Номер патента: 1056453

Авторы: Мельник, Муравьев, Хазанова

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3/20 ПИСАНИ о ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ СТОУ СИДЕ 1 ЕЛС М(56) 1. Авторское свидетельство СССР й 656205, кл. Н 03 К 13/20, 1992. Патент Японии 8 ф 19-22571, нл. Н 03 К 13/20, 197(5 ч)(57) 1. ОИФР 000 Й ЛИНАРНЗАТОР, содержащий последовательйо соединенные частотный датчик и измеритель частоты, счетчик результата, информационные входы которого соединены с информационными выходами измерителя частоты, а также регистр перезаписи, блок памяти констант, выходы управления измерителя частоты соединены соответственно с входом установки .в "О" счетчика результата и с входом синхронизации регистра перезаписи, входы управления блока памяти констант соединены с выходами группы старших разрядов счетчика результата,т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены Формирователь коэффициентов интерполяции, формирователь синхроимпульсов, реверсивный счетчик и сумматор кодов коррекции, первый выход и вторые выходы блока памяти констант соединены соответственно с первыми входами и группой входов управления формирователя коэффициентов интерполяции, третьи выходы блока памяти констант - с входами предустановки реверсивного счетчика, выходы которого поразрядно соединены с первыми входами суммато,801056453. А и 1ра кодов коррекции, вторые входы сум матора кодов коррекции поразрядно соединены с выходами счетчика результата; выходы знакового разряда и группы младших разрядов с летчиков результата соединены соответственно с вторым входом управления и. информационными входами формирователя коэффициентов интерполяции, а выход младшего из группы старших разрядов с первым входом Формирователя синхроимпульсов, второй вход которого соединен с вторым выходом управления измерителя частоты, вьход формирователя синхроимпульсов соединен с входом синхронизации реверсивного счетчика, шины сложения и вычитания которого соединены с информационными выходами формирователя коэффициентов интерполяции; выходы сумматора кодов коррекции соединены - с 0-входами ре гистра перезаписи, выходы которого соединены с выходами устройства.2. Линеаризатор по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что формиро ватель коэффициентов интерполяции содержит последовательно соединенные блок Формирователей коротких импульсов, мультиплексор и коммутатор, причем частотные входы блока Формирователей коротких импульсов соединены с информационными входами формирователя коэффициентов интерполяции, входы управления формирователями коротких импульсов объединены и соединены с вторым входом управления формирователя коэффициентов интерполяции, входы управления мультиплексора соединены с группой входов управления формирователя коэффициентов интерпо105 бй 53 ляции, вход управления и первый и второй выходы коммутатора соединены соответственно с первым входом управ" ленив и информационными выходами Фор" мирователя коэффициентов интерполя" ции.3. Линеаризатор по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что формиИзобретение относится к измерительной технике и предназначено для линеариэации частотных датчиков различных Физических величин -с кодовым выходом,м.Известен цифровой линеаризатор,содержащий генератор, счетчик импульсов, цифровой компаратор, дешифратор участков интерполяции, управ" 10ляемый делитель частотц, дополнитель"ный счетчик и схему управления Г 1,Недостатком этого цифрового ли"неаризатора является низкое быстро"действие 5Наиболее близким к изобретению является цифровой линеариэатор сигнала,содержащий последовательно соединенные частотный датчик, измеритель час"тпты, управляющий делитель частоты, 20счетчик результата, информационныевходы которого соединены с информационными вцходами измерителя частоты,а также регистр перезаписи, блокпамяти констант, первый вход управления измерителя частоты соединен ссоответствующим входом установки внуль счетчика результата и входомсинхронизации регистра перезаписи,информационные входы которого пораз- Зррядно соединены с выходами счетчикарезультата, выходы старших разрядовсчетчиков результата соединены с управляющими входами блока памятиконстант, выходы которого соединеныс входами управления делителем частоты,В этом устройстве весь диапазонизмерения разбивается на участки интерполяции. Для каждого такого участка заранее определяются и записываются в блок памяти значения констант, на которые необходимо изменять рователь синхроимпульсов содержит последовательно соединенные формирователь коротких импульсов, элемент ИЛИи элемент задержки, вход формирователя коротких импульсов соединен с.первымв второй вход элемента ИЛИ .соединен с вторым входом формирова."