Преобразователь частота-код
- ° ". ° - у „," чОПИСАНИЕ
Союз Советских
Социалистических
Республик и >782154
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву о 358780 (22) Заявлено 25. 04. 79 (21) 2756662/26-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл,3
Н 03 К 13/20
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и отнрытий
Опубликовано 2311,80, Бюллетень М 43 (53) УДК 621 317.76(088.8) Дата опубликования описания 25,11.80 (72) Авторы изобретения
Ю. A. Смагин, Н. П. Смирнова и E. Ф. Трифонов
Пензенский завод ВТУЗ при заводе ВЭМ (Филиал Пензенского политехнического института1 (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТА-КОД
Изобретение относится к цифровой электроиэмерительной технике и может быть использовано для преобразования, абсолютного эыачения относительного отклонения неизвестной частоты от номинального в цифровой код.
По основному авт. св. 9 358780 известен преобразователь, который содержит два соединенных последовательно двоичных умножителя частоты с од- ® ним управляющим счетчиком. За время, равное длительности периода измеряемого сигнала, на выходе преобразователя получают код, пропорциональный значению неизвестной частоты t 1). 15
Недостатком этого преобразователя является то, что он имеет ограниченные функциональные возможности.
Цель изобретения - расширение фун" 20 кциональных возможностей преобразователя за счет сообщения возможности преобразователя относительного отклонения неизьестной частоты от номинального значения. 25
Поставленная цель достигается тем, что в, преобразователь частота-код, содержащий два последовательно со- единенных двоичных умиожителя частоты с одним управляющим счетчиком,. Я генератор опорной частоты, выход ко-1 торого соединен со счетчиком импульсов одного иэ умножителей, и блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам двоичных умножителей, дополнительно введены двоичный умножитель, счетчик номинального значения периодов, блок сравнения, ключ и счетчик результата, причем выход генератора опорной частоты подключен ко входам дополнительного двоичного умножителя и счетчика номинального значения периодов, управляющий вход которого соед инен с дополнительным выходом блока управления, а выход — со входом блока сравнения, упр=вля1ощий вход которого соединен с входной шиной преобразователя, а выход — с одним иэ входов дополнительного ключа, другой вход которого подключен к выходу второго двоичного умножителя, выход дополнительного ключа подключен ко входу счетчика результата, Первый выход блока управления подключен к управляющему входу дополнительного двоичного умножителя, первый и второй выходы которого соединены соответственно с одним иэ входов ключа и дополнительным входом блока управления.
78?154
На чертеже приведена структурная схема преобразователя частота-код.
Преобразователь частота-код содержит генератор 1 опорной частоты, дополнительный двоичный умножитель 2 частоты, состоящий из управляющего егистра 3, системы импульсно-потениальных ключей 4, счетчика 5 импуль1сов, элемента ИЛИ 6, блок 7 управления,ключ 8, два двоичных умножителя 9 частоты, состоящие из управляющего счетчика 10, системы импульсно-потенциальных ключей 11 и 12, элементов ИЛИ 13 и 14, счетчиков 15 и 16 импульсов, счетчик 17 номинального значения периода, блок 18 сравнения периодов, счетчик 19 результата, дополнительный ключ 20, входную шину 21.
В режиме преобразования относительного отклонеиия неизвестной частоты от номинального значения в цифровой код с приходом очередного им- ;И« пульса измеряемой частоты устройство приводится блоком 7 управления в исходное состояние. При этом s y)«равляющий регистр 3 заносится число
NH = k- н (где k — коэффициент F„ номинальное значение частоты)> в счетчик 17 номинального значения пернбда записывается обратный код чис.)та Мр Т,) Ер (Где Тн = 1/fн" период номинального значения частоты,f значение частоты опорного генерато- 30 ра 1), ключи 8 и 20 закрыты, в управляющий счетчик 10 заносится число К,соответствующее максимальному значению неизвестной частоты
Работа преобразователя осуществля- 35 ется следующим образом.
