Преобразователь частоты в код

 

Изобретение относится к электроизмерениям в области низких и инфранизких частот и может быть использовано в качестве преобразователей частоты сигнала в код и цифрового частотомера. Цель изобретения - повышение быстродействия достигается за счет уменьшения времени преобразования в код частоты. Устройство содержит формирователь 1 импульсов, ключи 2 и 5, счетчики 3,6 и 8 импульсов, ES-триггер 4, генератор 7 образцовой частоты, элемент И 9, элемент ИЛИ 10. Для достижения поставленной цели в устройство введен преобразователь код - частота 11, а первый счетчик 3 импульсов выполнен в виде реверсивного счетчика импульсов с предустанов- . кой. Это дает возможность с помощью предложенного устройства находить код, пропорциональный искомому значении измеряемой частоты. 2 ил. с & (Л Устанодна йынод

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

2 А1 (19) (И) (51) 4 (01 R 23/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8T0PGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3982530/24-21 (22) 03.12.85 (46) 07.05.87. Бюл. №- 17 (71 ) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проблемам развития Канско-Ачинского угольного бассейна (72 ) И.М.Федоров и В.А.Леоненко (53) 621.317.761 (088.8) (56) Martin I.D.Digital methods of frequency measurement: à comparison. — The Radio and Electronic

Engineer, 1972, v.42, ¹ 6, р.285-294.

Авторское свидетельство СССР № 537306, кл.G 01 R 23/00, 1976. (54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В КОД (57 ) Изобретение относится к электроизмерениям в области низких и инфраI низких частот и может быть использовано в качестве преобразователей частоты сигнала в код и цифрового частотомера. Цель изобретения — повышение быстродействия достигается эа счет уменьщения времени преобразования в код частоты. Устройство содержит формирователь 1 импульсов, ключи 2 и 5, счетчики 3,6 и 8 импульсов, RS-триггер 4, генератор 7 образцовой частоты, элемент И 9, элемент ИЛИ 10.

Для достижения поставленной цели в устройство введен преобразователь код — частота 11 а первый счетчик 3 импульсов выполнен в виде реверсивного счетчика импульсов с предустанов- а

Ю кой. Это дает возможность с помощью предложенного устройства находить код, пропорциональный искомому значению измеряемой частоты. 2 ил.

1 13089

Изобретение относится к электроизмерениям в области низких и инфранизких частот и может использоваться в качестве преобразователя частоты сигнала в код и цифрового частотомера.

Цель изобретения — повышение быстродействия эа счет уменьшения времени преобразования кода периода в код частоты. 10

На фиг.1 приведена структурная схема преобразователя; на фиг.2 временные диаграммы работы.

Преобразователь содержит последовательно соединенные формирователь

1 импульсов (ФИ), первый ключ 2 и первый счетчиК 3 (РСИ), последовательно соединенные RS-триггер 4, второй ключ 5 и второй счетчик 6 импульсов (СИ), а также генератор 7 образцовой частоты {ГОЧ), третий счетчик 8 импульсов (СИ), элемент И 9, элемент ИЛИ 10 и преобразователь 11 код — частота (ПКЧ ).

Входы ПКЧ 11 подключены к выходам

РСИ 3, а выход ПКЧ 11 через элемент

И 9 соединен со счетным входом СИ 8 и вычитающим входом РСИ 3. Второй вход элемента И 9 подключен к выходу RS-триггера 4, S-вход которого соединен с выходом ФИ 1, à R-вход— с выходом элемента ИЛИ 10, Выход

ГОЧ 7 подключен к вторым входам ключей 2 и 5. Вход разрешения записи

РСИ 3, управляющий вход ФИ 1, второй вход элемента ИЛИ 10, R-вход СИ 6 и

Р-вход СИ 8 объединены с входом "Установка" устройства, выходом которого являются информационные выходы

СИ 6. Первый вход элемента ИЛИ 10 соединен с выходом переноса СИ 8.

Преобразователь работает следующим образом. где о — коэффициент передачи ПКЧ 11.

Решение этого уравнения при начальЗО ных условиях N(t ) =,.М + и /f npu

= О таково:

В формулах за момент начала от35 счета времени,t = 0 принят момент окончания импульса, формируемого

ФИ 1.