теля синхроимпульсов,коэффициент деления делителя в трактеизмеряемой (образцовой) частоты, чтобы выходной код счетчика результата,приходящийся на единицу измеряемогопараметра, оставался примерно постоянным ва всем интервале величинТакии образом, в. известном устройстве запоминание узловых точекинтерполяции аппроксимирующей кривойосуществляется в виде определенныхзначений получаемого в счетчике результата кода (Ю 1, И 2,), а задание углов наклонов интерполирующихпрямых - в виде дискретных значенийкоэффициентов деления делителя, включенного в тракт следования импульсовизмеряемой (образцовой) частоты (,2,"1Однако в силу дискретности воз"можных значений коэффициентов деления в этом устройстве возникают неустранимые погрешности линеаризации,проявляющиеся больше всего в местах,где погрешность нелинейности наиболь"шая,Кроме того, недостатком известного устройства является присутствиеположительной обратной связи, наличие которой при работе в однотактномрежиме, вызывает дополнительные погрешности в точках излома аппроксимирующей ломаной.Целью изобретения является повышение точности и быстродействия цифровой линеаризации сложных Функций.Указанная цель достигается, тем,что в цифровой линеаризатор, содержащий последовательно соединенныечастотный датчик и измеритель частоты, счетчик результата, информационные входы которого соединены синформационными выходами измерителячастоты, а также блок памяти констант,регистр перезаписи, причем выходы управления измерителя частоты соединены соответственно с входом установки в "О" счетчика результата и с входом синхронизации регистра перезаписи, входы управления блока памяти констант соединены с выходами группы старших разрядов счетчика результата,введены Формирователь коэффициентов интерполяции, Формирователь синхроимпульсов, реверсивный счетчик и 1 О сумматор кодов коррекции, первый выход и вторые входы блока памятиконстант соединены соответственно с первыми входами и группой входов управления формирователя коэффициентов 15 интерполяции, третьи выходы блокапамяти констант - с входами предустановки реверсивного счетчика, выходы которого поразрядно соединены с первыми входами сумматора кодов коррек ции, вторые входы сумматора кодов коррекции поразрядно соединены с выходами счетчика результата; выходы знакового разряда и группы младших разрядов счетчика результата соединены 25 соответственно с вторым входом управления и информационными входами формирователя коэффициентов интерполяции, а выход младшего из группы старших разрядов - с первым входом форми-ЗО рователя синхроимпульсов, второй вход которого соединен с вторым выходом управления измерителя частоты, выход формирователя синхроимпульсов соединен с входом синхронизации ре 35 версивного счетчика, шины сложения и вычитания которого соединены с ин-,формационными выходами формирователя коэффициентов интерполяции, выходы сумматора кодов коррекции соединены с Р-входами регистра перезаписи, вы.ходы которого соединены с выходами устройства. Кроме того, формирователь коэффициентов интерполяции содержит последовательно соединенные блок формирователей коротких импульсов,мультиплексор и коммутатор, причемчастотные входы блока формирователей коротких импульсов соединены синформационными входами формирователя коэффициентов интерполяции,входы управления Формирователямикоротких импульсов объединены и соединены с вторым входом управления 55формирователя коэффициентов интерполяции, входы управления мультиплексора соединены с группой входов управления формирователя коэффициентовинтерполяции, вход управления и пер"вый и второй выходы коммутатора соединены соответственно с первым входом управления и информационными выходами формирователя коэффициентовинтерполяции,При этом Формирователь синхроимпульсов содержит последовательно соединенные формирователь коротких импульсов, элемент ИЛИ и элемент задержки, вход Формирователя короткихимпульсов соединен с первым, а второйвход элемента ИЛИ соединен с вторымвходом формирователя синхроимпульсов,На фиг. 1 показана функциональнаясхема цифрового линеариэатора; наФиг. 2 - диаграммы напряжений, пояснякнцие работу устройства; на фиг, 3 диаграмма, поясняоцая алгоритм формирования коэффициентов интерполяции.Устройство содержит последовательно соединенные частотный датчик 1и измеритель 2 частоты, счетчик 3результата, информационные входы которого соединены с.информационнымивыходами измерителя частоты, а такжерегистр ч перезаписи, блок 5 памятиконстант, первый и второй выходы управления измерителя частоты соединенысоответственно с входом установкив "О" счетчика результата и с входом синхронизации регистра перезаписи, входы управления блоком памятиконстант соединены с выходами группы старших разрядов счетчика результата, а также формирователь 6 синхроимпульсов, сумматор 7 кодов коррекции, формирователь 8 коэффициентовинтерполяции, реверсивный счетчик 9,первый выход и вторые выходы блокапамяти констант соединены соответственно с первыми входом и группой входов управления формирователя коэффициентов интерполяции, третьи выходыблока памяти констант - с входамипредустановки реверсивного счетчика,выходы которого поразрядно соединеныс первыми входами сумматора кодовкоррекции, вторые входы сумматоракодов коррекции поразрядно соединеныс выходами счетчика результата; выходы знакового разряда и группымладших разрядов счетчика результатасоединены соответственно с вторымвходом управления и информационнымивходами формирователя коэффициентовинтерполяции, а выход младшего изгруппы старших разрядов - с первым7 10 для первого участка интерполяции очередного 1"го цикла измерения.