт я т умма иразность частт сцгцалоя ца шинах56; 57; в третьем режим" . существляется одновременное нр;ь;бра тонацие вкод скоростей изменения частот, а вчетвертом режиме - суммы и разностискоростей изменения частот. В каждомрежиме преобразовация начальныйсброс осуществляется сигналом нашине 61 "Сброс", обнулякятим реверсивцые счетчики 20 и 21 и триггеры Изобретение относится к импульсной тс хнцке и может быть исгользоватто Н Г 55 стЕМНХ СВяэи ВЫЧИСЛИтЕЛЬНЬГХ аи с обтьсктами у 15 рав 15 ения, в сц.темах с.габллизацгц частоты и скорос - Ь ти 5 змецецит астоты для обработки СНГНаЛОВ О 1 ЧНСтО ЦЫХ ДаттИКОВ,1 ель изобретения - расширение функциональных возможностей преобраас нателя эа счет цоОлИтельногонреобрззования в код суммы и разности частот и суммы ц разности скоростт-й их изменения,51 а чертеже йреттс твле.5 а сРуктутрт; нлч э.1 ек т)итлескетз Гхе 5 Г т 5 пе Образо во ел 5,1 ттеттб 15 аэоцтсттг .:,тт.:тс 1 код содержит генератор. кто 1,5 х импульСОВ РЗГП)ЕДАт "1"ЛЬ ИМПУЛЬСОВ СИНихрани л а торы 3-10,: и ттин 11- 16 з адержки, триггеры 17-19 Режима, реверсивные счетчики 20 и 21 импульсов, коммутаторь 22 и 23, элементы И 24-43,элементы ИЛ 44-55, входные шины 56и 57, шины 58-60 режима сответственно пины "Сумма и Разность частот", "Скорость измененя частот и"Сумма и разность скоростей изменения частот"), шину 61 "Сброс" и выбходцые шины 62 и 63,Распределитель 2 импульсов форми-.рует сдвинутые во времени периодические импульсные последовательностидля обеспечения работь синхронизаторов 3-10 и коммутаторов 22 и 23,Распределитель 2 может быть реалцзо 17, .Я иРежима 5 имеющим длитель 1 тт т 1 тность, большую времени задержки в ттини х задержки 11,12,13,14, 5 и 16, 8 т,5 хст.5 н, коды часот формируются на рсверсив 5 ых счетчиках 2 Г) ц 21 и поступают на вьходные шины ерез кому,1 т 1 рк 22 и 23, Уцранление формируемы."ч геерагорам 1 тактовых импульт.он и распределитс 1 ем 2 импульса ттатт Ным 1 последовательцостями осуществляется с помощью восьми синхронизаторов 3-10, три героя 17,18 и 19, двенадцати элемс нтов . 44-55 и двадцати элементов 11 24-43, 1 ил,нан цо известным Гхе.51 т. Сицхроцизаторы 3-10 осуществпяют врсмт 5 тную привязку входных цмнулт Гон к тактовым ц могут быть ре .цз тт:ттны по иэветтным схемам.Работа предлага;. : о Ро.1 Разова-., ЕЛЯ ОСУЩЕСтВЛ 55 Е т ЯН т,.РЕХ РЕжнмах, В первом режим;. ьтг ть Г первой и торой входных ш;ц 56 и 57 одновременно претэбр;. з,ю 5 н кодь на выходных шинах 62 ц 6 1;тором режиме осупеств.1 л тг 5;прем нное 51 Е 5 тб 1 зс зов Ние Б .;. т,ут 55 т 5 взнос; и т,.с отпог туНтт 1 т" т.1 цходт 5 ые ши 5 ь 56 и 57; н тр:. 5,;, . т ж,5 тме - Од;Отт еменное илег тт 1,1,т, и.: тт код оков 1:.Гз ей кз 55 еения ч1 ., 51.уцзющих53 5 т ХОДНЬЕ ШИНЫ )т 5;т . . ТЕ Ео ТОМ рожив - 0;1 новре 5 тснт;, т,т.т 11 разовацие в код суммы и Р,51 тт з ., Хоростей измене 5 пля частил, цосН;:. ЩИХ На входные шинь 56 и /,8 ;, тжцттм ретт 5;.5 рт;т;,т;тттания наттатьный сброс осущес в.5 Отея следУющим ОбРазом, 1 тта шинУ 61 "СбРос" подается Г,игнал уттацавливающий в нуленое положение с етчики 20 и 21 и грц геры 17 - 19 Рожиа, 11 ри этом дгц т ельногть сигнала т броса должна быть больше суматнт 55-Ре;Ни задержки в линиях 12 ц 13 задержки или н;1 ттт)1 ах 15 ц 16 эОжки ттля их П(оптОЙ РтиГТКИ,8 первом режи".5 е работа преобразователя начинается при отсутствии "игиалон ;правления