Преобразователь частота код

СОЮЗ СОВЕТСОЦИАЛ ИСТИЧРЕСПУБЛИК ихСКИХ 64 1)4 НОЗМ(нс 2038 Ай4=Л " 7;," ц-. р Е.Г." ЕТЕН ТЕЛЬСТ инсти тут(54) ПР осится квычисможет быть испо тотно-импульснь йств для информ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО.ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ.вычислительных устр 2ционно-измерительных систем. Иэобре тение позволяет повысить быстродейс вне устройства за счет того, что в устройство, содержащее формировател 1,два элемента 2 и 3 задержки, три ключа 6-8, счетчик 9, два блока 10 и,.1.1 ключей, два цифровых экспоиенциальных генератора 2 и 13, генератор 14 опорной частоты, блок 15 делителей и компаратор 16, введены блок 17 масштабирования, а также блок 18 управления, регистр 19 и два элемента 4 и 5 задержки. ВведениеЭ этих блоков поэволнлб сократить время преобразования, что, в свою очередь, позволяет расширить диапа" зон частот входного сигнала. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.30 3 1511864Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве входного преобразователя информации, задаваемогопотоком. импульсов низкой или инфранизкой частоты, а также составнойчасти частотно-импульсных вычислительных устройств для информационноизмерительных систем, работающих счастотными датчиками.Цель изобретения - повышениебыстродействия преобразования.На Фиг.1 представлена структурная схема устройства; на Фиг,2 - варианты схемы блока масштабирования;на фиг.3 - временная диаграмма, иллюстрирующая работу второго тактапреобразователя,Устройство содержит Формирователь 201, элементы 2-5 задержки, ключи 6-8,счетчик 9, блоки 1 О и 1 ключей,цифровые зкспоненциальные генераторы 12 и 13, генератор 4 опорнойчастоты (ГОЧ), блок 15 делителей, 25цифровой компаратор 16, блок 17масштабирования, блок 18 управленияи регистр 19, а также входную и выходную шины 20 и 21 соответственно ишину 22 задания кода максимапьнойвеличины М .Блок 17 масштабирования (Фиг.2)выполнен на регистре 23, дешифраторе24 и элементе 25 управленияПо варианту, представленному нафиг.2 а, первый и второй выходы элемента 25 управления подключены к первому и второму входам регистра 23,причем последний является вторым выходом блока, первый и второй входы 40элемента 25 управления являются первым и третьим входами блока соответственно, первый и второй входы дешифратора являются соответственновторым и четвертым входами блока, 45выход дешифратора 24 подключен ктретьему входу элемента 25 управления и является первым выходом блока,группа входов дешифратора 24 объединена с группой входов регистра 23 иявляется группой входов блока, выхо-ды регистра 23 являются первой группой выходов блока, а вторая группавыходов блока является шиной задания кода постоянной величины Ио.55По вар ианту, предст авленному наФиг.2 б, в блоке 17 масштабированияпервый выход элемента управления 25подключен к первому входу регистра23, второй вход объединен с первым входом дешифратора 24 и является четвертым входом блока, второй вход, дешифратора 24 является вторым входом блока, первый и второй входы элемента 25 управления являются первым и третьим входами блока соответственно, выход дешифратора 24 подключен к третьему входу элемента 25 управления и является первым выходом блока, группа входов дешифратора 24 является группой входов и первой группой выходов блока, группа входов регистра 23 является шиной задания кода постоянной величины И а выходы являются второй группой выходов блока, второй выход .элемента 25 управления является вторым выходом блока.Устройство представляет собой двухтактный преобразователь калиброванного периода определяемой частоты и функционирует следующим образом.В первом такте определяется величина Ит, пропорциональная периоду Т входного импульсного потока путем подсчета импульсов калиброванной частоты, заполняющих период между двумя соседними входными импульсами. В 9 втором такте происходит гиперболичес" кое преобразование величины Ит в искомую величину Ю , пропорциональную входной частоте (Фиг.3 ). В зависимости от варианта выполнения блока масштабирования указанное .преобразование может выполняться двумя альтернативными способами, При этом полага" ется, что величина И представляется числом разрядов р, превышающим некоторое значение и (р = и + г).Тогда в соответствии с Фиг.2 а, во втором такте происходит сначала масштабное преобразование величины М . в величину В = И2 ", затемтх Хэкспоненциальное интерполирование величины Й Т до величины Ю, и одновременное экспоненциальное,интерполирование, величины Ч, до величины 11 (момент времени С на фиг.3) с последующим обратным масштабным преобразованием величины Й в иско"хмую величину И И 2 .