Преобразователь частоты следования импульсов в код

Преобразователь частоты следования импульсов в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

- тг 1 п 1 )ciaat5

1 Зб№507

0llHCAAи6

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик к двтоРскомю свидитальствз (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.06.75 (21) 2142777/21 (51) М. Кл, C 01R 23/10

Н ОЗК 13/20 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный камитет

Савета Министров СССР па делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.04.77. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 06.07.77 (53) УДК 621.317.761 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Витер, Т, Г. Галамай и В. Б. Дудыкевич (71) Заявитсль

/ (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЪ| СЛЕДОВАНИЯ

ИМПУЛЬСОВ В КОД

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может найти применение для точного измерения частоты в течение одного или .нескольких ее периодов с представлевием результата измерения в единицах частоты.

Известно устройство, в котором код получают в результате подсчета счетчиком, сколько раз число, пропорциональное периоду измеряемой частоты, содержится в постоянHQIM числе, Определяемом образцовой частотой и ее пер иодом 11).

Однако это устройство обладает низким быстродействием.

Известен также преобразователь частоты следования им пульсов в код, содержащий счетчики, формирователь, последовательно соединенные генератор образцовой частоты и ключ, пру ппы элементов совпадения, потенциальные входы которых подключены к разрядам первого счетчвка, импульсные — к разрядам второго и третьего счетчиков, а выход первой гру1ппы элементов совпадения соединен с ооновным входом второго счетчика (2).

Однако у этого устройства низкое быстродействие.

С целью повышения быстродействия преобразователь ча стоты следования импульсов в код снабжен последовательно соединенными блоком управления, вторым ключом, элемен2 том ИЛИ, триггером, третьим ключом и элементом задержки, выход которого соединеH со вторым входом элемента ИЛИ, а также делителем частоты, вход которого соединен с выходом генератора образцовой частоты, а выход — со вторым входом второго ключа, причем второй вход третьего ключа связан с входом триггера и основным входом третьего счетчика,,второй вход триггера подключен к выходу второй группы элементов совпадепия, первый вход блока управления соединен с выходом формирователя, второй вход — с выходом первого счетчика, а второй выход — со вторым входом первого ключа, выход которо15 го соединен с основным входом входом первого счетчика.

На чертеже представлена структ, рная схема преобразователя.

Преобразователь состоит из формировате;о ля 1, устройства 2 управления, ключей 3, 4 и

5, генератора 6 образцавой частоты, делителя

7 ча стоты импульсов, триггера 8, элемента 9 задержки, элемента ИЛИ 10, счетчиков 11, 12 и 13, групп 14 и 15 элементов совпа|дения.

Работает преобразователь следующим обр а.зом.

В всходном состоянии ключи 3 и 5 закрыты, ключ 4 открыт, счетчики 11, 12 и 13 находятся в нулевом, состоянии. При посту плени и зс с выхода формирователя 1 импульсов, устрой554507 floN12

2 (6) и или

foN m

110 =

КЛ1, (7) 25 (2) f10 + f4 °

К (10) 45

= Л1т+

55 (12) 2 с 114 Nn 110 N12 / 15

Л т,чг т (4) 3 ство 2 на время T„, равное периоду измеряемой частоты f,,открывает ключ 3, через кото1рый им1пульсы с выхода генератора 6 с частотой f0 поступают на вход счетчика 12.

Л1т

П1ри посту1плении на вход счетчика 12

К импульсов (К вЂ” коэффициент деления делителя, N — коэффиц1иент пересчета счетчиков) сигнал с его выхода поступает на вход устройства 2, сигналом с выхода последнего откроется ключ 5, через который импульсы с частотой с выхода делителя 7 поступают

К на вход элемента 10 и далее на вход счетчика

11. В1ремя Т», необходимое для поступления на вход счетчика 12 импульсов, определяется вы1ражением

На второй вход элемента 10 поступают через элемент 9 импульсы с частотой f4 с выхода ключа 4. Ча1стота импульсов на выходе элемента 10 ра1вна

Им1 уль1сы с ча1стотой f14 с выхода группы

14 элементов совпадения поступают на вход счетчика 13. Средняя ча1стота ffg определяется частотой импульсов f10, поступающих на вход счетчика 11, и ч1ислом N12, за1писа1нным в счетчике 12, и равна

flo 1 /12 (3)

Импульсы с ча1стотой f15 с выхода группы

15 элементов совпадения поступают на единичный вход триггера 8.

Элементы сов1падения групп 14 и 15 являются дву1хвходовыми. Входы каждого из элементов группы 14 подключены к прямому выходу, одного из триггеров счетчика 11 и инверсному выходу од ного из триггеров счетчика

12, причем, если один из ее входов подключен к триггеру старшего разряда счетчика 12, то второй вход подключен к триггеру младшего разряда счетчика 11 и наоборот. Им1пульс является на выходе того из элементов совпадения, который подключен к находящемуся в единичном состоянии триггеру счетчика 12 и переходящему из нулевого в единичное состояние триггеру счетчика 11, Элементы совпаден1ия пруппы 15 подключены аналогично элементам совпадения грулпы 14.

