Цифровое устройство для обработки информации многопараметровых частотных датчиков

Цифровое устройство для обработки информации многопараметровых частотных датчиков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЩ1И МНОГОПАРАМЕТРОВЫХ ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИКОВ, содержащее формирователь временных интервалов, опорный генератор, блок ключей и h реверсивных счетчиков, выход опорного генератора подключен к формирователю временных интервалов, выходы которого связаны с управляющими входами блока ключей, а выходы блока ключей соединены с суммирующими и вычитающими входа ми реверсивных счетчиков, отличающееся тем, что, с целью повышения точности обработки информации и расширения функциональных возможностей , в иего введены распределитель импульсов и h блоков синхронизации , первые входы которых соединены с выходом опорного генератора, вторые входы подключены к выходам распределителя импульсов, а выходы связаны с информационными входами блока § ключей, при этом выход опорного генератора подключен к входу распределителя импульсов, а входами устройства являются третьи входы блоков синхронизации ,с:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09} О1}

4(51) G О! R 23 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ..:„: .;:3

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1.,1,-., -=.,-.ЯР „ (54) (57) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ МНОГОПАРАМЕТРОВЬИ

ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИКОВ, содержащее формирователь временных интервалов, опорный генератор, блок ключей и h реверсивных счетчиков, выход опорного ге(2! ) 3656157/24-21 (22) 28.10.83 (46) 07.02.85. Бюл. М 5 (72) В. Я. Баржин, Ф. Ф. Колпаков, В. А. Писарев, В. А. Шевелев и В. IE. Яремчук (71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им. Н. Е. Жуковского (53) 681.3(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

Ф 851752, кл. G 01 R 23/10, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

У. 851279, кл. G Ol R 23/10, 1981 (прототип). нератора подключен к формирователю временных интервалов, выходы которого связаны с управляющими входами блока ключей, а выходы блока ключей соединены с суммирующими ивычитающими входами реверсивных счетчиков, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения точности обработки информации и расширения функциональных возможностей, в него введены распределитель импульсов и блоков синхронизации, первые входы которых соединены с выходом опорного генератора, вторые входы подключены к выходам распределителя импульсов, а выходы связаны с информационными входами блока I ключей, при этом выход опорного генератора подключен к входу распределителя импульсов, а входами устройства являются третьи входы блоков синхронизации.

Р

1 113875

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении телеметрических систем одновременного контроля нескольких разнородных физических параметров.

Известно устройство для обработки информации двухпараметровых частотных датчиков, содержащее блок разделения каналов, опорный генератор и формирователь временных интервалов г.! 7.

Данное устройство имеет низкую точность и не может обрабатывать более двух частотных сигналов, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровое устройство для обработки инФопмации двухпараметровых частотных датчиков, содержащее формирователь временных интервалов, опорный генератор, блок ключей, и реверсивных счетчиков, выход опорного генератора подключен к формирователю временных интервалов, выходы которого связаны с управляющими входами блока ключей, а выходы блока ключей соединены с суммирующими и вычитающими входами реверсивных счетчиков, и блок разделения каналов г.21„

Недостатком известного устройства является низкая точность и невозможность обработки более двух частотных сигналов.

Цель изобретения — повышение точности обработки информации и расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровое устройство для обработки информации многопараметровых 40 частотных датчиков, содержащее формирователь временных интервалов, опорный генератор, блок ключей и и реверсивных счетчиков, выход опорного генератора подключен к формирователю 4> временных интервалов, выходы которого связаны с управляющими входами блока ключей, а выходы блока ключей соединены с суммирующими и вычитающими входами реверсивных счетчиков,введены распределитель импульсов и и блоков синхронизации, первые входы которых соединены с выходом опорного re нератора, вторые входы подключены к выходам распределителя импульсов, а 55 выходы связаны с информационными входами блока ключей, при этом выход опорного генератора подключен к входу

6 2 распределителя импульсов, а входами устройства являются третьи входы блоков синхронизации.

На чертеже показана функциональная схема цифрового устройства обработки информации многопараметровых частотных датчиков.

Устройство содержит опорный генератор 1, распределитель 2 импульсов, блоков 3 синхронизации,формирователь 4 временных интервалов, блок

5 ключей, и реверсивных счетчиков 6.

Выход опорного генератора 1 подключен к формирователю 4 временных интервалов, выходы которого связаны с управляющими входами блока 5 ключей.

Выходы блока 5 ключей соединены с суммирующими и вычитающими входами реверсивных счетчиков 6.

Первые входы блоков 3 синхронизации соединены с выходом опорного гене" ратора l, а вторые входы подключены к выходам распределителя 2 импульсов.

Выходы блоков 3 синхронизации подключены к информационным входам блока ключей 5. Выход опорного генератора подключен к-входу распределителя 2 импульсов. Входами устройства являются третьи входы блоков 3 синхронизации, на которые подаются выходные сигналы автогенераторов, кварцевые резонаторы которых включены в многопараметровый чувствительный датчик.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал опорного генератора 1 посту-пает на распределитель 2 импульсов, устройство 3 синхронизации и формирователь 4 временных интервалов.

