Преобразователь частота-код

Преобразователь частота-код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

и 533877

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 04.11.74 (21) 2074577/21 (51) М. Кл.з G 01R 23/02

Н ОЗК 13/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.76. Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 10.11.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.317.76 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

A. С. Витер и В. Б. Дудыкевич

Львовский ордена Ленина политехнический институт (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТА — КОД

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может найти применение для точного измерения частоты в течение одного или псскольких ее периодов.

Известен преобразователь частота †к (1), используемый в цифровой измерительной технике в устройствах и приборах для преобразования и измерения частотных сигналов.

Известный преобразователь частота — код содержит реверсивный счетчик, два двоичных умножителя, управляющие входы которых соединены с разрядами реверсивного счетчика, устройство сравнения, вентиль и генератор ооразцовой частоты. Частота следования импульсов на выходе первого двоичного умножителя пропорциональна числу, содержащемуся в реверсивном счетчике, частота на выходе второго двоичного умножителя — квадрату числа в этом счетчике. Импульсы с выхода второго двоичного умножителя поступают на вход реверсивного счетчика. Последний осуществляет интегрирование их частоты в течение интсрвала Времени, определяемого периодом Т; нзме1)немой частоты и начальным значением числа H реверсивном счетчике. Число, полученное в этом счетчике в конце периода Т, проюрциопально измеряемой частоте.

Однако такой преобразователь сложен. Он содержит три счетчика, из них одпп реверсивный. Кро.,;е того, быстродействие его сравнительно невысоко. При увеличении измеряемой частоты в преобразователе протекает переходный процесс, длительность которого равна нескольким циклам уравновешивания, каждый

5 пз которых равен одному или нескольким периодам измеряемой частоты.

Известен также преобразователь частота— код (2), содержащий вычитающий счетчик, два двоичных умножителя частоты, управляемых этим вычитающим счетчиком, дополнительную группу схем совпадения и регистр памяти для переписывания и хранения кода частоты и преобразователь код — аналог.

Это устройство также является сложным, 15 поскольку содержит три счетчика, три группы схем совпадения, регистр памяти и преобразователь код — аналог, и имеет недостаточно высо«ое быстродействие.

Цель изобретения — упрощение преобразо23 вателя и повышение быстродействия.

Это достигается тем, что предлагаемый преобразователь частота †к снабжен второй группой элементов совпадения в составе двоичного умножителя частоты, а также венти25 лем и элементом совпадения, причем сигнальные входы первой группы элементов совпадения подключены к разрядам суммирующего счетчика, управляющие — к разрядам вычитающего счетчика, а выход — к одному входу

ЗО элемента совпадения и к одному из раздель533877 (5) N — N„, + Nr f,t. (6) 1V ó (/) Д М, (1)

f t (7) 30

35 откуда тт

fo

При /=Т„и

1лу — — — %, Юу т у2

Лт "1тт m

-Х f rx fo (12) 50 живых — 1ду f oo1

f- = f.,-Ко„ (2) (3) ных Входов триггера, к второму входу которого подклю ен Выход дополнительной группы элементов совпадения, управляющие входы которых подключены к разрядам суммирующего счетчика, сигнальные — к разрядам вычитающего счетчика, к входу которого подключен выход элемента совпадения, второй вход последнего связан с выходом триггера, а к третьему входу через блок управления подключен выход суммирующего счетчика, второй выход блока управления подсоединен к входу вентиля, который вторым входом подключен к выходу генератора образцовой частоты, а выходом — к входу суммирующего счетчика.

На чертеже представлена схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь состоит из формирователя

1, суммирующего счетчика 2, вычитающего счетчика 3, групп 4, 5 элементов совпадения с элементами логического сложения на выходах, генератора 6 образцовой частоты, вентиля 7, блока 8 управления, трехвходового элемента 9 совпадения, триггера 10 с раздельными входами.

ПреобразоВатель работает следующим образом.

