Устройство для преобразования частот импульсных последовательностей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оо790232 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено10 . 07. 78 (21) 26 4 4448/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 2312.80, Бкзллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 23.12.80 (51)М, Кл.

Н 03 К 5/19

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК б21.374 °. 33 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю. В. Гладков, Е. A. Евсеев и A. Н. Горбунов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕО

ПОСЛЕДО

Изобретение относится к импульс-! ной технике и может быть использова но в измерительных системах и автоматике. Устройство предназначено для .преобразования двух последовательнос- 5 тей импульсов в третью, при этом частота и длительность импульсов третьей последовательности равна соответственно частоте одной и временному интервалу между импульсами другой преоб- 10 разуемой последовательности импульсов.

Известен преобразователь импульсов р ссооддеерржжаащщиий и ттррииггггееррыы, формирователи выходных импульсов, источники зарядного тока, пороговое устройство и времязадающий конденсатор P1$ .

Недостатком устройства является невысокая точность, обусловленная разбросом параметров двух источников 2О постоянного тока, током одного из которых осуществляется заряд, а током другого — разряд времязадающего конденсатора.

Известен также преобразователь импульсов, который имеет более высокую точность преобразования, так как э нем исключается погрешность, вносимая разбросом параметров источника постоянного по величине тока благо- З0

БРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТ ИМПУЛЬСНЫХ

ВАТЕЛЬНОСТЕЙ

:I

4 " даря тому, что заряд и разряд интег,ратора осуществляется через один источник тока и содержит три триггера, элемент И, блок преобразования длительности импульсов в напряжение и элемент сравнения 21;

Недостатками данного устройства являются недостаточно широкий частотный диапазон и ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее четыре вентиля, счетчик импульсов, состоящий из триггеров, выходы которых соединены с входами вентилей 31.

Недостатком данного устройства являются ограниченные .функциональные возможности.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее четыре элемента И, первый вход первого из которых соединен с первой входной шиной, единичный вход первого триггера подключен к второй входной шине, первый вход второго элемента И соединен с входной шиной опорной частоты импульсов, второй вход — с выходом

790232 второго триггера, нулевой вход которого подключен к выходу счетчика импульсов и нулевому входу первого тр1. гера, первый выход которого подключен к выходной шине устройства и вто рому. входу первого элемента И, введен регистр сдвига, вход "Запись" которого соединен с выходом первого элемента И и единичным входом второго триггера, вход считывания — c вы ходом счетчика импульсов, поразрядный выход — с поразрядным входом счетчика импульсов, а поразрядный вход с поразрядным выходом счетчика импульсов, вход сложения которого подключен к выходу второго элемента И, а вход вычитания — к выходу третьего элемента И, первый вход которого соединен с входной шиной опорной частоты импульсов, а второй вход — с нулевым выходом первого. триггера и пер вым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к первому входу первого элемента И, а выход — к входу установки счетчика импульсов.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит счетчик 1 импульсов, выполненный реверсивным, регистр 2 сдвига, триггеры 3 и 4, элементы 5-8 И, входные шины 9-11, выходную шину 12. Шина 10 подключена к первым входам элементов 5 и б И.

Второй вход элемента 5 И соединен с аиной 12 и с единичным выходом триг гера 3, единичный вход которого соединен с шиной 11. Второй вход элемента б И соединен с нулевым выходом триггера 3 и с первым входом элемента 7 И, второй вход которого соединен с шиной 9 и с первым входом элемента 8 И. Выход элемента 5 И подключен к единичному входу триггера 4 и ко входу записи регистра 2. Выход элемента б И подключен к установочному входу счетчика 1. Выход элемента 7 И подключен ко входу вычитания, а выход элемента 8 И вЂ” ко входу сложения реверсивного счетчика 1. Второй вход элемента 8 И подключен к единичному выходу триггера 4. Нулевые входы триггеров 3 и 4 подключены к выходу счетчика 1 и ко нходу считывания регистра 2. Поразрядные выходы счетчика 1 соединены с поразрядными входами регистра 2, а поразрядные выходы регистра 2,подключены к поразрядным входам счетчика 1.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии регистр 2 и триггеры 3, 4 находятся в нулевом состоянии. Элементы 5 и 8 И закрыты по вторым входам низкими (запрещающими) потенциалами триггеров 3 и 4, элемент 6 И открыт по второму входу, а элемент 7- И по первому входу высоким (разрешающим) потенциалом нулевого выхода триггера 3. Первая последовательность импульсов F„ поступает на шину 10, вторая последовательность импульсон Г поступает на шину 11.

На шину 9 поступают высокочастотные импульсы опорной частоты F> . Импульсы опорной частоты Fo поступают через элемент 7 И на нычитающий вход счетчика 1.

С приходом очередного импульса последовательности Ft> открывается элемент б И, выходной сигнал которого поступает на установочный вход счетчика 1, устанавливая его (no пе 5 реднему фронту) в нулевое состояние.