При переполнении СИ 8 (фиг.2,ж) щ в РСИ 3 удерживается следующий код: откуда о/ + 1 1р о/ о

При поступлении на преобразова-. тель сигнала "Установка" в РСИ 3 заносится код числа NO 0, в СИ 6 и 8 записываются коды нуля. K-триггер 4 через элемент ИЛИ 10 также устанавливается в нуль и отключает счетный вход СИ 6 от ГОЧ 7. Сигнал "Установка" поступает также на управляющий вход ФИ 1 и разрешает формирование из входного сигнала одиночного прямоугольного импульса (фиг.2,в ) длительностью, равной периоду Т = 1И преобразуемого сигнала f — частота этого сигнала),.

23 2

Импульс, вырабатываемый ФИ, открывает ключ 2, и выходной сигнал ГОЧ 7 (фиг.2,6) проходит на выход ключа 2 в вице гребенки импульсов (фиг.2,г ).

Код N(t ) РСИ 3 (фиг.2,д) монотонно увеличивается во времени от значения No и достигает величины N +

+ f, /f. к моменту окончания выходного импульса ФИ 1, после чего ключ

2 закрывается (f — частота выходного сигнала ГОЧ 7 ).

Задним фронтом импульса ФИ 1 опрокидывает RS-триггер 4, открывается ключ 5 и на счетный вход СИ 6 начинают поступать выходные импульсы

ГОЧ 7. Одновременно деблокируется элемент И 9 и выход ПКЧ 11 соеди- няется с вычитающим входом РСИ 3 и счетным входом СИ 8, который имеет емкость 2 N .Ýïþðà выходного сигнала элемента И 9 приведена на фиг.2,е.

Содержимое N(t) РСИ 3 на данном этапе работы преобразователя изменяется во времени следующим образом:

dN{t)/dt +

Длительность временного интервала в течение которого содержимое

РСИ 3 уменьшается от значения

N0+ f /f до sHa IeHHs го /f No находим из соотношения

f(>/У вЂ” М = (й /й + И ) ехр(-<адг.), Импульс переполнения СИ 8 (фиг.2, з) через элемент ИЛИ 10 возвращает

RS-триггер 4 в исходное состояние, в результате чего закрывается ключ

3 1308

5 и СИ 6 прекращает работу, которая продолжалась лишь в течение интервала времени дt (фиг.2,и). За это время СИ 6 накопил следующий код:

N<= Й„ Ь (фиг.2,л). Используя полученное выражение для величины дС и разлагая его в ряд по степеням отношения N f/f, находим

В полученной формуле при f /N f ъ 30 можно пренебречь вторым и последующим слагаемыми суммы, стоящей в квадратных скобках (это приводит к 15 погрешности разложения менее 0,04Ж).

Тогда N< = 2N f/о .

Итак, с помощью преобразователя найден код, пропорциональный искомому значению измеряемой частоты Е, 20

Время gt вычисления кода М по предварительно определенному коду

f /f периода ht = 2 N,f/oL f . Если

N 30, f /f = 10 и М. = 10 Гц/

/бит, то Ь t 60 мкс. 25

Формула изобретения

Преобразователь частоты в код, содержащий последовательно соединен- 30 ные формирователь импульсов, ключ и счетчик импульсов, последовательно соединенные RS-триггер, второй

923 4 ключ и второй счетчик импульсов, а также генератор образцовой частоты, третий счетчик импульсов, элемент И н элемент ИЛИ, причем выход генератора образцовой частоты соединен с вторыми входами первого и вто oro

«>«>> Я-вход триггера подключен к выходу формирователя импульсов, а

R-вход — к выходу элемента ИЛИ, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен преобразователь код частота, входы которого подключены к выходам первого счетчика импульсов, выполненного в виде реверсивного счетчика импульсов с предустановкой, причем выход преобразователя код— частота соединен через элемент И с вычитающим входом первого счетчика импульсов и счетным входом третьего счетчика импульсов, второй вход элемента И подключен к выходу триггера, а вход разрешения записи первого счетчика импульсов, управляющий вход формирователя импульсов, R-входы второго и третьего счетчиков импульсов, второй вход элемента ИЛИ объединены с входом: "Установка", первый вход элемента ИЛИ соединен с выходом переноса третьего счетчика импульсов, а выходы разрядов второго счетчика импульсов являются выходом устройства.

1308923

Фиг. 2

Составитель Н.Федоров

Редактор О.йрковецкая Техред А.Кравчук Корректор M. Пожо

Заказ 1793/36 Тираж 731

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . no делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4