В исходном состоянии вентиль 7 и элемент

9 совпадения закрыты, счетчики 2 и 3 находятся в нулевом состоянии. Блок 8 открывает вентиль 7 на время, равное одному или нескольким периодам Т, В течение этого времени импульсы генератора 6 с частотой следования f, поступают на вход счетчика 2. Коэффициенты пересчета счетчиков 2 и 3 равны Л,=

=2" (и — количество двоичных разрядов счетчиков). При поступлении первых V» импульсов на вход счетчика 2 в течение времени Т= Х т " происходит его переполнение и с блока

f„

8 подается отпирающий потенциал на элемент совпадения 9. Счетчики 2 и 3, группа 4 элементов совпадения представляют собой двоичный умножитель частоты. Частота следования импульсов на выходе этого двоичного умножителя равна где Лу — число, содержащееся в счетчике 3.

Импульсы с выхода двоичного умножителя поступают на один из входов элемента совпадения 9 и на один из входов триггера 10.

Средняя частота следования импульсов на выходе элемента 9 определяется f,„- и числом, содержащимся в счетчике 2. Из частоты f âûчитается частота импульсов обратной связи, толучаемых путем их выборки из счетчика 3 при помощи группы 5 элементов совпадения, т. е.

ГДЕ t(o — КОЭффИЦИЕНт ООРаТНОИ СВЯЗИ, hOTOрый равен

Лт (ос — у (4)

/11 где Хт — число, содержащееся в счетчике 2.

На основании выражений (1) — (4) получают

f», т о IVIÛ о IVY о

+ р" т Xoi (Х + Nr) «+ тт

Всего на счетчик 2 с учетом первых Л им15 пульсов, приведших к его переполнению, к моменту времени t)t, поступает количество импульсов

20 Окончательное выражение для f„„- принимает вид

25 Число в счетчике 3, который выполнен вычитающим, уменьшается с момента времени от величины Л,„в соответствии с выражением

Nt (t) = N» — dt. (8)

t, Продифференцировав уравнение и разделив переменные, получают

dЛ т (t) dt (9)

Жт(t)

Проинтегрировав и подставив пределы изменения переменных, получают

40 1п N< (/) т = — 1ni, (10) т lg

Таким образом, число, содержащееся в счетчике 3 после окончания периода Т„ пропорционально измеряемой частоте f,. В предла55 гаемом преооразователе, как и в прототипе, счетчик 3 производит интегрирование частоты, пропорциональной квадрату текущего значения числа Nt(t). Однако предлагаемый преобразователь содержит меньшее количество

60 счетчиков (два вместо трех). Следовательно, в предлагаемом преобразователе достигнуто упрощение по сравнению с прототипом, а также повышено быстродействие, так как преобразование может быть осуществлено в течение

65 только периода измеряемой частоты.

533877

Фор4il лli HзобpOTCпнSI

Составитель A. Лягни

Техред М. Семенов

Редактор Е. Караулова

Кор1 сктор A. Галахова

Заказ 2354, 11 Изл. ¹ 1700 Тираня 1029 Поди:.;«.æ

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, уК-35, Раушс1,ая иао,:. 4 5

Типография, пр. Сапунова. 2

Преобразователь частота — код, содержащий двоичный умпожитель частоты, состоящий из счетчиков, группы элементов совпадения, а также генератор опорной частоты, входной формирователь, триггер с раздельными входами, блок управления, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения быстродействия, он снабжен второй группой элементов совпадения в составе двоичного умножитсля частоты, а также вентилем и элементом совпадения, причем сигнальные входы первой группы элементов совпадения подключены к разрядам суммирующего счетчика, управляющие к разрядам вычитающего счетчика, а выход — к одному входу элемента совпадения и к одному из раздельных входов триггера, к второму входу которого подключен выход дополнительной группы элементов соHIIадсн11Я. У1113 113ляlопlпс входlЯ hoTOj)bi# подк. 110 1с11ы к р13 3р11дам ст и 31п1)ующсго с 1 стч11ка, сигпал1ныс — — к разрядам вычитающсго счетчика, к входу которого подключсн выход элс5 мента совпадения, второй вход последнего связан с выходом тр11ггсра, а к третьему входу через блок упраглсния подключен выход суммирующего счетчика, второй выход блока управления подсоединен к входу вентиля, ко10 торый вторым входом подключен к выходу генератора образцовой частоты, а выходом — к входу с ммнруlо!цсГО счстчllка.

15 Источники информации, прпнятыс во внимание прп экспертизе.

1. Лвт. св. СССР № 325702, кл. Н 03К 13/02, 11.05.70.

2. Патент США ¹ 3801906, кл. 324 — 78D, 20 02.04.74 (прототип).