Частотно-импульсный функциональный преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик

pi >3 003092

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1%1081 (21) 3347219/18-24

Р1 М К 3

G 06 F 15/353 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.03,83. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания Оl0383 (53} УДК 681.325 (088. 8) (72) Автор! изобретейия,1

A M Водовозов !

)

4

Вологодский политехнический институт . (7! ) Заявитель (54) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение, в частности, для функционального преобразования неравномерных частотно-импульсных сигналов.

Известен частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий вычитающие блоки, делители частоты и сумматор (1).

Известен также частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий вычитающие блоки, множительно-делительные блоки и сумматор (2) .

Недостатком известных функциональных преобразователей является пониженная точность функционального преобразования неравномерных частотноимпульсных сигналов с априорно неизвестным законом распределения. Повы-. шение точности в таких случаях возможно эа счет раэравнивания входного частотно-импульсного сигнала, что. связано с дополнительнйми аппаратурными затратами.

Наиболее близким к изобретению является частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий группу вычитающих блоков, подключенных первыми входами к выходам делителя частоты, а выходами — к входам соответствующих множнтельно-делительных блоков, соединенных выходами с входами сумматора, причем вторые входы вычитающих блоков подключены к шине ввода частотно-импульсного сигнала, а вход делителя частоты соединен с шиной ввода опорной частоты.

Сумматор выполнен на элементах ИЛИ, а каждый множнтельно-делительный блок — на последовательно соединенных логическом триггерном кольце v. элементе И (3) .

Однако известное устройство также характеризуется большой погрешностью функционального преобразования неравномерных частотно-импульсных сигналов, распределение которых априорно неиз-.. вестно.

Целью изобретения является повышение точности функционального преобразования неравномерных сигналов.

Лля достижения цели в частотно-импульсном функциональном преобразователе, содержащем группу вычитающих блоков, подключенных первыми входами к выходам делителя частоты, а выходами — к входам соответствующих множительно-делительных блоков, соеди1003092 ненных выходами с входами сумматора, вход делителя частоты подключен к шине ввода частотно-импульсного сигнала, а вторые входы всех вычитающих блоков соединены с шиной ввода опорной частоты. 5

На фиг. 1 изображена блок-схема частотно-импульсного функционального преобразователя; на фиг. 2 — графики работы одного канала преобразователя при различных коэффициентах деления 16 делителя частоты с пуассоновским потоком импульсов на входе.

Частотно-импульсный функциональный преобразователь (фиг.1) содержит делитель 1 частоты, вычитающие блоки

2, множительна-делительные блоки 3 и сумматор 4. Вычитающие блоки 2 подключены первыми входами к выходам делителя 1 частоты, вторыми входами— к шине ввода опорной частоты f<, а 20 выходами — к входам соответствующих множительно-делительных блоков 3.

Выход делителя 1 частоты соединен с шиной ввода частотно-импульсного сиг нала, а выходы множительно-делитель- 25 ных блоков 3 подключены к входам сумматора 4.

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

Частотно-импульсный сигнал со сред gQ ней частотой f> поступает на вход делителя 1 частоты, На выходах делителя частоты формируются последов 1тельности импульсов с частотаму

f„ = f>/à;,ãäå а; — коэффициент деления,З делителя частоты для 1-го выхода.

Вычитающие блоки 2 сравнивают частоты

f„ со значением опорной частоты Х() и формируют разностный,сигнал f<. f© при условии f„ ) f . В противйом случае частота сйгнала на выходе вычи" тающего блока 2 равна нулю. Иножительно-делительные блоки 3 осуществляют операцию умножения частот на коэффици енты k„-, а сумматор 4 формирует вы ходной сигнал преобразователя как 45 сумму сигналов с выходов всех множительно-делительных блоков. Для вычи» тающих блоков 2 преобразователя возможен также второй режим работы, когда частота сигнала на выходе равна 50 нулю при Г„ Ко, в противном случае частота, равна f() — f.

При детерминированном входном сигнале расчетная зависимость частоты

f выходного сигнала от f> имеет вид где N — число выходов сумматора 4) (знак + соответствует первому ре жиму работы вычитающих устройств, а знак - — второму.

Работа преобразователя при детерминированном входном сигнале аналогична работе известного устройства с опорными частотами foа„ и коэффифиентами умножения k- /a„. При нерав1 номерном входном сигнале вследствие проявления эффекта статистической линеариэации нелинейной функции зависимость вход — выход преобразователя смещается относительно функции (1), Поскольку деление частоты неравномерного сигнала влечет за собой разравнивание импульсной последовательности, на вычитающие блоки 2 в преобразователе поступают сигналы, распределенные во времени более равномерно и, следовательно, отклонение зависимости вход — выход от расчетной функции будет меньше, чем в известном.

Например, для неравномерного входного частотно-импульсного сигнала,, подчиняющего распределению Пуассона, кусочно-линейная функция настройки 1-ro канала (i6N) преобразователя (фиг. 2, кривая а) )) =Об "1("+ % "Ио ц )3(о (1 )) при а„ = 1 трансформируется в экспо« ненциальную зависимость „„= К„,Е)(Р (-Ю„Яо). (фиг. 2, кривая б), максимальное отклонение которой от функции (2) составляет 0,37 k f . При произвольном целом кОэффициенте деления а„- У1. плотность распределения временных интервалов патока импульсов на 1-м выходе делителя частоты 1

И А)с31- l хх(1).1х х — „-)т-ехр(- хИо) 1-" !

Вероятность р„ отсутствия импульсов данного потока за интервал времени

T / равна

p;-.- „. JH-ò) ÈÙ, а частота выходного сигнала) i-го канала преобразователя о " о.-(f1.„=) „f Р = J(tх)Е е„p(1Х(Щ

Т

В то же время для коэффициента деления а„ = 2 получим эависимоСть (фиг. 2, кривая в) хх îе (хх Ио)ехр(--Г-) 1003092 ф

Рис 8

BHHHIIH Заказ 1568/33 Тираж 704 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 максимальное отклонение которой от исходной зависимости (2) равно

0,27 )с; и . Для а 4 получаем зависимость (фиг. 2, кривая г) 5

4 4 Д Ро+ х е+484+2 ХоХ максимальное отклонение которой от функции (2) равно 0,195 jc„ So 10

Таким образом, погрешность работы каждого канала рассмотренного функционального преобразователя уменьшается с ростом коэффициента деления а„, и следовательно, точность данного функционального преобразователя в условиях обработки неравномерных сигналов будет выше точности известного, 20

Формула изобретения

Частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий группу вычитающих блоков, подключенн ис первыми входами к выходам делителя частоты, а выходами к входам соответствующих множительно-делительных блоков, соединенных выходами с входами сумматора, о т л и ч а .ю шийся тем, что, с целью повышения точности функционального преобразования неравномерных сигналов, вход, делителя частоты подключен к шине ввода частотноимпульсного сигнала, а вторые входы всех вычитающих блоков соединены с шиной ввода опорной частоты.

Источники информации, принятые во римание при экспертизе

1. Карпов Р.Г. Техника частотноВ! импульсного моделирования. М., Иашиностроение, 1969, с. 154-156, рис. 86.

2. Известия ВУЗов Приборостроение, 1978, Р 8, с. 17-19, рис. 1.

3. Авторское свидетельство СССР

9 215598, кл. G 06 G 7/26, 1966 (прототип).