Для разделения во времени прихода фронтов импульсов информационных частот распределитель импульсов 2 формирует h cpBHHjjTbl2; друг относительно друга по фазе на -" частот f;(i = l,n), равных f,/h, где f — частота опорного генератора l.

Обычно информационный сигнал, поступающий от датчика, гетеродинируется, поэтому информационные частоты

Р; (i = l,n) в 300-400 раз ниже, чем

Это позволяег синхронизировать о фронты информационных частот F;(i

l n) с соответствующими f; (i = I n) без существенных потерь информации.

Максимальная задержка прихода фронта информационного импульса составит

Т и, где Т вЂ” период опорной частоты f . Поскольку f гораздо вышее, з 113 чем информационные частоты, то задержка будет мала по отношению к гериоду информационной частоты, кроме того, она не.накапливается, поэтому в худшем случае за все время счета

tij она может привести к потере од- . ного фронта информационной частоты, что не превышает собственной погрешности реверсивного счетчика. Одновременно на входы устройств синхронизации подаются информационные частоты F, (i = l,n), по фронтам которых на выходе устройств синхронизации формируются короткие импульсы длительностью, определяемой частотой опорного генератора. Поскольку короткие информационные импульсы каждой из входных частот синхронизированы со своим сдвинутым по фазе сигналом, то они не совпадают во времени, что позволяет одновременно по8756 реперной точке;

$. (!- =1, n J. — текущие частоты

1 автогенераторов °

Данное устройство определяет реше5 ние системы уравнений вида (1) относительно искомых параметров х (i

l,n), Решение ищется в виде х-хо=AF,(2) где х — х — вектор измеряемых физио ческих параметров;

F — вектор входных частот с автогенераторов;

А " — матрица, обратная матрице преобразования А !

Х О

1 12! . an с,о о о с

2< 22 " 2!! iG м n2! ann

+а (Х - x )+a (Х -Х )+...+а (Х -Х );" о

C 222о) " въ(о, оо)!

Е = +a (Х-Х )+а по м1 1 10) где a° .. (11=1 ) ! ! коэффициенты преобразования по 4 температуре, силе, массе и другим параметрам; — измеряемые физические параметры; оО координаты реперной точки, в которой определялись . коэффициенты чувствительности 55 а;. (i j = l n); начальные частоты

Х. (1=1!n 1 (1 1,n ) 11=1! n ) автогенераторов в давать их на соответствующие входы реверсивных счетчиков 6.

Многопараметровый метод измерений основан на совместном использовании нескольких многомерных вьгходных сигналов автогенераторов, кварцевые резонаторы которых включены в многопараметровый чувствительный. датчик. Причем эти сигналы различным образом зависят от измеряемых физических вели О чин и благодаря возможности варьировать в широких пределах избирательность кварцевых резонаторов (коэффициенты чувствительности к измеряемым физическим параметрам) образуют в об- щем случае систему из и независимых уравнений

+a (x -Х )о! .(x -X )+...+a (x -х );

Коэффициенты сбратной матрицы А определяются как

11,j=1, n )

1!,1 где д,- — алгебраическое дополнение к о элементу а матрицы А; д — определитель матрицы А.

Все коэффициенты а . имеют раэ t f мерность Н/Гц, С /Гц и т.п., что позволяет перейти от системы уравнений (2) к системе следующего вида

N= TF, где N — вектор выходных кодов, образующихся в реверсивных счетчиках;

Т вЂ” матрица временных интервалов, в течение которых информационные частоты поступают на реверсивные счетчики;

F — - вектор информационных частот.

Временные интервалы t; (ij = 1,n}

1! составляющие матрицу Т, определяются из соотношения:

-1

= Ка1 где К вЂ” коэффициент пропорциональности, определяемый требуемой точностью представления информации в двоичном коде.

По сигналу "Пуск" блок 5,ключей обеспечивает коммутацию синхронизированных информационных частот к соответствующим входам реверсивных счетчиков 6 (что определяется знаком соответствующего коэффициента

1138756

Составитель С Лебедев

Редактор С. Патрушева ТехредЛ.Коцюбняк Корректор В-.Сирохман

Заказ )0682/35 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 матрицы А " ) в течение интервалов времени, задаваемых формирователем 4 временных интервалов (длительности интервалов соотносятся как соответствующие коэффициенты матрицы А ).

В результате по окончании самого большого временного интервала в реверсивных.летчиках 6 сформируются коды

N (i 1вп)е соответствующие искомым параметрам х (i Г,п)

10

Таким образом, введение в устройство распределителя импульсов и и устройств синхронизации информативных частот с частотой опорного генератора, соединенных с опорным генератором, кроме того, подключениЬ выходов распределителя, импульсов .к входам устройств синхронизации, а входов устройств синхронизации — к информационным входам блока ключей выгодно отличает предлагаемое устройство от известного и позволяет значительно расширить его. функциональные возможности и повысить точность обработки сигналов.