По истечении времени, равного длительности минимального из измеряемых периодов T„,áëoê 7 управления откры-. вает ключ 8 и импульсы частоты Г с выхода дополнительного двоичного умножителя 2 частоты (выход элемента ИЛИ
6) начинает поступать на вход счетчика 16. Значение частоты f ««„/«4 fo, (1), где йсч — числоваЯ емкость йаждого из счетчиков 5, 16 и 15. С выхода элемента HJIH 13 на вход счетчика 15 поступают импульсы частоты н -п )
На выходе элемента ИЛИ 14 Формируются импульсы частоты 55 clnfk} Ng Ер ™ р „(«)р ««ь Получим Выбираем Ммакс «)Ъ )) мни сч (7) Ы n «H — Са макс М g T и ax Н -.т) (t) Ъ «)« СЧ Число h n, зафиксированное счетчиком 60 19 результата за интервал aT Tx -Т«,, определяется из выражений (9) и (8) 1 мь,,1 У (с)= - „ — — fp -ь)в)1 сч или с учетом выражений (1) и (2) Число импульсов n(t), пришедших на вычитающий вход управляющего счетчика 10, определяется уравнением n(t) = Je>(t)dt или с учетом (3) ) )() = "P (NÄ - n()) ° дй (4) макс Продифференцировав левую и правую . части выражения (4) и разделив переменные, получим Cln(t) N„. f = — "— й-dt, (5) Г)к«ак; (1.}) l4 Рассмотрим работу устройства при .„а „, т.е. Т„q Т„. При накоплении в счетчике 17 числа No Т„ f Формируется импульс переполнения и по этому импульсу блок 18 сравнения периодов откроет по управляющему входу дополнительный ключ 20, а с приходом импульса частоты fx с шины 21 блок 18 закроет этот ключ. За время Т)) -Т через открытый ключ 20 . по сигнальному входу с выхода ИЛИ 14 импульсы. частоты 1 () поступают на счетчик результата 19. Для нахождения этого числа импульсов вначале проинтегрируем выражение (5), выбрав соответствующим образом пределы интегрирования, 1 „« ««. о 8 Ко Тн ь хннн (6) )"акс сч с.ч С учетом (7) находим из (6), что (8) «) сч п1= Й макс м„ т„ Выбрав пределы интегрирования левой части выражения (5) от 0 до п, а правой от Т„;„до T„, и провед3 аналогичные преобразования, получим 782154 с.ч 0þf ) . % у " fo fí . < о В случае, если f< y 1„, т..е. Тх С Тн, при поступлении импульса f с шины 21 блок 18 сравнения периодов открывает дополнительный ключ 20 по управляющему входу. С приходом импульса переполнения со счетчика 17 блок 18 сравнения закрывает дополнительный ключ 20. Число импульсов частоты f> (t), прошедших через ключ 20 на интервал ЬТ = Тц - Т на управляющий счетчик 10, определяется аналогичным образом, как и при f> (fz. Таким образом, за время, равное длительности одного периода неизвестной частоты 1„, в управляющем счетчике 10 формируется код, пропорциональный QTHoсительному отклонению неизвестной частоты от номинального значения. Знак отклонения может устанавливаться нн" дицированием состояния триггера знака (на схеме не показан), коммутируемого по логическим входам импульсами с выхода счетчика 17 и с шины 21. Формула изобретения Преобразователь частота-код по ав1$ торскому свидетельству 9 358780, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в него дополнительно aseдены двоичный умножитель, счетчик щ номинального значения периодов, блок сравнения, ключ и счетчик результата, причем выход генератора опорной частоты подключен ко входу дополнительного двоичного умножителя и счетчика номинального значения периодов, управляющий вход которого соединен с дополнительным выходом блока управления, а выход - со входом блока срав.нения, управляющий вход которого соединен с входной шиной преобразоваЗО теля, а выход - с одним из входов дополнительного ключа, другой вход которого подключен к выходу второго двоичного умиожителя, выход доПолиительного ключа подключен ко входу ЗЗ счетчика результата, первый выход блока управления подключен к управляющему входу дополнительного двоичио» ro умиожителя, первый и второй выходы которого соединены соответственно щ с одним из входов ключа и дополнительным входом блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР с 9 358780 ° zn H 03 13/20 1971 ВНИИПИ Заказ 81б7/73 Тираж 995 Подписное ф иал ППП Патент, г. Ужгород, Ул. Проектная, 4 ., С учетом й„ = К fH, окончательно В случае преобразования абсолютного значения неизвестной частоты f» в код работа устройства аналогична работе известного преобразователя с 1 ой лишь разницей, что в этом режиме, лок 7 управления с приходом импульса частоты f> устанавливает s управляющем регистре 3 все триггеры в единицу, в результате чего с выхода элемента ИЛИ 6 следуют импульсы частоты f< Ез. Таким образом, преобразователь обладает высоким быстродйствием, оцениваемым в один период входного сигнала. Применение его особенно эффективно при преобразОвании в код относительных отклонений и абсолютных значений низких и инфранизких частот, для которых он и предназначен. Предлагаемый преобразователь может быть использован в качестве лабора.торного измерительного прибора, а так же в качестве измерительного блока информационно-измерительных систем с частотным унифицированным сигналом и может быть выполнен на основе обычных, большей частью унифицированных, узлов и элементов дискретной техники.