После этого при поступлении на вычитающий вход с выхода элемента 7 И импульсов опорной частоты Ес> счетчик

1 начинает работать н режиме нычита20 ния до прихода второго импульса Г (момент времени с -t на фиг . 2), при этом соответствующее произвольному моменту времени с текущее показание счетчика 1 N в дополнительном коде у5 пропорционально интеРвалу времени

t — tq с момента поступления предшествовавшего импульса последовательности F< . К моменту поступления второго .импульса Fg н счетчике 1 запишется

З число в дополнительном коде, пропорциональное длительности периода следования импульсов первой последовательности — N . C >1 H Q QM BTopQ1 о импульса F счетчик 1 снова сбрасывается, после чего снова начинает работать в режиме вычитания до прихода третьего импульса . С приходом третьего импульса F, весь процесс повторяется .

С приходом первого импульса последовательности F (момент времени на диаграмме фиг. 2) триггер 3 устанавливается в единичное состояние и на шине 12 формируется передний фронт первого выходного импульса последова45 тельности F . При установке триггера

3 н единичное состояние открывается по второму входу элемент 5 И и закрываются по второму входу элемент б И и по первому входу элемент 7 И. При

5Q этом прекращается поступление импульсов опорной частоты F на вычитающий вход счетчика 1, в котором остается записанным н дополнительном коде число N< пропорциональное интер55 валу времени от момента времени tg до с,>(см. диаграмму на фиг. 2) . С приходом очередного импульса F (момент времени с )открывается элемент

5 И, выходной сигнал которого (по переднему фронту) осуществляет перезапись числа N<.из счетчика 1 в регистр 2 и устанавливает триггер 4 н единичное состояние. При этом открывается элемент 8 И, с выхода которого импульсы опорной частоты.Р начинают

65 поступать на вход сложения счетчика

790232.

1 до его переполнения . При переполнении счетчика 1 (момент времени с„)им- пульс переполнения устанавливает в исходное (нулевое) состояние триггеры

3 и 4 и считивает содержимое регистра 2 в счетчик 1. При этом регистр

2 устанавливается в исходное состояние, а в счетчике 1 снова запишется в дополнительном коде число Н, пропорциональное интервалу времейи с -t> .

При установке триггеров 3 и 4 в нулевое состояние на шине 12 формируется. задний фронт первого импульса F>, закрывается элемент 8 И и открываются элементы б и 7 И. При открывании элемента 7 И импульсы опорной частоты F снова начинают поступать на вычитающий вход счетчика 1, который начинает отсчитывать значение текущего временного интервала. Показание счетчика 1 в дополнительном коде в каждый момент времени пропорционально интервалу времени с момента поступления предшествующего импульса серии F а устройство вновь готово к формиронанию выходного импульса.

При поступлении очередного импульса последовательности F цикл рабаты устройства повторяется, формируется выходной импульс по сигналу переполнения счетчика 1, после чего на счетчик 1 переписывается из регистра 2 код, соотнетствующий длительности временнога интервала c момента предшествовавшего импульса Fg R счетчик

1 переключается на режим вычитания опорных импульсов и формирования кода текущего временного интервала.

В дальнейшем работа устройстна протекает аналогично.

Конструктивные особенности предлагаемого устройства позволяют расширить частотный диапазон,преобразователя. Устройство обеспечивает нормальную работу независимо ат времени поступления импульсов последовательности F относительно импульсов последовательности F< . Поэтому при ныбранном значении F имеется возможность повышать частоту F до зна2 чения F .

Кроме того расширяются функциональные возможности устройства. Так как устройство осуществляет измерение (запоминание) длительности каждого периода последовательности F< (работает в следующем режиме), та с приходом очередного импульса F на вы15

2О

50 ходе устройства формируется выходной импульс, длительность которого равна длительности периода, совпадающего с этим импульсом F< . Таким образом, осуществляется преобразование без дополнительной погрешности как при постоянном значении, так и при переменных значениях периодов импульсов последовательности.

Формула изобретения

Устройство для преобразования частот импульсных последовательностей, содержащее четыре элемента И, первый вход первого из которых соединен с первой входной. шиной, единичный вход первого триггера подключен к второй нходной шине, первый вход второго элемента И соединен с входной шиной опорной частоты импульсан, второй вход — с выходом второго триггера, нулевой вход которого подключен к выходу счетчика импульсов и нулевому входу первого триггера, первый выход которого подключен к выходной шине устройства и второму входу первого элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем что с целью расширения функциональных возможностей, в него введен регистр сдвига, вход "Запись " которого соединен с выходом первого элемента И и единичным входом второго триггера, вход считывания — с выходом счетчика импульсов, поразрядный выход — с поразрядным входом счетчика импульсов, а поразрядный вход — с пораз— рядным выходом счетчика импульсов, вход сложения которого подключен к выходу второго элемента И, а вход вычитания — к выходу третьего элемента И, первый вход которого соединен с входной шиной опорной частоты импульсов, а второй вход — с нулевым выходом первого триггера и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к первому входу первого элемента И, а выход к входу установки счетчика импульсов .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР 9 405172, кл. Н 03 К 5/156, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 515268, кл. Н 03 К 5/136, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 456366, кл . Н 03 К 21/36, 1972.

790232

Фие. 2

Составитель А ° Мамросенко

Редактор Е . Лушникова Техред A .4åïàíñêàÿ Корректор С. Шекмар, Заказ 9069 62 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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