на кятнах 58 5910 55 и 60 и при окончании сигнала сброса на шине 61. При этом первая частота входной шины 56 через синхронизатор 3 и элемент ИЛИ 44 поступает на суммирующий вход первого реверсивного счетчика 20 и через первую линию 11 задержки, синхронизатор 4 и элемент ИЛИ 45 - на его вычитающий вход. Одновременно вторая частота с входной шины 57 через синхронизатор 7 и элемент ИЛИ 54 поступает на суммирующий вход второго реверсивного счетчика 21 и через четвертую линию 14 задержки, синхронизатор 9 и элемент ИЛИ 55 - на его вычитающий вход. В данном режиме все элементы И закрыты, так как триггеры 17, 18 и 19 режима находятся в нулевом состоянии. Таким образом, счетчик 20 непрерывно отслеживает в коде значение первой частоты, а счетчик 21 непрерывно отслеживает в коде значение второй частоты. Считывание кода со счетчика 20 на выходную шину 62 осуществляется через коммутатор 22, а со счетчика 21 на выходную шину 63 через коммутатор 23 при поступлении на коммутаторы управляющего сигнала с девятого выхода распределителя 2.Во втором режиме после окончания сигнала сброса на шину 58 режима Сумма и разность час1тот подается сигнал, устанавливающий триггер 17 режима в единичное состояние. При этом от,"крываются элементы И 24,25,36 и 39. Остальные элементы И закрыты. В данном режиме на счетные входы счетчиков 20 и 21 поступают те же сигналы, что и в первом режиме, и добавляются следующие. Первая частота с входной шины 56 через синхронизатор 3, элемент И 39, элементы ИЛИ 52 и 55 поступает на вычитающий вход счетчика 21 и через линию 11 задержки, синхронизатор 4, элемент И 36, элементы ИЛИ 51 и 54 - на его суммирующий вход. Вторая частота с входной шины 57 через синхронизатор 7, элемент И 24, элементы ИЛИ 47 и 44 поступает на суммирующий вход счетчика 20 и через линию 14 задержки, синхронизатор 9, элемент И 25, элементы ИЛИ 48 и 45 - на его вычитающий вход. Таким образом, счетчик 20 непрерывно отслеживает в коде значение суммы частот, а счетчик 21 непрерыв 15 20 25 30 35 40 45 50 но отслеживает значение разностичастот, Считывание кода со счетчиков20 и 21 осуществляется с помощьюкоммутаторов 22 и 23 так же, как и впервом режиме,В третьем режиме после окончаниясигнала сброса на шину 59 режимаСкорость изменения частотн подается сигнал, устанавливающий триггер18 режима в единичное состояние. Приэтом открываются элементы И 26, 32,34 и 42, а остальные элементы И закрыты. В данном режиме на счетныевходы счетчиков 20 и 21 поступаютте же сигналы, что и в первом режиме, и добавляются следующие. Перваячастота с входной шины 56 через линию 12 задержки, синхронизатор 6,элемент И 32 и элементы ИЛИ 49 и 45поступает на вычитающий вход счетчика 20 и через линии 12 и 13 задержки,синхронизатор 5, элемент И 26 и элементы ИЛИ 46 и 44 - на его суммирующий вход. Вторая частота с входнойшины 57 через линию 16 задержки,синхронизатор 1 О, элемент И 42 иэлементы ИЛИ 53 и 55 поступает навычитающий вход счетчика 21 и черезлинии 16 и 15 задержки, синхронизатор 8, элемент И 34 и элементы ИЛИ50 и 54 - на его суммирующий вход,Таким образом, счетчик 20 непрерывноотслеживает в коде значение скоростиизменения первой частоты, а счетчик21 непрерывно отслеживает в кодезначение скорости изменения второйчастоты, Считывание кодов со счетчиков 20 и 21 осуществляется с помощьюкоммутаторов 22 и 23 так же, как впервом и втором режимах.