Устройство для преобразования частоты в код

Союз СоветсникСоцнапнстнчеснннреспубпнн ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 938398(5)М. Кд, Н 03 К 13/20 Рыуйврстюный каннтет СВСР ае делам нзобретеннй н атсрьпнй(53) УДК 621.317. .77 (088.8) Дата опубликования описания 25.06.82.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫВ КОД 1Изобретение относится к цифровойэлектроизмерительной технике и можетбыть использовано в многоканальныхтелеметрических системах и системахавтоматического контроля для преобразования информации от датчиков, частота сигналов на выходе которых меняетсяв широком диапазоне.Известно устройство для преобразования частоты в код, которое содержит генератор эталонной частоты, счетчик импульсов эталонной частоты формирователь импульсов, счетчик импульсов измеряемой частоты, блок выходных ключей, дешифратор, шифратор, элементыИЛИ, триггеры и элементы И 11,Недостатками этого устройства являются низкое быстродействие при заданнойточности, а также ограниченность егоприменения. гоНаиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство для преобразования частоты в код,содержащее генератор импульсов эталон 2ной частоты, элементИ, два триггера, формирователь импульсов, счетчик импульсов эталонной часзоты, блок кйючей элемент ИЛИ, счетчик импульсов измеряемой частоты и блок автоматического масштабирования2 .Однако в устройстве время измереши определяется подсчетом числа импульсов эталонной частоты, при котором достигается требуемая точность. Счет числа импульсов эталонной частоты продолжается до целого числа периодов измеряемой частоты, кратного системе счисления, принятой в устройстве, при котором происходит окончание измерения, что снижаег быстродействие устройства. Цель изобретения - повышение быстродействия при обеспечении заданной точностиПоставленная цель достигается тем, что в устройстве для преобразования частоты в код, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, элемент И, счетчик импульсов эталонной частоты, два триггера блок ключей, формирователь импульсов, блок автоматического масштабирования, счетчик импульсов измеряемой частоты и элемент ИЛИ, 5 выход генератора импульсов эталонной частоты соединен с одним из входов элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, а выход - с входом счетчика импульсов эта-10 лонной частоты, выходы которого соединены с первой группой входов блока ключей, нулевой вход первого триггера соединен с нулевым входом второго триггера, выход которого соединен с одним из входов формирователя импульсов, второй вход которого является входом устройства, а выход - соединен с единичным входом первого триггера, первым входом блока автоматического масштабирования 20 и входом счетчика импульсов измеряемой частоты, выходы разрядов которого соединены с вторыми входами блока автоматического масштабирования, первые выходы которого соединены с второй группой входов блока ключей, третий вход блока автоматического масштабирования соединен с единичным входом второго триггера, который является управляющим входом устройства, введены третий триггер Зо и дополнительный блок автоматического масштабирования, первый вход которого соединен с выходом элемента И, вторые входы - с выходами счетчика импульсов эталонной частоты,.старший раз ряд которого подключен к четвертому входу блока автоматического масштабирования, третий вход дополнительного блока автоматического масштабирования соединен с единичным входом вто рого триггера, четвертый вход - с выходом старшего разряда счетчика импульсов измеряемой частоты, выходы разрядов которого .соединены с первой группой дополнительных, входов блока 45ключей, вторая группа дополнительных входов которого соединена с первыми выходами дополнительного блока автоматического масштабирования, второй выход которого подключен к первым50 входам элемента ИЛИ и третьего триггера, вторые входы которых подключены к второму выходу блока автоматического масштабирования, выход элемента ИЛИ соединен с нулевыми входами 55 первого и второго триггеров, управляющий вход блока ключей соединен с выходом третьего триггера. 