В течение -го цикла измерения импульсы 1 измеряемой (образцовой) час.тоты поступают на вину сложения или вычитания счетчика 3, а импульсы суммарной последовательности с выхода формирователя 8 коэффициентов интерполяции " на.вину сложения или вычитания реверсивного счетчика 9, К концу первого участка интерполяции на вход реверсивного счетчика 9 поступит количество импульсов,. равное численному значению двоичного кодауправления мультиплексором 8.2, формируемого блоком 5 памяти констант. Данное количество импульсов в течение первого участка интерполяции увеличивает (припоступлении их на вину сложения) или уменьшает (при поступлении импульсов на шину вычитания) код узловой компенсации, ранее переписанный в реверсивный счетчик 9 (по О-входам) из блока 5 памяти констант При этом двоичные коды с выходовсчетчика 3 результата и реверсивногосчетчика 9 поступают на входы параллельного сумматора 7 коррекции, на выходах. которого формируются текущие значения двоичных кодов, связанных линейной зависимостью с изменением измеряемого параметра.Это дает воэможность воздействовать как на угол наклона амплитудной характеристики, так и .на постоянную составляющую, другими словами, пово-. рачивать амплитудную характеристику , и смещать ее параллельно самой себе, При этом, разбив требуемую амплитудную характеристику на достаточное количество участков, можно для кажрого узла интерполяции определить значения (Фиг 3 ) й; кодов узловой компенсации и кодов й, коэффициентов интерполяции, при которых амплитудная характеристика предлагаемого линеаризатора будет проходить через нужные точки. Таким образом будет полученомножество пар значений Й К, и йу 1 взаимно однозначное множеству участковПо прохождении первого и последую. щих участков интерполяции, т.е. при изменении логических уровней на выходе (2 щ-го (фиг.2 и), младшего из группы стащвих разрядов счетчика 3 ,результата, во-первых информация в группе (п,п/2,4 а,2 щ) старших .разрядов принимает новые значения,56453 Всоответствующие второму и последующимучасткам интерполяции, по которымна выходах блока 5 памяти константформируются соответствующие даннымучасткам (Фиг, 3 а ) значения М, величины и знак коэффициентов иятерпо"ляции, а также коды Мук; узловойкомпенсации, во-вторых, формировательб синхроимпульсов, выдает (фиг.2 к )10 короткие импульсы, задержанные на время, необходимое для того, чтобы процесс формирования кодов на выходахблока 5 памяти констант завершился,по которым в реверсивный счетчик 9,15 по О-входам записываются коды й ;узловой компенсации. Таким образом,к 1 й к и й ц 1 М фкузловой компенсации (Фиг. 3 ц ) являются суммой предыдущих значений20 коРов й 21 коэффициентов интерполяции и компенсируют нелинейность вточках а 0, а 1, а 2, и а,а ).узлах интерполяции.Между узлами интерполяции, т.е. в25 пределах участков, интерполяция про"изводится прямыми линиями (аО-а 1,а 1-а 2, а 2-а 3, и аО-а 1, а 1-а 2,а 2-а 3). В результате этого (фиг 3)характеристика нелинейности преобразователя параметр - двоичный код извида (фиг. 3 ц ) переходит к. виду(Фиг. 3 8), т.е. уменьшается до вели"чины разрешающей способности преобразователя,По окончании поступления импульсов35ру /образцовой измеряемой) частоты навход счетчика 3 результата, т.е. после окончания 1-го цикла измеренияимпульсов с выхода измерителя 2 час 40тот, информация с выходов сумматора 7кодов коррекции переписывается врегистр 4 перезаписи.Таким образом, введение в составустройства Формирователя коэффициентов интерполяции и использование для45этои цели циклически изменяющихсямладших разрядов счетчика результатапозволяет существенно увеличить точность воспроизведения аппроксимирующей ломаной при незначительном усложнении блока памяти констант. Введениереверсивного счетчика с предустановкой и сумматора кодов коррекции позволяет увеличить быстродействие устройства, так как появляется воэмож 55 ность одновременно с измерением выполнять функции по линеариэации.Введение формирователя синхроимпульсов дает возможность достаточнопросто изменять количество участков интерполяции при реализации необходимой точности линеаризации.8 таком устройстве исключается возможность появления дополнительных погрешностей в узлах по кодам управ" ления, выборка которых из блока памя ти констант происходит по информа 10ции группы старших разрядов счетчика результата этого же цикла измерения.Применение предлагаемого устройства позволяет уменьшить нелинейность 5 амплитудной характеристики используемых частотных датчиков до 0,01 без снижения быстродействия преобразователя давление-код.056453 акаэ 9339/ жгород, ул. Проектная ИП ППП "Патент ираж 936 Подписн

Смотреть

Заявка

3466272, 07.07.1982

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ В-2942

МЕЛЬНИК ДМИТРИЙ ИВАНОВИЧ, ХАЗАНОВА НАТАЛЬЯ ВАСИЛЬЕВНА, МУРАВЬЕВ АЛЕКСАНДР ПЕТРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: H03K 13/20

Метки: линеаризатор, цифровой

Опубликовано: 23.11.1983

Код ссылки

<a href="https://patents.su/7-1056453-cifrovojj-linearizator.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Цифровой линеаризатор</a>

Похожие патенты