В четвертом режиме после окончаниясигнала сброса на шину 60 режима11Сумма и разность скоростей изменения частот" подается сигнал, устанавливающий триггер 19 режима в единичное состояние, при этом открываются элементы И 27 - 31,33,35,37,38,40,41 и 43, а остальные элементы Изакрыты. В данном режиме на счетныевходы счетчиков 20 и 21 поступаютте же сигналы, что и первом режиме,и добавляются следующие. Первая частота с входной шины 56 через синхронизатор 3, элемент И 40, элементы ИЛИ 52 и 55 поступает на вычитающийвход счетчика 21, эта же частота через линию 11 задержки, синхронизатор .4, элемент И 37, элементы ИЛИ 51и 54 поступает на его суммирующийвход, эта же частота через линию 12задержки, синхронизатор 6, элементИ 33, элементы ИЛИ 49 и 45 поступаетна вычитающий вход счетчика 20 ипосле синхронизатора 6 через элементИ 38 и элемент ИЛИ 54 - на суммирующий вход счетчика 21, Эта же частотачерез линии 12 и 13 задержки, синхронизатор 5, элемент И 27, элементыИЛИ 46 и 44 поступает на суммирующийвход счетчика 20 и после синхронизатора 5, элемента И 41 и элементаИЛИ 55 поступает на вычитающий входсчетчика 21. Вторая частота с входной шины 57 через синхронизатор 7,элемент И 28, элементы ИЛИ 47 и 44поступает на суммирующий вход счетчика 20. Эта же частота через линию14 задержки, синхронизатор 10, элемент И 30 и элементы ИЛИ 48 и 45поступает на вычитающий вход счетчика 20. Эта же частота через линию16 задержки, синхронизатор 10, элемент И 31 и элемент ИЛИ 45 поступаетна вычитающий вход счетчика 20 ипосле синхронизатора 10, элементаИ 43, элементов ИЛИ 53 и 55 - навычитающий вход счетчика 21, Этачастота через линии 16 и 15 задержки, синхронизатор 8, элемент И 29,элемент ИЛИ 44 поступает на суммирующий вход счетчика 20 и после синхронизатора 8, элемента И 35, элементов ИЛИ 50 и 54 - на суммирующийвход счетчика 21. Таким образом,счетчик 20 непрерывно отслеживаетв коде сумму скоростеи изменениячастот, а счетчик 21 - одновременноразность скоростей изменения частот.Считывание кодов со счетчиков 20 и21 осуществляется с помощью коммутаторов 22 и 23 так же, как в первомвтором и в третьем режимах. В описываемом режиме преобразование в код суммы скоростей изменения частот осуществляется на первом реверсивном счетчике 20 за счет того, что он независимо вырабатывает значение скорости изменения первой частоты совместно с независимой выработкой значения скорости изменения второй частоты, так как на его суммирующий и вычитающий входы параллельно поступают импульсные последовательности, соответствующие значениям скоростей изменения первой и второй частот. Таким образом, на счетчике 20 осуществляется сложение скоростей изменения входных частот. Одновременно с этим в этом же режиме преобразование в код разности скоростей изменения частот осуществляется на втором реверсивном счетчике 21 эа счет того, что он независимо вырабатывает значение скорости изменения второй частоты совместно с независимой выработкой значения скорости изменения первой частоты со знаком "минус, так как соответствующие импульсные последовательностивторой частоты поступают на суммирующий вход счетчика 21, а первой частоты - на .