8 4На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока автоматическогомасштабирования.Устройство содержит генератор 1 импульсов эталонной частоты, элемент 2 И,триггеры 3 и 4, формирователь 5 импульсов, счетчик 6 импульсов эталонной частоты, блок 7 ключей, элемент ИЛИ 8,счетчик 9 импульсов измеряемой частоты и блок 10 автоматического масштабирования. Его входы первый 11 и второй 12, .первый выход 13, третий вход14, четвертый вход 15, второй выход16, триггер 17, дополнительный блок18 автоматического масштабирования,его входы 19 - первый, 20 - второй,первый выход 21, третий вход 22, четвертый вход 23 и второй выход 24.Блок 10 автоматического масштабирования как и блок 18 может иметь,например, следующий состав: первый элемент И 25, элементы ИЛИ 26, триггеры 27, дешифратор 28, счетчик 29масштаба и второй элемент И 30. Приэтом вход 11 блока 10 соединен содним из входов элемента И 25, остальные входы которого соединены с выходами элементов ИЛИ 26, первые входыкоторых соединены с выходами триггеров 27, а вторые входы - с входами 12блока 10. Вход 14 блока 10 соединенс единичными входами триггеров 27,нулевые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора28. Входы дешифРатора 28 соединеныс выходами счетчика 29 масштаба и выходами 13 блока 10. Выход 16 блока10 соединен с выходом элемента.И 30,первый вход которого соединен с выходом элемента И 25 и входом счетчикамасштаба 29, а второй вход - с входом15 блока 10,Устройство работает следующим образом,На управляющий вход устройства поступает сигнал "Начало преобразования,По этому сигналу триггер 4 и триггеры27 блоков 10 и 18 устанавливаются всостояние "1". Потенциальный сигналс выхода триггера 4 дает разрешение напрохождение измеряемого сигнала черезформирователь 5 импульсов, импульсы свыхода которого поступают на счетчик9 импульсов измеряемой частоты, тритгер 3 и элемент И 25 блока 10. фронтом первого импульса триггер 3 устанавливается в состояние 1", потенциальный сигнал которого поступает на элемент И 2 и разрешает прохождение импульсов эталонной частоты от генератора 1 на счетчик 6 и вход элемента 1И 25 блока 18. Выход каждого разряда 5счетчиков 6 и 9 подключен к соответствующему элементу ИЛИ 26 блоков 10 и18. Триггеры 27 в процессе измеренияв соответствии с состоянием счетчиков29 масштаба и дешифраторов 28 последовательно, начиная с младшего разряда,перебрасываются в состояние 0", В.результате такого подключения сигналс выхода элемента И 25 в блоках 10и 18 поступает в соответс;гвующий счетчик 29 масштаба и на вход элементаИ ЗО только в те моменты времени, когда содержимое счетчиков 6 и 9 кратнооснованию системы счисления, принятойв устройстве, а содержимое счетчика 2029 масштаба соответствует логарифмуэтого числа. Окончание преобразованияпроисходит или при ныичии в счетчике6 числа Й -Йщи , где й - количествои аимпульсов эталонной частоты; Й у -минимальное количество импульсов эталонной частоты, обеспечивающее заданнуюточность измерения, и появлении сигналана выходе элемента И 25 блока 10, илипри наличии в счетчике 9 числа Мъ М;,1 З 0где М - количество импульсов измеряемой частоты Мв 1 - минимальное Количество импульсов измеряемой частоты, обеспечивающее заданную точность измерения,( фини = М 1 е ) 35и появлении сигнала на выходе элемента.И 25 блока 18,Для исключения дополнительных преобразований над кодом, эквивалентным периоду (частоте) измеряемого сигнала, 40частота генератора 1. берется равной"о-Дгде А - основание системы счисления,принятой в устройстве; 45К - целое число, которое определяется из требуемого быстродействияи точности измерений.Период измеряемой частоты соответсч- вует 50 т-й дй,ООЗИМ 6где величина и - (К + 1) соответствуетположению децимальной точки (точки, отделяющей целую часть от дробной). Частота измеряемого сигнала соответствуетЩдв- О,где Г - частота измеряемого сигнала;И - код, записанный в счетчике 29масштаба блока 18р ф к Мд(к+1)-Аф "где величина (К + 1) - и соответствуетположению децимальной точки.