Преобразователь напряжения в частотуследования импульсов

Преобразователь напряжения в частотуследования импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик

< 815905 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.10.78 (21) 2668641/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51) М.К .

Н 03 К 13/20

Гееударстееииый комитет

СССР ие делам изебретеиий и открытий (53) УДК 681.825 (088.8) Опубликовано 23.03.81. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 28.03.81 (72) Авторы изобретения

В. Ф. Тарасов, Б. А. Савельев, В. А. Лазарев и В. Н. Попов (7l ) Заявитель

Пензенский политехнический институт (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ

СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в контрольно-измерительных системах различного назначения.

Известен преобразователь напряжения в частоту, содержащий блок сравнения, счетчик, цифроаналоговый преобразователь.

Принцип работы заключается в многократном сравнении входного напряжения с эталонными,. причем, при каждом сравнении эталонное напряжение уменьшается на постоянную величину. Множество эталонных 1о напряжений U>< располагаются в порядке убывания (11.

Однако такая организация 13эт приводит. к тому, что импульсы на выходе преобразователя выдаются пачками, между которыми возникают значительные паузы, т. е. устройство характеризуется большой пульсацией частоты на выходе.

Известен также преобразователь напряжения в частоту, содержащий блок сравнения, первый вход которого подключен ко ео входной шине, второй вход к выходу пре, образователя код в напряжение, а выход к управляющему входу ключа, счетчик, младшие разряды которого подключены к старшим разрядам преобразователя, а вход к выходу генератор через ключ к выходной шине.

Преобразователь напряжения в частоту основан на сравнении входного напряжения U со множеством эталонных напряжений U, которые разбиваются на два подмножества, и при очередных сравнениях входного напряжения с эталонными, последние берутся на различных подмножеств поочередно. Устройство позволяет реализовать данную последовательность эталонных напряжений за счет такого включения счетчика, при котором его младшие разряды управляют старшими разрядами преобразователя, на выходе которого появляется последовательность U>z. Если при сравнении окажется, что U >Уат, то на выход:устройства выдается импульс, причем расстановка входных импульсов весьма не равномерна (21.

Недостатком является большие пульсации частоты на выходе, так как в выходной импульсной последовательности возникают значительные паузы.

Цель изобретения — уменьшение пульсаций выходного сигнала.

815905

1О схема преобразователя напряжения в часто-15

20 нения, первыи вход которого подключен ко входной шине 7, второй вход к выходу пре- 25

45

В общем случае счетный блок, выполненПоставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в частоту следования импульсов, содержащий генератор тактовых импульсов, соединенный с первым входом ключа и первым входом счетного блока, выходы которого соединены с входами преобразователя код-напряжение, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с шиной входного сигнала, а выход соединен со вторым входом ключа, введен блок логических обратных связей, причем его входы подключены к выходам счетного блока, а выход ко второму входу счетного блока.

На чертеже представлена структурная ту следования импульсов.

Преобразователь содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетный блок 2, блок 3 логических обратных связей, преобразователь 4 код-напряжение, блок 5 сравнения, ключ 6 и шину 7 входного сигнала.

Преобразователь напряжения в частоту следования импульсов содержит блок 5 сравобразователя 4 код-напряжение, а выход к управляющему входу ключа 6, счетный блок 2, выходы которого подключены к входам преобразователя код-напряжения 4 и к входам блока 3 логических обратных связей, выход которого соединен со вторым входом счетного блока, к первому входу которого подключен генератор 1 тактовых импульсов, который кроме того, соединен через ключ 6 с выходной шиной.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении первая ячейка счетного блока, в качестве которого используется регистр сдвига, находится в состоянии «1», а все остальные в состоянии «О».

Под действием тактовых импульсов эта единица продвигается по ячейкам счетного блока. Блок логических обратных связей, представляющий собой группы, в общем случае, схем сложения по модулю два, входы которого соединены с выходами счетного блока, формирует импульс, записывающий единицу в первую ячейку счетного блока, всякий раз когда на выходах счетного блока формируется определенное сочетание «1» и «О». Вновь записанная единица также начинает продвигаться по счетному блоку.

Таким образом, под действием каждого тактового импульса счетный блок устанавливается в некоторое состояние и такие состояния следуют одно за другим. ный в виде сдвигающего элементарного регистра сдвига, с логическими обратными

35 связями описывается многочленом F(X), имеющим следующий вид

РФ)=х +и,х" +...+а,х +а,к+а„

Степень п этого многочлена равна общему числу ячеек в счетном блоке, а значения коэффициентов а „равны единице или нулю, причем эти коэффициенты, а следовательно, и число членов многочлена зависят от структуры счетного блока, т. е. от способа подключения обратных связей. В счетном блоке с логической обратной связью можно получить или полную последовательность комбинаций, состоящую из 2 — 1 комбинаций, или частные последовательности с меньшим числом комбинаций, что определяется организацией обратных связей.

В случае достаточно большого п(п >8) эти последовательности можно считать случайными. При этом закон распределения чисел на выходе счетного блока является равномерным, так как вероятность показания их возможных значений в интервале (.0 — 2 — 11 пропорциональна длине этого интервала (2 — 1) .

Вероятность появления определенного числа в течение периода работы счетного блока равного 2 — 1 определяется выражением

Случайные числа, регенерируемые счетным блоком с логическими обратными связями, преобразуются в преобразователе код-напряжение в последовательность импульсов с амплитудами 11эт значения которых распределены по равномерному закону.

Входной сигнал Uqq сравнивается в схеме сравнения с импульсами, поступающими с выхода преобразователя код-напряжение.

Блок сравнения срабатывает при Uz >11„. и открывает ключ, на выход которого транслируются тактовые импульсы с выхода тактового генератора. Так как распределение благоприятных исходов, т. е. разрешающих сигналов, на входе блока сравнения подчинено равномерному закону, то это и гарантирует равномерность расстановки импульсов в выходной последовательности.

Введение в преобразователь напряжения в частоту следования импульсов блока логических обратных связей позволяет уменьшить пульсации выходного сигнала и производить измерения частоты начиная с любого момента времени и за необходимый промежуток времени;

Формула изобретения

Преобразователь напряжения в частоту следования импульсов, содержащий генератор тактовых импульсов, соединенный с первым входом ключа и первым входом счетного блока, выходы которого соединены со входами преобразователя код-напряжение, выход которого подключен к первому входу

815905

Составитель Л. Беляева

Техред А. Бойкас Корректор Г. Решг."

Тираж 99 Подписное

ВНИИПИ Государств"нного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

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

Редактор Т. Киселева

Заказ 727 89 блока сравнения, второй вход которого соединен с шиной входного сигнала, а выход соединен со вторым входом ключа, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций выходного сигнала введен блок логических обратных связей, причем его входы подключены к выходам счетного блока, а выход — ко второму входу счетного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии ¹ 49-47707, кл. 98(5)Д32, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 316192, кл. Й 03 К 7/06, 18.02.69.