Устройство для преобразования частоты

ОЮЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 10089 19) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ-2 юл. 112вичиотехнич ский инс ту ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(53 621317 (088,8)56 1.Смеляков В.В, Цифровая измерительная аппаратура инфранизких .частот. М., "Энергия", 1975, с, 37, рис. 2-1.2. Авторское свидетельство СССР й 546102, кл. Н 03 К 13/20, 1977 (5 Ч (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ, содержащее последовательно соединенные блок управления и первый элемейт И, последова тельно соединенные первый и второй счетчики, дешифратор и блок. элементов И, вторые входыкоторого подключены к выходам делителя, вход которого подключен к импульсному выходу блока управления, а выходы блока элементов И подключены к входа первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу первого элемента И и первому входу второ.го элемента И, второй вход которого подключен к первому входу третьего элемента И и второму выходу блока управления, третий выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, при этом выход первого счетчика подключен к своему входу предварительной записи, входы уста-., новки в нуль первого и второго счетчиков подключены к выходу установкинуля блока управления, о т л и ч а " ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности преобразования часто. ты, в него дополнительно введенц де-шифратор, а также счетчик и счетчик с управляемым коэффициентом пересче" та, входы установки в нуль которых подключены к выходу установки нуля блока управления, причем управляющий. вход дополнительного дешифратора пддключен к четвертому выход блока управления, выход дополнительного дешифратора подключен к первому входу первого счетчика, а его информационные входы подключены к информационным выходам счетчика с.управляемым коэффициентом пересчета, вход которого подключен к выходу первого элемента И, а его управляющий выход подключен к второму входу первого счетчика, информационные выходы которого под" ключены к информационным входам дополнительного счетчика, первый управляющий вход которого подключен к выходу второго элемента И, а второй ,управляющий вход подключен к выходу второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу дополнительного счетчика и второму входу третьего элемента И.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управ.ления содержит. компаратор, два эле" мента И, два триггера, два формирова-. теля, генератор импульсов, выход которого является импульсным выходом блока управления, а выход компаратора подключен к первому входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого триг" гера, а второй вход подключен к нулевому выходу второго триггера и перво-. му входу второго элемента И, вцходкоторого является четвертым выходом1 блока управления, а второй вход подключен к первому входу второго триггера и нулевому выходу первого триггера, единичный выход которого является первым выходом управления блока и подключен к входу первого формирователя, выход которого является выходом установки нуля блока 00890 Йуправления, третьим выходом которого является выход второго формировате.ля, вход которого подключен к единичному выходу второго триггера и является вторым выходом блока управления, второй вход второго триггера подключен к второму входу первого триггера.тт1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в цифровых устройствах, занятых обработкой (вычислением интегральных характеристик) аналоговых сигналов, а также в качестве измерительного прибора, позволяющего измерятьпериод входных сигналов и вырабатывать последовательность импульсовс частотой следования,.обратно про Опорциональной периоду входного сигнала.Известно устройство, содержащеегенератор эталонной частоты, формирующее устройство, блок управления, 15управляемые вентили, делители.частоты,регистр и схему переноса, которыепозволяют выполнить функции преобрааоаатела период-частота 1Однако в указанном устроистве 26наличие одного неуправляемого) источника опорной частоты значиуельносужает частотный диапазон входныхсигналов. Кроме того, указанным устройствам присущи большие погрешности, уменьшение знацений которых требу.ет значительного сравнимого с обьемом основного устройства, дополнительного оборудования,Наиболее близким к предлагаемому звявляется устройство, содержащее вход"ной блок блок управления), три эле-мента И. пеовый и второй счетчики,дешифратор, блок элементов И, делитель, два элемента ИЛИ и второй блокэлементов И 2 .