Способ преобразования частоты следования импульсов в код

Способ преобразования частоты следования импульсов в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (ii) 528701

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сои)з Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 10.11.74 (21) 2075144/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.76. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 06.12.76 (51) М. Кл. Н ОЗК 13/02//

Н ОЗК 9/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УДК 621.317.361. (088,8) II OTKPbiTNH (72) Автор изобретения (71) Заявитель

1О. В. Каллнников

Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной. автоматизации нефтяной и химической промышленности (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ

ИМПУЛЪСОВ В КОД

Изобретение относится к измерительной и преобразовательной технике и может использоваться в частотно-импульсных преобразователях с представлением выходного сигнала в виде напряжения, кода, другой частоты следования импульсов.

Известен способ преобразования частоты следования им пульсов (1) в пропорциональную ей величину выходного сигнала, основанный на гиперболическом преобразовании в каждом такте между импульсами.

Известен также способ преобразования частоты следования импульсов в код (21, основанный на обратно-пропорциональном преобразовании в каждом интервале между импульсами, определении приращения преобразованной величины в предыдущем интервале, запоминании кода.

Известные способы преобразования обладают значительной динамической ошибкой при большом диапазоне изменения входного сигнала.

Цель изобретения — уменьшить динамическую ошибку преобразования.

Это достигается тем, что приращение преобразованной величины определяют путем добавления половины приращения, полученного на предыдущем интервале между HMпульсами, и приращения, полученного интегрированием на текущем временном интервале производной .входного сигнала, определенной в предыдущем такте.

На фиг. 1 показана диаграмма изменения модулирующего сигнала по времени;:на фиг.

2 — частотно-импульсный входной сигнал; на фиг. 3 — изменение выходного сигнала согласно предлатаемому способу; на фиг. 4 — блоксхема варианта устройства, поясняющего реализацию предложен ного способа.

По предлагаемому способу после преобразования временного интервала 7, в величину

A „ (t;), к ней добавляют половину приращения AN, /2 в предыдущем такте, а затем изменяют полученную величину добавлением

15 интеграла производной преобразуемой величины, полученной в предыдущем такте с учетом ее знака.

Выходной сигнал ia предлагаемом способе на,временном интервале Т;+, будет равен:

ЬЮ, N Ð;.,)=N„(t,) +AN (t). (1)

Производную в предлагаемом способе на текущем временном интервале T;+> определяют путем вычитания увеличенных в К.раз величин, полученных обратно пропорцитхнальным преобразованием временных интервалов между импульсами двух предыдущих временных интервалов Т, i и Т,, с последующим умножением результата вычитания на умень52870 (4) шенную iB К раз величину, полученную преобразованием временного интервала Т;.

Как известно, при вычитании из исходного сигнала N (t) задержанного N (t — At), получается величина, пропорциональная первой производной входного сигнала:

Fõ (t) N» (t) N» (t At) At + р+ х(t) д + у

2 dP dt 1 х () (2)

dt где R — сумма отображенных членов ряда

Тейлора, представляющая собой iMp.тодическую ошибку способа и за висящая от величин производных высших порядков, Если принять величину запаздывания At равной величине периода Т;, а вычитаемые величины получать обратно-пропорциональным преобразованием временных интервалов и с последующим увеличением их в К раз, то после вычитания этих величин получим:

AF„(Tc+>) == F„(t) — F„(t — Ti) = dN.(Ti+ü) T, т, т,, dt

Эта величина пропорциональна первой производной преобразованной величины на временном интервале Т; > и величине временного интервала Т; в предыдущем такте. Увеличение в К раз преобразованных величин позволяет увеличить точность дифференцирования.

Чтобы на выходе дифференцирующето устройства получить величину, численно равную первой производной преобразованной величины, результат вычитания умножают на уменьшенную в К раз величину, полученную преобразованием временного интервала Т;.

Тогда после умножения получим:

ЛЧ, (т,,) 1 П1Чх (т,,) + ) dt t KT, Если непрерывно (или дискретно) интегрировать полученную величину на интервале

Т;+и то на выходе интегратора будет непрерывно (дискретно) во време ни меняться приращение:

i+i

AN„(t) — " () - dt (5)

dt

t. которым экстра полируется изменение преобразованной величины в,интервале Т, ь в соответствии со знаком и величиной производной входного сигнала.

Выходная величина N p,(t) в предлагаемом способе показана на фиг. 3, в виде ,сплошных ступенек при. представлении выходного сигнала интегратора в дискретном

15 0

Зо

65 виде (например, частотно-импульсном). В случае представления выходного сигнала интегратора в аналоговом виде (например, в виде напряжения), преобразуемая, величина внутри времен ного интервала Т; > будет изменяться непрерывно, линейно. Как видно на графике, выходной сигнал имеет малую динамическую ошибку по отношению к модулирующему сигналу.

