Функциональный преобразователь частота - код

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в измерительно-вычислительных комплексах в качестве вычислителя функциональных зависимостей от частотно-импульсных сигналов. Изобретение позволяет повысить точность преобразования частоты в код. Преобразователь содержит два элемента И, три счетчика., запоминающий блок, выполненный в виде матрицы, триггер, регистр-сумматор, генератор тактовых импульсов, функциональньй генератор, преобразователь кода, входы Запуск и Установка нуля, вход и выход. 1 ил. ю to 00 to 00 О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (50 4 Н 03 М 5 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

f с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3786872/24-24 (22) 05.09.84 (46) 30.04.86. Бюл. 16 (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (72) С.Ф. Свиньин (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 436440, кл. Н 03 К 13/20, 01.06.72.

Авторское свидетельство СССР

М 403056, кл. Н 03 К 13/20, 13. 12.71. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЧАСТОТА — КОД

„„SU„„1228286 (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в измерительно-вычислительных комплексах в качестве вычислителя функциональных зависимостей от частотно-импульс-. ных сигналов. Изобретение позволяет повысить точность преобразования частоты в код. Преобразователь содержит два элемента И, три счетчика, запоминающий блок, выполненньпМ в виде матрицы, триггер, регистр-сумматор, генератор тактовых импульсов, функциональный генератор, преобразователь кода, входы "Запуск" и "Установка нуля", вход и выход. 1 ил.

1228286

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в измерительно-вычислительных комплексах в качестве вычислителя функциональных зависимостей от частотно-импульсных сигналов, в том числе для компенсации нелинейных характеристик частотных датчиков.

Цель изобретения — повышение точности преобразования за счет того, что кусочно-постоянное приращение приближения воспроизводимой функции представляется в виде обычного ряда

Уолша, а сама функция получается в результате накопления во времени ее элементарных приращений.

На чертеже представлена структурная схема функционального преобразователя частота — код, Функциональный преобразователь частота — код содержит первый элемент 1 И, первый счетчик 2, запоминающий блок 3, выполненный в виде матрицы, RS-триггер 4, второй элемент 5 И, регистр-сумматор 6, генеt ратор 7 тактовых импульсов, второй 8 и третий 9 счетчики, функциональный генератор 10, преобразователь 11 кода, вход 12 устройства, вход 13

"Запуск", вход 14 "Установка нуля", выход 15 устройства.

Алгоритм работы устройства основывается на преобразовании нелинейной зависимости 9 =О(). в эквивалентную ей функциональную зависимость 8 =8(1;}, где 1 — переменный временной интервал, прошедший с мо— мента прихода управляющего импульса запуска устройства до момента, когда через счетчик 2 пройдет определенное, заранее заданное число импульсов переменной частоты, кратное степени двух, которое вызовет его переполнение. Тем самым каждому значению нелинейной характеристики 8 =

= (), где — частота входных импульсов, однозначно ставится в соответствие момент времени, сигнализирующий о заполнении счетчика 2, причем импульс переполнения может служить управляющим сигналом конца преобразования, Переменный .интервал, фиксируемый по этому сигналу может быть использован как база для накопления функции — суммы вида 6 (1-) .

Воспроизводимая функция 6(1-) представляется в виде ряда по базисным интегральным кусочно-линейным функциям Уолша и-1

0(t) ) c,P,(t)+ a(o)

К=О

t где М (t) =-I,,(Ц)40 (о), — обычные ортогональные кусочно-постоянные функции Уолша, C — коэффициенты аппроксимирующего ряда.

В момент фиксации аргумента t величина 6() тоже фиксируется в виде числа.

Устройство начинает работу после прихода импульса на вход 14, устанавливающего начальный код ы (o) и регистр-сумматор 6 и нулевое состояние счетчиков 8 и 9.

При подаче на вход 13 импульса .0 запуска триггер 4 устанавливается

20 в состояние "1", в результате чего открываются элементы 1 и 5 И и тактовые импульсы от генератора 7 поступают на входы запоминающего блока 3 и счетчика 8, а входные импуль !5 сы переменной частоты — на вход счетчика 2. В счетчике 8 происходит накопление двоичного кода, пропорционального текущему значению вре t

30 мени. Он имеет два выхода: информационный выход в виде параллельного р-разрядного двоичного кода, соединенный с также р-разрядным входом генератора 10, и одноразрядный выход переполнения, который соединен с входом счетчика 9 и на котором появляется импульс переполнения каждый раз после поступления на вход счет-. чика 8 очередной последовательности

Р из 1> =2 гактовых импульсов.