Известное устройство позволяетобеспечить постоянство относительнойпогрешности преобразования в достаточно широком частотное диапазоне,Недостатки, известного устройстваналичие инструментальной ошибки, возникающей вследствие конечного времени распространения сигнала из-за искажения. состояния делителя при соответствующих его установках (запись дополнительного кода в младшие разряды и др.), ошибка преобразованияограничена сверху в каждом-ом диапазоне весом младшего разряда первогосщетчика, ввиду конструктивныбособенностей затруднено изменениекоэффициентов передаци преобразователя в широких пределах,Указанные недостатки существенноснижают то 14 ность преобразованийи область применения известных устройств.Цель изобретения - повышение точности преобразования частоты,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для преобразования частоты, содержащее последовательно соединенные блок управленияи первый элемент И, последовательносоединенные первый и второй счетчики,дешифратор и блок элементов И, вторые входы которого подключены к выходам делителя, вход которого подключен к импульсному выходу блокауправления, а выходы блока элементовИ подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен квторому входу первого элемента И ипервому входу второго элемента И,второй вход которого подключен кпервому входу третьего элемента Ии второму выходу блока управления,третий выход которого подключенк первому входу второго элементаИЛИ, при этом выход первого счетчикаподключен к своему входу предварительной записи, а входы установкив ноль первого .и второго счетчиков3 1008 подключены к выходу установки нуля блока управления, дополнительно введены дешифратор, а также счетчик и счетчик с управляемым коэффициентом пересчета, входы установки в ноль которых подключены к выходу установки нуля блока управления, причем управляющий вход дополнительногодешифратора подключен к четвертому выходу блока управления, выход допол нительного дешифратора подключен к 1 первому входу первого счетчика, а его информационные входы подключены к информационным выходам счетчика с управляемым коэффициентом т пересчета 1 з вход которого подключен к выходу первого элемента И, а его управляющий выход подключен к второму входу перво. го счетчика, информационные выходы которого подключены к информацион О ным входам дополнительного счетчика, первый управляющий вход которого подклюцен к выходу второго элемента И, а второй управляющий вход подключен к выходу второго элемента ИЛИ, второй д вход которого подключен к выходу дополнительного счетчика и второму входу третьего элемента И.Кроме того, блок упрарления содержит компаратор, два элемента И, два39 триггера, два формирователя и генератор импульсов , выход которого является импульсным выходом блока управления, а выход компаратора подключен к первому . входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого триггера, а второй вход подклюцен к нулевому выходу второго триггера и первому входу второго элемента И, выход которого является четвертым выходом блока управления, а второй вход подклюцен к первому входу второго триггера и нулевому выходу первого триггера, единичный выход которого является первым выходом блока управления и 4 подключен к входу первого Формирова- . теля, выход котораго является выхо; дом установки нуля блока управления, третьим выходом которого является выход второго формирователя, вход Ю которого подключен к единичному выходу второго триггера и является вто-. рым выходом блока управления, второй вход второго триггера подключен к второму входу первого триггера. ЯНа фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - временная диаграмма ос 904 4новных сигналов; на Фиг. 3 - конкрет. ная реализация блока управления,Устройство (Фиг. 1) содержит блок1 управления, первый элемент И 2, первый 3 и второй 4 счетчики, дешифра тор 5, блок 6 элементов И, делительпервый элемент ИЛИ 8, второй элемент И 9, третий элемент И 1 О, вто-: рой элемент ИЛИ 11, дополнительный .счетчик 12, счетчик 13 с управляемым коэффициентом пересчета, дополнительный дешифратор 14. Входнойблок 1 содержит (фиг. 3) генератор 15 импульсов, компаратор 16, элемент И 17, первый триггер 18, второй триггер1 19, элемент" И 20, первый Формирователь 21, формирователь 22 и кнопку 23Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии все счетчики 3, 4, 12 и 13 (фиг. 1) находятся в нулевом состоянии, а на выходах блока 1 управления - запрещающие потенци. алы. На вход делителя 7 поступают импульсы опорной частоты Г, . С выходов делителя 7 на входы блока 6 элементов И поступают импульсы с частотой Г о 2 ф о 4 и т.д.