В процессе измерения работают обаблока автоматического масштабирования,В зависимости от того, на каком счетчике 6 или 9 будет раньше подсчитано требуемое для заданной точности количество импульсов появляется сигнал с выхода элемента ,И 30 блока 10 или 18, который установит триггер 17 в соответствующее состояние. Потенциальный сигналс выхода триггера 17 подключает к выходу устройства через основные и дополнительные входы первой и второй группывходов блока 7 ключей соответственнолибо выходы счетчика 9/код И- первая. группа блока 7 ключей, и выходы счетчика 29 масштаба блока 10 (код И )- вторая группа блока 7 ключей, либо выходы счетчика 6 (код М) - первая группа блока 7 ключей, и выходы счетчика29 масштаба блока 18 (код М) - втораягруппа блока 7 ключей.В результате измерения на выходе устройства находится иююрмация, соответствующая М (первая группа выходов блока 7 ключей) Х и Ю (вторая группавыходов блока 7 ключей), если в результате измерения состояние триггера 17 соОтветствуег логической 1" или М (первая группа выходов блока 7 ключей) и И(вторая группа выходов блока 7 ключей),если в результате измерения состояниетриггера 17 соответствует логическому "0".Технический эффект от использованияпредлагаемого устройства в отличие отизвестного заключается в повышениибыстродействия при обеспечении заданной точности измерения.- код, записанный в счетчике 29масштаба блока 10.55кИсходя из условия ГО = А, получаем формула изобретения Устройство для преобразования частоты в код, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, элемент И, счет то 3;Ээ доя люлей фордирОЕ 3 слЕЕМП"ДСС ОЛОК ЭВТ ОМОТИЕССК 6 ГО М".СШТЭ бщ 3 ОюЕ(ия, счсе Еое им пу льсоп.". меряюОй час ОГ -( меетЕ 1 И. е 3,г:ОГ: ген-оэтсра имеуЕь;.О эото.Еойчасто Е, соедп. нон с ОЕЕм иЕЭ," ОдОВ эЕем.=;Ета. . ВЕСРОИ В"ООТОРОГГ С.ЖДИЕЕН С ВЫХОДОМ ПЕР 3 ОГО ТРИГГРа, а Выход - с Входомета ,;1 ьсое 3 этэлоцЕЕОи час готе Выходы которого соедепеене с первойг"ЭуДО 3 хОЕЕОВ блока клЕОЕей неОВОйВ ОД П.ЭРЕЗОГО Т 7 И ГЕРа СОЕДЕЕЕС. С Нт=,В,;;О;,ОМ В ОРС; тРЕЕГЕЕЭаВ;. О КОТОРОГО СОСДЦНЕП С ОДНИМ ИЗ ВХОДОВ фоРмД 30 ват 1.Е 3 ямеТ:-сВ, Втсвой .",Гуд кото рого яЗается Входом устройспса. Вь ХОД - СОЕДЕЕК-.". С ОДИНИЧНЫМ ВХОДОМ ПЕР: :Ого триггера, первым входом алоеа автО. ае-скОГО масщтабироьанЗЕЯ и входом 2 О СЕЕЕЕЕл ИЧПУЛЬСОЕ 3 ИЗМЕРЯЕМОЙ ЧаСТОТЫ ВН)ДЫ 11 яДОЧОТГр )по 1 СОЕДЕ 1, ф втор ии Входале блка эВтоматицесОО масЕцтэбпровэнеия первые вьеходы которо-.ГО С ОЕ; П 1. " ВОРСЕРУЕЕЕО Е 3 СЕОВ еетока -,дЕОчей, . Тетий Входдока автома.;ес,: е;,с масц табирования соединенегиЕдчЕм е 3)Есм .Второго триггеракоторый ягеля 3;5 уЕеЕЗ ив 1 еЕе ям Входом у(".ДООеа, О г д и ч 3 с щ е е с я ЗО тем, Ето, с еЕелн.ю повьшВЕеия бьЕстродейс-",и. - : пОЕ Обеспеченни зэданной точ".с;. ВегО 9 у:;-; т 3 етцй тригге 3 н дополнительный блок автоматическогомасц табирования, первый вход которогосоединен с выходом элемента И, вторыеВходы - с выходами счетчика импульсовэталонной частоты, старший разряд которого подключен к четвертому входу блока автоматического масштабирования, третий входдоподнительного блока автоматического масштабирования соединен с единичным входомвторого триггера, четвертый вход - с выходом старшего разряда счетчика импульсовизмеряемой частоты, выходы разрядов которогс соединены с первой группой дополнительных входов блока ключей, втораягруппа дополнительных входов которогосоединена с первыми выходами дополнительного блока автоматического масщтабированич, второй выход которого подюпочен и первым входам элемента ИЛИи третьего триггера, вторые входы которых подключены к второму выходу блока автоматического масштабирования,выход элемента ИЛИ соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров, унравдяющий вход блока ключей .соедине с выходом третьего триггера. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 3., Лвторское свидетельство СССР М 663.787 ь кд Е 1 03 К 3-З/20 3979 2. лвторское свидетедьство СССР по заявке М 2731461, 24.10.79.938898 80/79 Тираж 959 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, МоскваЖ, Раушская наб Заказ