В преобразователе 11 осуществляется преобразование по следующему алгоритму: если знаки коэффициента

С. H соответствующей функции Уолша совпадают, то в регистр-сумматор 6 ф с выхода преобразователя 11 поступает модуль коэффициента С., а если к знаки не совпадают„ то поступает значение коэффициента с отрицательным знаком и в дополнительном коде.

Все 1 =2 коэффициентов Уолша, по50 ступающие со своими первоначальными знаками из блока 3 через преобразователь 11, должны быть просуммированы в регистре-сумматоре 6 с накоплез5 нием суммы за интервал что обеспечивается синхронизацией блока 3 и счетчиком 8 (a через него генератором 10) с помощью тактовых

1228286

50 импульсов генератора 7 и коэффипиентом деления счетчика 8, равным и..

Коэффициент деления счетчика 9 также равен и, в результате чего частота смены кодов на соответствующем входе шины первого входа генератора 10 в раз меньше частоты смены кодов на его втором входе..

После каждой серии из и операций сложения в регистре-сумматоре 6 об- 10 разуется на его выходе, который является выходом устройства, значение функции О (t.), постоянное для текущего интервала времени от t, до 1.

1 1 +1

Затем серия из ь операций сложения коэффициентов снова повторяется с целью образования значения 6 (1:,1) на следующем интервале от t. дот, 1+1 бЯ и т.д.

Таким образом, содержимое регистра- 20 сумматора 6 циклически изменяется по закону функциональной зависимости

6(t) от текущего момента времени до момента, определяемого переполнением счетчика 2, При этом процесс преобра- 25 зования заканчивается: импульс переполнения с выхода счетчика 2 поступает на R -вход триггера 4, который устанавливается в состояние "0, в результате чего закрываются элементы 1 и 5 И, прекращается поступление как входных импульсов в счетчик 2, так и тактовых импульсов в блок 3 и счетчик 8, заканчивается выработка функций Уолша в генераторе

10 и поступление коэффиу ентов Уолша из матрицы 3 через преобразователь

11 в регистр-сумматор 6, в последнем фиксируется код 8 (г ) как функция временного интервала, прошедшего с . 40 момента запуска устройства до момента переполнения счетчика 2. Эта зависимость однозначно определяет и зависимость 8(E).

Структурная схема генератора 10 может быть представлена, исходя из аналитического выражения для функции Уолша, при диодном способе их упорядочения < .3 (О = (-1) ", где скалярное произведение (K, ) двоичных р-элементных векторов К и (а именно номера функции К =

К К ...Кр, номера двоичного отрезка-подинтервала j = j,j ...jð, которому принадлежит 4) берется на ос- 55 нове операции сложения элементов по модулю 2 и таким образом прини.мает значения либо О, либо 1: (q )32-К,,як. О,.К

В качестве преобразователя 11, выполняющего операцию преобразования прямого кода в дополнительный, может быть использован типовой комбинационный сумматор-вычитатель на основе полных одноразрядных сумматоров, в котором один из операндов представляется в дополнительном коде, а управляющий сигнал типа "сложить/вычесть" формируется как логическая комбинация (операция ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ) разряда знака, поступающего из блока 3, коэффициента С„ и двоичной цифры на выходе генератора 10.

Формула. изобретения

Функциональный преобразователь частота-код, содержащий запоминающий блок, выполненный в виде матрицы, первый и второй элементы И, регистр-сумматор, 8 -триггер и первый счетчик, вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого является входом преобразователя частота-код, а второй вход соединен с выходом триггера, выход регистра-сумматора является выходом преобразователя частотакод, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены второй и третий счетчики, функциональный генератор, преобразователь кода и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом о второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, вход которого соединен с входом

"Запуск" устройства, а R -вход — с выходом первого. счетчика, входы запоминающего блока и второго счетчика объединены и соединены с выходом второго элемента И, информационные входы второго счетчика соедине-. ны с соответствующими первыми входами функционального генератора, а выход переполнения соединен с входом третьего счетчика, выход которого соединен с вторым входом функционального генератора, выход которого подключен к управляющему входу преобразователя кода, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами запоминающего блока, а выходы — с соСоставитель Б. Ходов

Техред Н. Бонкало

Редактор Н. Киштулинец

Корректор А. Обручар

Заказ 2298/59 Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ответствующими входами регистра-сумматора, установочные входы второго и третьего счетчиков и регистра-сумма228286 Ь тора объединены и соединены с входом "Установка нуля" преобразователя, .частота-код.