При первом после сигнала "Пуск" переходе значения входного. сигнала (фиг, 2, а) через ноль из отрицатель- ных значений в положительные на первом выходе блока 1 (фиг. 2 в) появляется разрешающий потенциал, открывающий элемент И 2 по первому входу. В первый момент времени после сигнала "Пуск" код во втором счетчике 4-. нулевой. Дешифратор 5 подает разрешающий потенциал на первый вход первого (младшего) элемента И из блока 6, а на остальные элементы И блока 6 - запрещающие потенциалы. Поэтому на первый элемент ИЛИ 8 будет"поступать самая высокая частота Го из на" бора выходных частот делителя 7 опор. ной частоты 1 о . С выхода первого элемента ИЛИ 8 (фиг. 2" И) через открытый элемент И 2 поступают импульсы на входсчетчика 13 с управляемым коэффициентом К пересчета. Коэффициент К пересчета счетчика 13 опредв ляет коэффициент передачи устройства е целом. При поступлении на вход счетчика 13 К импульсов с частотой Г происходит его переполнение, при этом заносится" в первый счетчик 3. Таким образом, на второй вход7 1008904 8Коэффициент передачи устройствася в нулевое состояние. Сигнал на определяется какего единичном выходе (фиг. 2 в) меня, Эхется с единицы на ноль. Сигнал наМхо/Йх нулевом выходе триггера 18 изменяет,Эз, ся с нуля на единицу, Этот переднийфронт сигнала поступает на первыйСледовательно,число выходных им- (счетный ) вход триггера 19 и перевопульсов не зависит от величины пери- дит его в единичное положение. Сиг"ода входного сигнала и определяется нал на единичном выходе григгера 19лишь коэффициентом пересчета счетчи ф изменяется с нуля на единицу фиг.2 е)ка 13. Как следует из описания функ- формирователь 22 формирует из этогоционирования устройства преобразова- переднего фронта импульс (фиг. 2 .4)ния частоты 1,фиг.1) порядок работы На выходе элемента И 20 появляетсяего блоков определяется сигналами, сигнал в том случае, когда триггерыформируемыми в блоке 1 управления в 518 и 19 находятся в состоянии нуля.Пер" соответствии с временной диаграм- вый раз этот сигнал формируется сразучмои фиг. 2). же после нажатия кнопки, но до фор.- устройство работает следующим мирования сигнала установки счетчиков в ноль,.т,е. этот сигнал наНа йход компаратора 16 (Фиг. 3) работу схемы не влияет. Второй раз поступает периодический сигнал на выходе элемента И 20 формируетсяфиг. 2 а), В качестве компаратора короткий импульс, длительность котороможет быть использованнапример, го равна времени задержки сигнала втриггер Шмитта. На выходе компарато- триггере 19 (фиг. 2. с). Для предлара 16 формируется также периодичес"гаемого устройства такая длительностький сигнал с тем же периодом, но импульса обеспечивает надежную рабо"форма его соответствует сигналам, ту устройства. Если же для какой-ли=используемым в цифровых логических бо реализации длительность импульсаэлементах. Этот сигнал поступает, на будет недостаточной, то в цепь междупервый вход элемента И 17 При нажа- нулевым выходом триггера 19 и первымтии кнопки 23 (Формируется сигнал входом элемента И 20 иожно ввестиП уск ) триггеры 18 и 19 устанав элемент задержки. На фиг. 3 ливаются в ноль. При этом сигнал с мент задержки.показан пунктиром. Внулевого выхода триггера .19 откры- качестве формирователей 21 и 22, геневает элемент И 17 для прохожде- ратора 1 импульсов и счетчика 13 сния сигнала с выхода компаратора 1 б Зф управляемым коэффициентом пересчетана первый вход триггера 18. Первый может быть использовано любое из вход триггера 18 является счетным известных устройств.входом, т.е. каждый переход сигналана этом входе иэ нуля в единицу н качестве делителя 7 может бытьпереводит триггер 18 в протВвопо-ф использован, например, двоичныйсчетчик, так как у двоичных счетчиков .ла " уск" переход из нуля в единицу частота сигнала на выходе каждогопоследующего триггера в два раза .укаэанного сигнала переводит триггер 18 в единичное положение. Приэтом сигнал на единичном выходе триг 4 Згера 18 соответствует Ч" фиг. 2.в).: В тое время из перехода оль - единица пзредний фронт) формирователь Таким образом, введение новыхфункциональных блоков:и связей поз 21 формирует сигнал установки.в ноль4 12 13 Т " воляет повысить точность преобразовасчетчиков 3, , и 3. Такимобразом; по переднему фронту входно" . ное значениф ния, а именно: уменьшить максимальформ б ное е абсолютнои ошибки в двраза, устранить инструментальную 1 фошибку, возникающую вследствие коустанавливаются в исходное нулевое)состояние,нечного времени распространения сигИ нала в делителе при соответствующихВ момент окончания первого пери-. :установках его .в исходное состояние ода входного сигнала (Очередным пе- например, запись дополнительного редним Фронтом) триггер 18 переводит- ;кода в младшие разряды и др.),ОКро 1008904 10ме того, в предлагаемом устройствеупрощенв операция изменения коэффициента передачи устройства преобразования частоты и сводится лишь кизменению коэффициента пересчетасчетчика 13.Корректор А а лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,359/68 Тираж 93" ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, 1-35ЬПодписноео комитета СССРй и открытийРауаская наб, д 1/5