На фиг. 4 изображена блок-схема варианта устройства, поясняющая реализацию предлагаемого способа.

Устройство содержит блок управления 1, формирователь временного интервала 2, обратно-пропорциональный преобразователь 3, умножитель 4 на коэффициент К преобразованной .величины, блок памяти 5, вычитающее устройство 6, делитель 7 на коэффициент

К преобразованной величины, умножитель 8, и нтегратор 9, делитель 10 на коэффициент

2К и сумматор 11.

Входной сигнал в виде последовательности импульсов, частота которых f. (t) изменяется во времени,:поступает на блок упра вле ния 1, который управляет последовательностью работы блоков 2, 3, 4, 5 и 11. В формирователе временного интервала 2 из последо вательности входных импульсов формируется временной интервал T(t), равный текущему периоду,входного сипнала. В обратно.пропорциональном преобразователе 3 временной интервал преобразуется в обратно-пропорциональ1 ную величину N, (t) =. —. В умножителе 4 тр эта величина умножается на коэффициент К и на выходе появляется величина х ()

Величи на, полученная преобразованием предыдущего временного интервала Т; <, равК ная (- ) - т к — 1 заносится в блок памяти 5 и хранится в ней до окончания преобразования временного интервала Т;.

В вычитающем устройстве 6 производится вычитание величин, полученных преобразованием временных и нтервалов Т; и Т;, поступающих на его входы с блока памяти 5 и умножителя 4. На выходе вычитающего устройства 6 образуется разность

ЬР (,) = К ы" (i) Т, dt пропорциональная производной преобразованного сигнала и временному интер валу, равному запаздыванию. В вычитающем устройстве 6 определяется также з нак производной входного сигнала sign f, (t). Сигнал рассогласования AF® умножается в умножителе 8 на:выходную величину делителя 7 Nx(t)IK в котором сигнал преобразованной величины

N (t) с выхода обратно-пропорционального преобразователя 3 делится на коэффициент

К.

528701

На выходе умножителя 8 появляется сигнал

F (t ) СКФу (Е;)

dt численно равный производной преобразованной величины.

Этот сигнал интегрируется в интеграторе 9, с выхода которого непрерывно в виде линейно изменяющейся величины (или дискретно в виде ступенек) приращения сигнал, поступает на вход сумматора 11, на другие входы которого поступает сигнал _#_,(t;) преобразованной величины с выхода обратно-inponopuионального преобразователя 3, соответствующей моменту времени t„-, сигнал знака производной sign t„ (t), поступающей с,выхода вычи Nx (ti) тающего устройства 6 и сигнал по2 ловины приращения преобразованной величины, поступающей с выхода делителя 10, в котором .сигнал с выхода вычитающего устройства 6 делится на коэффициент 2К, т. е. д гх (ti) Fx (ti)

2 2К

В сумматор 11 по команде с формирователя 2 сначала записывается преобразованная величина N (t;), к ней добавляется в соответствии со знаком приращения (производной)

ANx(tt) половина приращения и затем не2 прерывно (или дискретно) эта сумма меняется в соответствии со знаком производной на величину дМ,(t), которая во времени меняется линейно. На выходе сумматора 11 появляется величина

N,(ò„,) =Nx(tt) - Дж (Р,Р2 + ДХ Ц.

Изменение выходной величины продолжается до момента 1,+1, в которой операции по выработке выходного сигнала повторяются.

Формула изобретения

Способ преобразования частоты следования импульсов в код, основанный на обратно-пропорциональном преобразовании в каждом

15 временном интервале между импульсами, определении приращения преобразованной величины в предыдущем интер вале, запоминании кода, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамической ошибки, 20 приращение преобразованной величины определяют путем добавления половины приращения, полученного на предыдущем интервале между импульсами, и приращения, полученного интегрированием на текущем временном

25 интервале производной входного сигнала, определенной в предыдущем такте.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе заявки:

1. Мельников Л. A. и др. О некоторых пу30 тях построения быстродействующих преобразователей, «Лвтометрия», № 2, 1972.

2. Л вт. свид. М 310386, кл. Н ОЗК 13/02, 1971 (прототип) .

528701

В/к

Составитель Б. Коншин

Техред Е. Подурушина

Корректор Л. Котова

Редактор Н, Каменская

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 2319(17 Изд. № 1620 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113036, Москва, Ж45, Раушская наб„д. 4/6