Преобразователь частоты в код

Преобразователь частоты в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

E О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

«»790292

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 070279 (21) 2722523/18-21 (51}М. Кл.з с присоединением заявки №

Н 03 К 13/20

G C1 К 23/10 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 23,1?80. Бюллетень ¹ 47 (53} УДК 621 . 31 7 . 7б (088. 8) Дата опубликования описания 231280 (72) Авторы изобретения

A.È.Îâ÷àðåHêo и С.И.Овчаренко

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В КОД

Изобретение относится к технике преобразования информации и может быть использовано в дискретных системах контроля и. управления.

Известны преобразователи частоты в код, использующие метод развертывания фазы преобразуемой частоты по линейному закону. Работа таких преобразователей происходит в два этапа, на первом из которых осуществляется линейное развертывание фазы преобразуемой частоты (равномерное квантование ее периода), а на втором — преобразование результата квантования в код, пропорциональный преобразуемой 15 частоте (1) .

Общими недостатками подобных устройств являются ухудшение точности преобразования с ростом преобразуемой ,частоты,что обусловлено увеличением 20 погрешности дискретности при кванто.вании периода, а также ухудшение быстродействия с ростом преобразуемой частоты, что обусловлено увеличением длительности второго этапа преобразо- 25 вания.

Известен также цифровой частотомер содержащий формирователь, ко входам которого подключены входная шина и выход блока управления. Выход форми- 30 рователя связан со схемой ИЛИ и блоком управления задержки, выход которого соединен с другим входом схемы

ИЛИ, связанной со входом ключа, другой вход ключа соединен со входом счетчика, разрядные выходы которого ,связаны с блоком управляемой задержки (2) .

Однако зто устройство отличается недостаточно высокой точностью н быстродействием.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь частоты в код, содержащий два формирователя, ко входу первого из которых подклю- чена входная шина, а его выход соединен с установочным входом счетчика и выходом первой схемы И. Ко второму входу этой схемы подключен выход генератора стабильной частоты, .а выход первой схемы И соединен с информационным входом преобразователя кодчастота, выход которого через второй формирователь связан с установочным входом преобразователя код-частота и входом второй схемы И, к другому входу которой подключен выход генератора, а выход этой схемы соединен со счетным входом счетчика. При этом выход генератора связан также с тактовым

7902В2

/ + FX/fÎ! где FX — преобразуемая частота;

f - эталонная частота генератора с ростом преобразуемой частоты растет по линейному закону.

Быстродействие известного устрой- ц ства может характеризоваться суммарным выражением двух этапов

1<=7„+ К/Е Т = !Р +- К ° P (i> где Е - постоянный коэффициент;

Т„ — период преобразуемой частоты. 5

Из последнего выражения очевидно, что, начиная со значения "х =foФ с ростом преобразуемой частоты F<

Увеличизается и Т

Цель изобретенйя — повышение точ- 20 ности и быстродействия в области высших частот.

Поставленная цель достигается тем, .что н известное устройство, содержащее генератор эталонной частоты, ныходя5 которого соединен с тактовым входом преобразователя код-частота и первым входом первого элемента И, выход.которого соединен со счетным входом основного счетчика, второй элемент И и два формирователя, выход первого из которых соединен с установочным вхо- дом основного счетчика, выход преобразователя код-частота через второй формирователь подключен ко второму входу первого элемента И, дополнительно введены генератор эталонного вре- мени, два коммутатора, элемент ИЛИ, счетчик, регистр, компаратор кодов и коммутатор кодов, причем входная шина соединена с информационным входом 40 первого коммутатора, первый выход которого непосредственно, а.второй — через формирователь соединены со входами элемента ИЛИ,выход которого подключен к первому входу второго элемента 45

И, выход которого соединен со счетным входом дополнительного счетчика, Разрядные выходы которого соединены с информационными нхоцами преобразователя код-частота и первыми гРуппами входов коммутатора кодов и компаратора кодов, выходы регистра подключены ко второй группе входов компарйтора кодов, выход которого соединен с управляющими входами(коммутатора одов, первого и второго коммутаторЬв, к первому и второму информационным входам последнего подключены соответственно выходы генераторов,"/ эталонной частоты и эталонного време ни выход второго коммутатора соединен ф) со вторым входом: нторого элемента И, выходы генератора эталонного нремени и второго формирователя подключены к первому и второму установочным входам дополнительного счетчика соот1 входом преобразователя код-частота,f3) L

Погрешность квантования периода в этом устройстве определяется выражением ветственно, а выходы основного счетчика соединены со нторой группой входов коммутатора кодов.

Структурная схема преобразователя частоты в код принедена на чертеже.

Устройство содержит коммутаторы

1 и 2, элемент ИЛИ 3, формирователи

4 и 5, элементы И б и 7, генератоц. 6

-эталонного времени, генератор 9 эталонной частоты, дополнительный счет/Чик 10, компаратор 11 кодов, преобразователь 12 код-частота, коммутатор

13 кодов, регистр 14, основной счетчик 15. усТройство работает следующим образом.