его вычитающий вход и, наоборот, соответствующие импульсные последовательности второй частоты поступают на вычитающий вход счетчика 21, а первой частоты - на его суммирующий вход, поэтому на счетчике 21 непрерывно отслеживается значение разности скоростей изменения частот,Для того, чтобы синхронизаторы 3-10 не вносили существенных временных сдвигов и не влияли на точность преобразования, частота генератора 1 должна выбираться не менее чем в 9 раз больше (по числу выходов распределителя) максимальных значений входных частот.Таким образом, в предлагаемом преобразователе расширены функцио- . нальные возможности за счет введения режимов одновременного преобразования в код суммы и разности частот и преобразования в код суммы и разности скоростей изменения частот с выработкой знаков разностей, причем все режимы преобразования осуществляются непрерывно, что дает воэможность устранить времечную привязку моментов преобразования.Кроме того, в предлагаемом преобразователе эа счет того, что выходной код реверсивных счетчиков дополнительный модифицированный, есть возможность выявления переполнений счетчиков и определения знака разности частот и знака разности скоростей изменения частот, что можно испольэовать, например, в системах стабилизации частоты или стабилизации скорости изменения частоты. Формула изобретенияПреобразователь частота - код, содержащий генератор тактовых им 5 10 15 20 25 30 35 40 145 5055пульсон, ныход которого соединен свходом распределителя импульсов,первые четыре выхода которого соответственно соединены с первыми входами первого, второго, третьего ичетвертого синхронизаторов, а пятыйвыход соединен с управляющим входомпервого коммутатора, выходы которогоявляются соответствующими первымивыходными шинами, а информационныеВходы соответственно соединены с выходами первого реверсивного счетчика импульсов, вход сброса которогоявляется шиной "Сброс , а суммирующий и вычитающий входы соответственно соединены с выходами первого ивторого элементов ИЛИ, первые входькоторых соответственно подключены квыходам первого и второго синхронизаторов, второй вход второго из которых соединен с выходом первой линии задержки, вход которой объединен с вторым выходом первого сицхрозатора и входом второй линиизадержки и является первой входнойниной, а выход второй линии задержки сосдцсц с входом третьей лингпзадержки, и первый и второй элементы И, ерцые входы которых объединены ис)ц;:ючены к выходу первоготриггсра режима, первый вход которого 1 ется первой шиной режима,о т . н ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью ро-ширея функционалньх возможно 1 йреобразояателя за счетд )с)1 пг 1 ного преобразования Вкод сумин и разности частот и суммыи р )з),) тц скоростей их изменения,ц 21) ,ецы четвертая, пятая ише.га 1 гпнии задержки, пятый, шестой,седьмой и восьмой синхронизаторы,Второйтретий триггеры режима,реверсияцый счетчик импульсов, десятьэлементов ИЛИ, восемнадцать элементов И и н горой коммутатор, выходыкоторого являотся соответствующимивторым 1 выходными шинами, упраяляюций вхог гоединен с пятым выходомраспределения импульсов, а информациоцные входы соединены с соответствую:ми выходами второго реверсивного с 1 етчик;1 импульсоВ, ВхОд сброса которого объединен с первьми входами г;торого и третьего триггероврежим и вторым входом первого триггера режима и является шиной Сброс,а суммирун)щий и вычитающий входы соответстяепцо соединены с выходами одиннадцатого и двенадцатого элементов ИЛИ, первые входы которых соответственно подключены к выходамседьмого и девятого элементов ИЛИ,вторые входы - к выходам восьмого идевятого элементов ИЛИ, а третьивходы - к выходам пятнадцатого и восемнадцатого элементов И, первые 10 входы которых объединены с первымивходами четвертого, пятого, шестого,седьмого, восьмого, десятого, две.