В соответствии с Фиг.2 б во втором. такте происходит сначала масштабное преобразование величины Я до величины Ч,Я - 2 , потом экспоненциальное интерполирование величины Иа до величины Я, и одновременно экспоненциальное интерполирование величи40 5 151186 ны Идо величины 1, как и вЕ макс Ск 1предыдущем случае, с последующим масштабным преобразованием величины Й в искомую величину 1 ч.л ХМомент времени йо показывает время преобразования второго такта прототипа.Устройство (фиг.1) состоит условно из двух частей, Первая часть осу- О ществляет преобразование первого такта, вторая часть параллельно с первой осуществляет преобразование второго такта, относящееся к предыдущему периоду, притом за время, всегда меньшее периода входного импульсного потока.Положим, что счетчик 9, в котором образуется И, имеет р = и + г разрядов, экспоненциальный генератор 20 13 - ш-разрядный, а блок 1 выполнен по первому варианту (фиг,2 а). Импульсы входного потока с частотой Гпоступают на входную шину 20 формирователя 1, который вырабатывает 25 сигналпо кот орому Величина 1ас макс 1 пропорциональная максимальному зна.чению рабочего диапазона частоты Р, через блок О ключей заносится в качестве начального значения в экспоненциальный генератор 13, содержимое счетчика 9 по группе входов переносится в. блок 17, при этом г старших разрядов попадает в дешифратор 24, а все число - в р-разрядный ре 35 гистр 23, а также происходит уста.новка начальных соответствующих фаэ экспоненциальных генераторов 12 и 13. Дешифратор 24 выполняет роль устройства, известного в цифровой вычислительной технике под названием "схемы поиска старшей единищ". Задержанжй импульс с выхода элемента 2 обнуляет счетчик 9 и передает код, определякщий порядковый номер г старшего значащего разряда, в элемент 25 управления и по первому выходу в блок 18 управления. Импульс с восхода элемента 3 подключает ключ 6 к блоку 15 делителей, и счетчик 9 начинает счет калиброванных импуль" сов частоты у до прихода следующего входного импульса частоты Р . Одновременно с этим этот же импульс с выхода элемента 3 по третьему входу инициализирует работу блока 18 управления, который, используя импульсы с выхода ГОЧ 14, поступающие на первый вход блока 17, сдвига 4 бет содержимое регистра 23 в сторону младших разрядов на г разрядов. По окончании сдвига элемент 25 дает команду на перенос и разрядов регистра 23 (величину Г ) по первой1группе выходов на группу входов экспоненциального генератора 12, а также по второму выходу блока 17 через элемент 4 задержки подключает тактовые входы экспоненциальных генераторов 12 и 13 через ключи 7 и 8 к соответствувцим выходам блока 15 делителей.Экспоненциальные генераторы 12 и 13 работают до тех пор, пока код; на группе выходов экспоненциального генератора 12 не сравняется с величиной И . При этом цифровой компара тор вырабатывает сигнал, который закрывает ключи 7 и 8, прекращая работу экспоненциальных генераторов 12 и 13, переносит содержимое выходного кода экспоненциального генератора 13 в регистр 19 и через элемент 5 задержки инициализирует работу блока 18 управления, который, используя импульсы с ГОЧ, поступающие на его второй вход, сдвигает содержимое регистра 19 в сторону младших разрядов на г разрядов, По окончании сдвига блок 18 управления дает команду на перенос искомой величины Б через блок 1 ключей на выходлустройства.Рассмотрим отличие работы устройства, если блок 17 выполнен ио второму варианту (Фиг.2 б). Импульс с выхода формирователя 1 переносит содержимое счетчика 9 через первую группу выходов блока 17 на группу входов экспоненциального генератора 12, а в регистр 23 заносится код Ис,. Элемент 25 управления сдвигает код в регистре 23 в сторону старших разрядов на г разрядов. Пифровой компаратор 16 фиксирует сравнение выходного кода экспоненциального генератора 12 с величиной Я. В остальном работа устройства аналогична описан" ной.С приходом следующего входного импульса все происходит сначала. Естественно, если содержимое счетчика 9 не превышает п разрядов, сдви-,. гов регистров 23 и 19 не происходит, Перед началом работы преобразователя необходимо обнулить счетчик 9, тогда с приходом самого первого вход 151186 чного импульса сбоя не происходит, Частота калиброванных импульсов заполнения счетчика 9, тактовые частотыи р экспоненциальных генераторов 12 и 13 (выходные частоты блока делителей 15), значения р, и и ш выбираются иэ условия требуемой точности, диапазона представления выходного кода и условия необходимости заканчивать преобразование до прихода следующего входного импульса.Работа устройства описывается системой уравнений:20 Б И =М Я аМ Смкн т макс макс тмин сопв 1. 