Преобразователь частоты в цифровой код

Преобразователь частоты в цифровой код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 11.Х.1965 (№ 1033098/26-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано ЗО.Х1.1966. Бюллетень № 24

Кл. 42m, 14 комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК б 06f

УДК 681.142.523.8:53. .087.92 (088.8) Дата опубликова

Автор изобретения

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЪ| В ЦИФРОВОЙ КОД

Заявитель Киевский завод электрон

Известны преобразователи частоты в цифровой код с автоматической установкой шкалы измерений, содержащие измерительные схемы со счетчиками длительности периодов и количества периодов, переключатель точности, логические схемы «ИЛИ», триггер признака заданной точности, вентили измерительных схем длительности периода и коли; честна периодов, инвертор и генератор кваптующих импульсов. Предло»<енное устройство отличается тем, что в нем счетчик длительности периода соединен через переключатель точности со схемой совпадения, связанной с триггером признака заданной точности, выход последнего через схему «ИЛИ» соединен с первым вентилем измерительной схемы длительности периодов, а выход схемы «ИЛИ» через инвертор подключен к вентилю счетчика количества периодов и ко второму вентилю измерительной схемы длительности периода.

На чертеже изображена блок-схема преобразователя частоты в цифровой код с автоматической установкой шкалы измерения.

Преобразуемая частота поступает»а вход усилителя-формирователя 1, выход которого подключен ко входу вентиля 2. На второй вход вентиля подключен «единичпый» выход триггера 8. На «единичный» вход триггера 8 со входа «запуск» через линию задержки 4 подается импульс запуска, на «нулевой» вход годключен выход схемы «ИЛИ» 5. Выход вентиля 2 подсоединен ко входу вентиля б и ко входам вентилей 7, 8. На вход вентиля б подключен также выход схемы «ИЛИ» 9, он же соединен со входом инвертора 10, выход которого подключен ко входу вентиля 8 и вентиля 7.

На вход схемы «ИЛИ» 11 подключен выход вентиля б, а на выход — «нулевой» вход триггера 12. Потенциал с «нулевого» выхода триггера 12 поступает на управляющий вход вентиля 18. Второй вход вентиля 18 соединен с выходом генератора 14 калиброванной частоты. Выход вентиля 18 подключен ко входу счетчика 15 длительности периодов. Потенциалы с триггеров счетчика длительности периодов поступают на вход переключателя 1б точности. Выходы переключателя точности соединены со входами схемы совпадения 17.

Выход схемы совпадения соединен с «единичным» входом триггера 18 признака заданной точности. «Единичный» выход триггера 18 подключен ко входу схемы «ИЛИ» 9. На

25 «ход «ИЛИ» 9 подключен выход схемы 19 совпадения, на входы которой поступают потенциалы с триггеров счетчика 20 количества периодов. Вход счетчика 20 соединен с выходом вентиля 8. «Единичный» выход триггера

12 подключен ко входу формирующей цепоч189628 ки 21, выход которой соединен со входом схемы «ИЛИ» 5. Импульс запуска поступает на входы линии задержки 4, схемы «ИЛИ» 5, схемы «ИЛИ» 11, на «нулевой» вход триггера 18, на «пулевые»-входы триггеров счетчи- 5 ка 15 длительности периодов и счетчика 20 количества периодов.

Прсооразователь частоты в код с автоматической установкой шкалы измерений работает следующим образом.

Перед началом измерений переключателем

1б точности устанавливается необходимая точность измерений. При этом на входы схемы совпадения 17 подключаются выходы триггеров счетчика длительности периодов 15, указывающие код числа, при представлении которым измеряемой величины погрешность дискретности .Йу е 5 Р йфе установленной.

На вход ус 5 теар-формирователя 1 поступает син соидальное напряжение преобразуемой частоты; На -:Выходе формируются импульсы, следующие частотой входного напряжения. Эти импульсы поступают на вход вентиля 2,, Импульс .запуска вначале устанавливает в

«О» все триггеры и счетчики, а затем через гремя, определяемое линией задержки 4, устанавливает триггер 8 в «1».

Потенциал с «единичного» выхода триггера 3 поступает на другой вход вентиля 2 и разрешает прохождение импульсов с усилителя-формирователя 1 на выход этого вентиля.

Поскольку триггер 18 и триггеры счетчика 20 количества периодов в нулевом состоянии, через схему «ИЛИ» 9 на Вход вентиля б поступает запрещающий потенциал; он же, инвертированный инвертором 10, поступает как разрешающий потенциал на входы вентиля 7 и вентиля 8.

Первый импульс с выхода вентиля 2 через 40

Вентиль 7 поступает на «единичный» вход триггера 12 и устанавливает его в положение «1». Потенциал с «нулевого» выхода триггера 12 поступает на управляющий вход вентиля И и открывает его. Счетчик 15 дли- 45 тельности периодов начинает считать импульсы, поступающие на его вход с генератора 14 калиброванной частоты через вентиль И.

Одновременно первый импульс поступает на вход Вентиля 8 и проходит на выход, т. к. на его управляющем входе — разрешающий потенциал.

С выхода вентиля 8 первый импульс поступает па вход счетчика 20 количества периодов и просчитывается им. 55

Если до прихода второго импульса с усилителя-формирователя на счетчик длительности периодов с генератора калиброванной частоты поступит количество импульсов, меньше числа, устаногленного переключателем точно- 60 сти, то на входах схемы совпадения 17 не произойдег совпадения разрешающих потен- циалов; па выходе схемы совпадения импульс не Возникает. Триггер 18 останется в «нулевом» состоянии; на входе вентиля — запре- 65 щающий потенциал, а на входах вентилей 7, 8 — разрешающий.