Средняя ча1стота f» следова1ния им1пульсов на выходе группы 15 элементов сов1падения оп1ределяется частотой импульсов f14, поступающих с выхода группы 14 на вход счетчика

13, и числом N12, записанным в счетчике 12, и ра вна

В исхо1дном состоянии ключ 4 открыт, импульсы с выхода элемента 10 поступают через открытый ключ 4 на вход элемента 9 и далее на второй вход элемента 10 до тех пор, пока импульс с выхода группы 15 не опрокинет тр1иггер 8 в единичное состояние и сигналом с выхода по1следнего ключ 4 закроется. Перевод триггера 8 в исходное состояние осуществляется очередным IIvIIIIóëbñîì, поступающим с

10 выхода элемента 10, причем этот импульс не проходит через ключ 4 на вход элемента 10.

Частота импульсов f4, по1ступающих на вход элемента 9 с выхода ключа 4, равна

f4 = f10 — fl 5 (5) с учетом выражений (2) и (4) 4= fo fo

+f4 — 1 5, т e.— =f15=

K К

Число импульсов, посту1пи1вших в счетчик

12, равно

N12= f0 7 .»- (8), Мгновенное значен1ие частоты f10 определяется выражением

Л1 2 уг (9)

Kf T2 КИ

Мгновенное значение частоты 114 определяется выражением 1 оИ1г N и.То Т и

2 1»

14

N 2 „КТ»

40 К1 оТ х "т

В момент Окончания интервала времени

Т„сигналами с выхода устройства 2 ключи

3 и 5 за1крываюпся.

В счетчике 11, вы1полненном вычитающим

Тх Тх

Nii=N„,— 1 fiodT„. =N„,— 1 " dT,=

Т и Т „К4Т

Уг Л12 . Nг и m N + m1

KfoT х К1оТ и Kfo г

Nm N2 и. = — „, 4 (11)

Kfo

В счетчике 12 .1 » 12 =10 7 х

В счетчике 13 б0

Тх Т

N„=J f„dT„= l " dT„=

Тп Т„ 1 т 1

G5 =, 1II(T» — т.) = K 1n Т T (13) 554507

Составитель В. Лякишев

Техред М. Семенов Корректор А. Степанова

Редактор Л. Попова

Заказ 3543 Изд. М 354 Тираж 1106 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изоо ретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушскаи нао., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал

Если предварительно в счетчике 13 установить ч и сло м

Iпр, а счетчик 13 выполК пить вычита ющим, то в конце периода Т,. в счетчике 13 будет записано число

Т . „, рT„, 1з К Inp — К In> - ; In /.

К (14) где К, ==Т„р = const, При определении выбора коэффицие тов р и Т, коэффициент К1 можно сделать равным единице, и в счетчике 13 записывается число, пропорциональное натуральному логарифму преобразуемой частоты:

Таким образом, по окончании периода Т преобразуемой частоты f,. в счетчике 11 записывается число, пропорциональное преобразуемой частоте, в счетчике 12 — число, пропорциональное периоду преобразуемой частоты, а в счетчике 13 — число, пропорциональное нату ральному логарифму преобразуемой частоты или ее периода.

Формула изобретения

Преобразователь частоты следования импульсов в код, содержащий счетчики, формирователь, последовательно соединенные генератор образцовой частоты и ключ группы элементов совпадения, потенциальные входы которых подключены к разрядам первого счетчика, импульаные — к разрядам второго и третьего счетчиков, а выход первой группы элементов совпадения соединен с основным

5 входом второго счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, оп снабжен последовательно соединенными блс ком управления, вторым ключом, элемеH том ИЛИ, триггером, третьим ключом и элементом задержки,;выход которого соединен со вторы|м входом элемента ИЛИ, а также делителем частоты, вход которого соединен с выходом генератора образцовой частоты, а выход — с вторым входом, второго ключа, при15 чем второй вход третьего ключа связан с входом триггера и основным входом третьего счетчика, второй вход тр иггера подключен к выходу второй группы элементов совпадения, первый вход блока управления соединен с выходом формирователя, второй вход — с выходом первого счетчика, а второй выход — с вторым входом первого ключа, выход которого соединен с основным входом первого счетчика.

25 Источники информации, принятые во внимание при экопертизе заявки.

1. Авторское свидетельство X 256866, Ч Кл G 01R 23/02, 1967 г.

2. Авторское свидетельство Мв 285375, М. Кл. G ОIR 23/02, 1969 г. (прототип),