Частотно-импульсный функциональный преобразователь

 

О П И - — "А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (11) 543945

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.06.7 5 (21) 2141502/24 с присоединением заявки «¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано25.01.77.Бюллетень № 3 (45) Дата опубликования описания11.05.77 (51) М. Кл. 506 Г 15/34

Гасударственный комитет

Совета Мииистров СССР ао делам изоаретеиий и открытий (53) УДК 681.325 (088,8) Ю, В. Каллиников (72) Автор изобретения

Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (71) Заявитель (54) ЧАСТОТНС -ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для воспроизведения функций изменения выходного частстно-импульсного сигнала. 5

Известны функциональные преобразователи с частотно -импульсным выходным сигналом, реализуюшие принцип кусочно пинейной аппроксимации.

Одно из известных устройств (1) содер- 10 жит последовательно соединенные первый де литепь, счетчик, дешифратор, запоминаюший блок, элемент "И", второй вход которого через второй делитель соединен со входом устройства, и элемент ИЛИ, выход которого (5 подкпючен ко входу первого делителя и выходу устройства.

Известен преобразователь (2), содержащий генератор опорной частоты, выход которого соединен с сигнальным входом первого управляемого делителя частоты, соединенного вы» ходом с сигнальным входом второго управпяемого делителя частоты, выход которого является выходом преобразователя, и подключенного цифровыми входами коэффициента де

2 пения к первым выходам блока памяти, соединенного первыми входами с первыми выходами дешифратора.

Недостатком. функциональных преобразователей является ограниченность класса воспроизводимых функций и их узкий частотно -временной диапазон. трелью изобретения является расширение класса и частотно-временного диапазона воспроизводимых функций и соответственно повышение точности воспроизведения и уменьшение флуктуаций выходной частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразоватепь дополнительно введены управляемый делитель частоты и блок управления, соединенный входами со вторыми выходами дешифратора и подключенный выходами к второму входу блока памяти и управляющим входом первого управляемого делителя частоты, соединенного счетным входом коэффициента деления и цифровыми выходами коэффициента деления соответственно с выходом дополнительного ynpaanseìoãî делителя частоты, сигнальный вход которого подкпю чен к выходу генератора опорной частоты, 543945

1=в о к

60 и входами дешифратора„причем вторые и третьи выходы блока памяти соединены с ответственно с цифровыми входами коэффициентов деления второго и дополнительного управляемых делителей чатоты. 5

На чертеже изображена блок-схема частотно-импульсного функционального преобразователя.

Преобразователь содержит генератор 1 опорной частоты, три управляемых делите- щ ля частоты 2-4, дешифратор 5, блок памяти 6 и блок управления 7. Управляемый делитель частоты 2, выполняющий функции частотного интегратора, содержит счетчик-делитель 8, управляющий реверсив- 15 ный счетчик 9, элементы»И» 10 по числу разрядов счетчиков и элемент "ИЛИ" 11.

Управляемые делители частоты 3 и 4, выполняющие функции деления входной частоты на переменный коэффициент деления, вводи- 2Е мый в память делителя, могут быть вь;полнены, например, на вычитаюшем счетчике в регистре памяти, соединенных между собой через схему переноса кода.

Работает преобразователь следующим 25 образом. По сигналу "пуск", поступающему на вход блока управления 7, все блоки устройства устанавливаются в исходное положение. Затем по сигналу на управляющем выходе блока управления 7 в зависимости 30 от требуемого характера изменения заданной функции управляющий реверсивный счетчик 9 в делителе 2 устанавливается в поло« жение "вычитание, если требуется воспроизведение убывающей во времени функции, или в положение "сложение", если требуется воспроизведение возрастающей во времени функции. Одновременно по сигналу с блока управления 7 из блока памяти 6 в

I регистры памяти управляемых делителей частоты 3 и 4 записываются в виде цифрового кода требуемые коэффициенты деления К1 и К2 . Причем К» выбирается постояннь;м на все время работы по воспроизведению заданной функции и зависит от требуемой точности и временного интервала, на котором формируется заданная функция. Коэффициент К выбирается

Я соответствующим первому линейному отрезку, аппроксимирующему заданную функцию, и меняется при достижении функцией узлов аппроксимации. Импульсы высокой опорной частоты с выхода генератора

1 начинают поступать на сигнальные входы управляемых делителей частоты 2 и 3.