Нторой импульс с выхода усилите 55I-формирователя пройдет через вентили 2 и 7 на

«единичный» вход триггера 12 и на вход счетчика количества периодов через вентиль

8. Триггер 12 не изменит своего состояния (останется в «1»); счетчик 20 количества периодов просчитает второй импульс.

На счетчик длительности периодов оудут поступать импульсы с генератора калиброванной частоты.

Если же до прихода К-го импульса, количество импульсов, поступивших с генератора калиброванной частоты на счетчик длительности периодов, будет больше числа, установленного переключателем точности, то в момент, когда эти числа будут равны, на выходе схемы совпадения возпикпет импульс. Импульс с выхода схемы совпадения поступаег на «единичный» вход триггера 18 и устанавливает его в положение «1». При этом с «единичного» выхода триггера 18 через схему

«ИЛИ» 9 на вход вентиля б поступает разрешающий потенциал, а па входы вентилей 7 и 8 — запрещающий потенциал с выхода инвертора 10.

К-й импульс с усилителя-формирователя пройдет через вентиль б и схему «ИЛИ» 11 на «нулевой» вход триггера 12, но не пройдет на счетчик 20 количества периодов. Он поставит триггер 12 в положение «О». При этом вентиль 18 закроется и прекратится поступление импульсов с генератора калиброванной частоты на счетчик длительности периодов.

На этом счетчике зафиксируется код, соответствующий длительности (К вЂ” 1) -периодов преобразуемой частоты, а на счетчике количества периодов — число (К вЂ” 1).

При переходе триггера 12 из «1» в «О» формирующая цепочка 21 формирует импульс конца преобразования, который через схему

«ИЛИ» 5 поступает на «нулевой» вход триггера 3 и устанавливает его в «О». На вход ьентиля 2 поступает потенциал, запрещающий прохождение импульсов с усилителяформирователя. Работа преобразователя прекращается.

Импульс конца преобразования вырабатывается также при заполнении счетчика количества периодов (все триггеры счетчика в состоянии «1»), так как при этом на схеме совпадения 19 вырабатывается разрешающий потенциал, который через схему «ИЛИ» 9 поступает на вход вентиля б, (n + 1)-й импульс (если емкость счетчика количества периодов 20 и единиц) пройдет на «нулевой»

Вход триггера 12 и установит его в «О». Вырабатывается импульс конца преобразования., На счетчике 15 длительности периодов зафиксируется код, соответствующий п периодам преобразуемой частоты, а на счетчике 20 количества периодов — число и.

Код на счетчике 15 длительности периодов и счетчике 20 количества периодов хранится

189628 до тех пор, пока не пройдет новый импульс запуска.

Все схемы преобразователя частоты в код с автоматической установкой шкалы измерений могут быть выполнены на любых элементах вычислительной техники, в частности на полупроводниковых приборах.

В качестве переключателя точности можно использовать любой переключатель, имеющий

m направлений и Р положений (если число, установленное на схеме совпадения 17 переключателем точности 1б, состоит из m разрядов, а количество требуемых значений точности P).

Если нет необходимости производить преобразования с различной точностью, потенциалы соответствующих выходов триггеров счетчика 15 длительности периодов подаются непосредственно на входы схемы совпадения

17.

Поскольку на счетчик 15 длительности периодов независимо от частоты входного сигнала с генератора 14 калиброванной частоты поступает число импульсов не меньше, чем исло, установленное переключателем точности, то погрешность дискретности во всем диапазоне частот будет не выше, определяемой этим числом.

Диапазоны преобразуемых частот можно определить из следующих формул: гк

N где /„— нижняя граница диапазона преобразуемых частот, ги;

F» — частота следования импульсов генератора калиброванной частоты, ги;

N — емкость счетчика длительности периодов, ед.

Емкость счетчика длительности периодов должна выбираться из следующего неравенства: лi ) 100

rJ 00 где б — погрешность дискретности, задаваемая переключателем точности, /,;

Верхняя частота:

,о

100 где t, — верхняя граница диапазона преобразуемых частот, ги;

6 — принятая погрешность дискретности, задаваемая переключателем точности, О/О, 10 F„, — частота следования импульсов генератора калиброванной частоты, ги; и — емкость счетчика количества периодов, ед.

Варьируя параметрами Р„, N, п, можно построить преобразователи, имеющие погрешность дискретности не более, установленной в широком диапазоне частот. Имеется также возможность изменять погрешность дискрет20 ности от преобразования к преобразованию.

Для определения значения частоты (в ги) необходимо разделить показания счетчика количества периодов на показания счетчика длительности периодов и результат умножить

25 на значение частоты следования импульсов генератора калиброванной частоты (в ги).

Предмет изобретения

Преобразователь частоты в цифровой код

30 с автоматической установкой шкалы измерений, содержащий измерительные схемы со счетчиками длительности периодов и количества периодов, переключатель точности, логические схемы «ИЛИ», триггер признака за35 данной точности, вентили, измерительных схем длительности периода и количества периодов, инвертор и генератор квантующих импульсов, отличающийся тем, что, с целью получения максимального быстродействия

40 при заданной точности, в нем счетчик длительности периода соединен через переключатель точности со схемой совпадения, связанной с триггером признака заданной точности, выход последнего через схему «ИЛИ»

45 соединен с первым вентилем измерительной схемы длительности периодов, а выход схемы

«ИЛИ» через инвертор подключен к вентилю счетчика количества периодов и ко второму вентилю измерительной схемы длительности

50 периода.

189628

Составитель Г. Шаповал

Редактор Т. Рыбалова Техред T. П. Курилко Корректоры: T. Н. Костикова и О. Б. Тюрина

Заказ 4150/8 Тираж 1075 Формат бум. 60<90 >

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, д. 2