надцатого, четырнадцатого, семнадцатого и двадцатого элементов И 15 и подключены к выходу третьеготриггера режима, при этом первые входы третьего, девятого,одиннадцатого и девятнадцатого эле-ментов И объединены и подключены квыходу второго триггера режима,вторые, третьи и четвертые вход первого и второго элементов И)И соответственно соединены с вьх)дам 1третьего и шестого элсмцтоя Иг 1 И,четвертого и пятого эг 1 м цтоя 11. ишестого и восьмого элсмецтоя 11, вторые входы которых соотяетствгнообъединены с вторыми входами олцццадцатого и девятнадцатого 2 ементсн Ии соответственно годк 1 алены к 22.х )лаьЧшестого и восьмого ги .р цзат рчетвертые входы однца;), .., Надцатого эле.ентов ИИ го)гн тс гь ц,объединены с вторыми нхо;,1 перв.и второго элем о. 1 2 .ос.35яетственцо цодк:ючець ы )н ",ого ц седьмого сикрон поров.;,ы,третьего элемента 11, И г;, гогв:" исоединены с выходами.о ичетвертого элементов И, гг)ры. Вх)дыкоторых объедицень г и г оы:хо,восемнадцатОго э 21 с;ен , 1 ц о 1;.)НРцы к выходу третьего .Нгроц .;т ,входы четвертого и пятого элементс вИЛИ соответственно соедио ы г вьДами первого и пятого )днцто. 1выходами Второго и седьм 2) э 12) нтов И, входы шестого эсс. та 1.1 соответстненно соединенывы д,мц 50вторые входы которых о)ъ,2,212 еы с ято 12 ым входом пятнсдц,) о11 и Од.ю 1 ць ) выход) )1 осинхронизатора входы .:Д,)ого 21,:,всяоо элемен он 1.11 с 2.1. тн ннг., 55соединены с выход)мц од: -, дц "и двенадцатого элемснгс. 2,ггдами девятнадцатого и дн.дцгт , о элементов И, первые ях,2,.11:,. , 1330760 10 Составитель В.ВойтовТехред А.Кравчук Корректор М.Демчик Редактор М.Петрова Заказ 3593/57 Тираж 901 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная, 4 того и шестнадцатого элементов Иобъединены и подключены к выходу первого триггера режима, выходы тринадцатого и четырнадцатого элементов Исоответственно соединены с входамивосьмого элемента ИЛИ, а вторые входы объединены и подключены к выходувторого синхронизатора, входы девятого элемента ИЛИ соответственно 10соединены с выходами шестнадцатогои семнадцатого элементов И, вторыевходы которых объединены и подключены к выходу первого синхронизатора,причем вторые входы третьего и четвертого синхронизаторов соответственно соединены с выходами третьей ивторой линий задержки, шестой,седьмой, восьмой и девятый выходыраспределителя импульсов соединенысоответственно с первыми входамипятого, шестого, седьмого и восьмого синхронизаторов, второй вход шестого синхронизатора соединен с выходом пятой линии задержки, вход которой объединен с вторым входомвосьмого синхронизатора и подключенк выходу шестой линии задержки, второй вход седьмого синхронизаторасоединен с выходом четвертой линиизадержки, вход которой объединен свходом шестой линии задержки и вторым входом пятого синхронизатора иявляется второй входной шиной, вторыевходы второго и третьего триггероврежима являются соответственно второй и третьей шинами режима, а вторые входы первого, второго, одиннадцатого и девятнадцатого элементов Исоответственно объединены с вторыми,входами пятого, седьмого , двенадцатого и двадцатого элемен -тов И.,