1. Преобразователь частота - код, содержащий последовательно соединенные формирователь; первый и второй элементы задержки, первый ключ и счетчик, второй вход которого объединен с управляющим входом первого блока ключей и первыми входами первого и второго экспоненциапьных генераторов и подключен к выходу Формирователя, третий вход счетчика подключен к выходу первого. элемента задержки, Вход35 формирователя является входной шиной устройства; генератор опорной частоты, выход которого подключен к входу блока делителей, первый, второй и третий выходы которого подключены к информационным входам первого, второго и третьего ключей соответственно, первые управляющие входы второго и третьего ключей объединены и подключены к выходу цифрового компаратора, первая группа входов которого подключена к соответствующим выходам первого экспоненциального генера" тора, вторые входы первого и второго экспоненциальных генераторов подклю 50 чены к выходам второго и третьего .ключей соответственно, группавходов второго экспоненциального генератора подключена к соответствую 55 щим выходам первого блока ключей, информационные входы которого являются шиной задания максимальной величины; второй блок ключей, выходы коформул а изобретения25 торого являются выходной шиной устройства, вторые управляющие входывторого и третьего ключей объединены, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения быстродействия, введены блок масштабирования;третий и четвертый элементы задержки, блок управления и регистр, первый управляющий вход которого подключен к выХоду циФрового компаратора,выход которого через третий элементзадержки подключен к первому входублока управления, первый выход которого подключен к управляющему входувторого блока ключей, информационные входы которого подключены к соответствующим выходам регистра, информационные входы которого подключенык соответствующим выходам второгоэкспоненциального генератора, а второй управляющий вход подключен к второму выходу блока управления, второйи третий входы которого подключенык генератору опорной частоты и первому выходу блока масштабирования соответственно, второй выход последнегоиз которых через четвертый элементзадержки подключен к второму управляющему входу второго ключа, первыйвторой, третий и четвертый входы бло"ка масштабирования подключены к выходам генератора опорной частоты, пер-.вого и второго элемента задержки,формирователя соответственно, .группа входов подключена к соответствующиь. выходам счетчика, а первая и вторая группы выходов соответственноподключены к группе входов первого .экспоненциального генератора и второй группе входов цифрового компаратора соответственно,2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блокмасштабирования выполнен на регистре;дешифраторе и элементе управления,.первый и второй выходы которого подключены к первому и второму управляющим входам регистра, причем последний является вторым выходом блока;первый и второй входы элемента управ"ления являются первым и третьимвходами блока соответственно; первыйи второй входы дешифратора являютсясоответственно вторым и четвертымвходами блока; выход дешифратора подключен к третьему входу элемента управления и является первым выходомблока; группа входов дешифратора915 .объединена с информационными входами регистра и является группой входов блока; выходы регистра являются первой группой выходов блока, а вторая группа выходов блока является шиной задания кода постоянной величины.3. Преобразователь по и. 1, о т.л и ч а ю щ и й с я тем, что блок масштабирования выполнен на регистре, дешифраторе и элементе управления, первый выход которого подключен к первому управляющему входу регистра, . второй управляющий вход которого объединен с первым входом дешифратора и является четвертым входом блока,11864 10второй вход дешифратора является вторым входом блока, первый и второй входы элемента управления являются первым и третьим входами блока соответственно; выход дешифратора подключен ктретьему входу элемента управления иявляется первым выходом блока, группа входов дешифратора является груп пой входов и первой группой выходовблока, информационные входы регистраявляются шиной задания кода постоянной величины, а выходы являются .второй группой выходов блока, второй 15 выход элемента управления являетсяф вторым выходом блока,15 18 б 4 Корректор Э. Лончако упк едакто 11/57 Тираж 884 одписно зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина ЗакаВНИИПИ осударственног113035 Составитель В, ГейнриТехред Л.Сердюкова омитета ло изобретениям н открытиям при ГКНТ СССРМосква, Ж, Рауаская наб., д, 4/5ЮЮ