Пусть н исходном состоянии выходной сигнал компаратора 11 кодов токов, что коммутатор 1 подключает входную шину F к элементу ИЛИ 3 через формирователь 4, а коммутатор 2 подключает генератор 9 ко входу элемента

И 7. При этом на выходы коммутатора

13 кодов подключаются выходы счетчика 15.

Поступающие по шине У импульсы подаются через коммутатор 1 на формирователь 4, где выделяется период Тх этих импульсов. Таким образом, элемент И 7 оказывается открытым н течение интервала Тх и через него на счетчик 10 поступают импульсы генератора 9 эталонной частоты f . По окончании интервала код в счетчике

10 имеет значение N = f Т о Х

Предположим, что преобразуемая частота в рассматриваемый момент такова,что Q>Np ; где N> — число, записанное и регистре 14. При указан-, ном соотношении между Ит и Np компаратор 11 кодбв остается в прежнем состоянии, при котором к одному входу элемента И 7 подключен выход формиро вателя 4,к другому его входу — генератор 9, а ко входным шинам коммутатора 13 — выходы счетчика 15. Код счетчика 10 преобразуется в частоту преобразователя 12, при этом частота на выходе последнего равна

F=Wт fî(K

Формирователь 5 выделяет период той же частоты и через элемент И б и счетчик 15 поступает

И=1,(C= k F /fо, импульсов-частоты fo.

В силу указанного состояния коммутатора 13 код счетчика 15,пропорциональный преобразуемой частоте Рх передается »а выходы коммутатора 13.

В дальнейшем при выполнении условия (то/ Х= Т Р., т.е, при относитель но низких частотах F>, описанный процесс повторяется.

При низких значениях FX устройство обладает такими же характеристиками как и известное.

>$= „Ио (1)

Т =1/Р +К Fx/ 1 (2) 790292

Положим теперь, что значение возросло настолько, что . Е /Г и (л)

В этом случае на выходе компаратора

11 кодов появляется такой сигнал, что к одному входу элемента И 7 подключается непосредственно шина Г, а к другому — генератор 8 эталонного времени То . Одноверменно к выходным шинам коммутатора 13 кодов подключаются выходы счетчика 10.

Это означает, что теперь в течение интервала Т в счетчик 10 поступают .

Импульсы Г, т.е. код счетчика 10 геперь равен

ЙГ =FJf To

Ф т. е. также пропорционален частоте F

Теперь уже этот код: присутствует на выходах коммутатора 13, а счетчик

10 периодически обнуляется сигналами генератора 8. В этом режиме времени преобразования постоянно ТрТО (3)г а погрешность дискретности выражается в виде Лс =1/Fx T„(4), т.е. с ростом

Fx уменьшается

Настоящее устройство целесообразно использовать в цифровых системах с частотными датчиками параметров, изменяющихся в широких пределах, Особенно эффективным является применение устройства в таких системах, где с точки зрения точности важны ре- 30 жимы малых и больших значений параметров (зона средних значений являет" ся нерабочей) .

Формула изобретения

Преобразователь частоты в код, содержащий генератор эталонной частоты, выход которого соединен с тактовым входом преобразователя код-частота и первым входом первого элемента 40

И, выход которого соединен со счетным входом основного счетчика, второй элемент И и два форлжрователя, выход первого из которых соединен с уста" новочным входом основного счетчика," выход преобразователя код-частота через второй формирователь подключен ко второму входу первого элемента И, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия в области высших частот, в него дополнительно введены генартор эталонного . времени, два коммутатора, элемент ИЛИ, счетчик, регистр, компаратор кодов и коммутатор кодов, причем входная, шина соединена с информационным входом первого коммутатора, первый выход которого непосредственно, а второй — через первый формирователь соединены со входами элемента ИЛИ, вйход которого подключей к первому вхо»

gy второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом дополнительного счетчика, разрядные выходы которого соединены с информационными входами преобразователя код-частота и первыми группами входов коммутатора кодов и компаратора кодов, выходы регистра подключены ко второй группе входов компаратора кодов, выход которого соединен с управляющими входами коммутатора кодов, первого и второго коммутаторов, к первому и второму информационным входам последнего подключены соответственно выходы генератора эталонной частоты и эталонного времени, выход второго коммутатора соединен со вторым входом второго элемента И, выходы генератора эталонного Времени и второго формирователя подключены к первому и второму установочным входам дополнительного счетчика соответственно, а выходы основного счетчика соединены со второй группой входов коммутатора кодов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иартяшин А.И. и др. Преобразователи электрических параметров. для систем контроля и измерения . l N„, Энергия, 1976, с. 223-226.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 463926, кл. G 01 R 23/00, 1975.

3. Авторское свидетельство по заявке 9 2585454, 29.09.78.

790292

Составиетль Л. Плетнева

Техред М,Кузьма, Корректор М. Шароши. Редактор О. Малец

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ .9073j65 Тираж 995 Подписное

РНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5