С выхода делителя 3 на счетный вход реверсивного счетчика 9 поступают импульсы с частотой

В реверсивном счетчике 4 эти импульсы суммируются или вычитаются в зависи мости от характера изменения заданной функции. Текущее значение кода в реверсивном счетчике 9 для монотонно возрастающей функции при нулевом начальном значении определяется выражением й,= f Jt

И/

О где 7=2 /f — временной интервал, на ко( тором формируется заданная функция, д — число разрядов в двоичных счетчиках 8 и 9. Для монотонно убывающей функции текущее значение кода в реверсивном. счетчике 9 определяется выражением т

N, = =N0где No — начальный код, вводимый в счетчик 9 из блока памяти 6. Код Я опреде4 ляет коэффициент умножения делителя 2, работающего в режиме двоичного умножителя, Импульсы частоты fo делятся в счетчике - делителе 8 и с выходов счетчика поступают на открытые выходами счетчика

9 элементы И" 10. Импульсы, прошедшие через открытые элементы»И" 10, суммируются элементом "ИЛИ" 11, на выходе которого формируется последовательность импульсов, следующих со средней частотой

1= — я г р

Импульсы с частотой 7 поступают на сиг нальный вход делителя 4, в регистре памяти которого установлен коэффициент деления )(соответствующий " -му" аппроксими2(4 руюшему отрезку заданной функции. Частота следования импульсов на выходе делителя 4, являющаяся выходной частотой устройства fâûõ= 72/ "2 1 ° возрастающей функцйй выходная частота будет меняться по выражению

Ь

Вых г(.к ° g ги к,к о где = /Я"Я - постоянная частота, Для монотонно убывающей функции выходная частота устройства будет равна

1 выл g .Ê ((а К

При достижении текущим значением кода

N в счетчике 9 значений соответствующих узлам аппроксимации, на соответствующем выходе дешифратора 5 появляется сигнал, по которому из блока памяти 6 в регистр памяти делителя 4 записывается новое значение коэффициента деления К, меняющее скорость изменения частоты f

Соответственно переключение направления

543945 счета импульсов в счетчике 9 позволяет переходить от возрастающего изменения функции к убывающему, и обратно. Так, если вначале функция возрастает,то счетчик 9 сигналом с блока управления 7 обнуляется 5 и устанавливается на "сложение" входных импульсов. При достижении текущим значением кода Я в счетчике 9 величины соот« ветствующей узлу аппроксимации, в котором направление изменения функции меняет- 10 ся по знаку, блок управления 7 по сигналу с дешифратора 5 вырабатывает сигнал, изменяющий направление счета в счетчике

9 на вычитание", и устанавливает новое значение коэффициента деления К в делите- 15 ле 4. Если же заданная функция имеет вначале убывающий характер, то по сигналу с блока управления 7 из блока памяти 6 записывается в счетчик 9 начальное значение кода Nр, а счетчик 9 устанавливается на "вычитание".

Такое псх=троение устройства позволяет существенно расширить класс и частотновременной диапазон воспроизводимых функ25 ций, а также увеличить точность и уменьшить флуктуации выходной частоты, Формула изобретения

Частотно-импульсный функциональный преобразователь, содержащий генератор опорной частоты, выход которого соединен с сигнальным входом первого управляемого дели-З5 тели частоты, соединенного выходом с сигнальным входом второго управляемого делителя частоты, выход которого является выходом преобразователя, и подключенного цифровыми входами коэффициента деления к первым выходам блока памяти, соединенного первыми входами с первыми выходамидешифратора, о тлич аю щи йс я тем, что, с целью расширения класса и частотно-временного диапазона воспроизводимых функций, в преобразователь дополнительно введены управляемый делитель частоты и блок управления, соединенный входами со вторыми выходами дешифратора и подключенный выходами к второму входу блока памяти и управляющим входам первого управляемого делителя частоты, соединенного счетным входом коэффициента деления и цифровыми выходами коэффициента деления соответственно с выходом дополнительного управляемого делителя частоты, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, и входами дешифратора, причем вторые и третьи выходы блока памяти соединены соответственно с цифровыми входами коэффициентов деления второго и дополнительного управляемых делителей частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 376778, М.Кл . 006 G 7/26, 197 1 г, 2. Авторское свидетельство СССР № 369683, М.Кл . Н 03 К 3/72, 1971 г. (прототип) .

Составитель Ю. Каллиников

Редактор Ф. Хлебников Техред M. Левицкая Корректор И, Гоксич

Заказ 872/64 Тираж 818 Подписное

UHHHfIH Государственного комитета Совета Миныаров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4