Функциональный цифровой преобразо-ватель частоты

Функциональный цифровой преобразо-ватель частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ВТВЛЬСТВУ

l (61) Дополнительное к ввт. свид-ву<»834903 (53) М.

Н 03 К 1З/20//

G 01 R 23/10 (22) Заявлено 310879 (21) 2811796/18-21 с присоединением заявки ЙоГосударсввеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 300581. Бюллетень No 20 .

Дата опубликования описания 30.0581 (53) УДК621. 317 ° .76(088.8}

Ф

Н.М. Кязимов, Ф.У. Оруджев и P.Ê. Велиев

\I

Научно-исследовательский и проектный инс тут " .".. по комплексной автоматизации нефтяной и хйВ1йчеекай промышленности (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫп ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к цифровой измерительной и вычислительной технике предназначено для функционально го преобразования выходной частоты

:датчика с нелинейной номинальной выходной характеристикой.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому изобретению Функционально-кодирующий преобра- 1О зователь плотности, который состоит из формирователя входной числоимпульсной последовательности, который образуют схема совпадения и множительное устройство, счетчика длины участка аппроксимации счетчика !

5 числа участков аппроксимации, дополнительного счетчика, матрицы управления, выходного счетчика, схемы сборки, комбинационной схемы, состоящей из двухвходовых схем совпадения, у каждой из которых соответственно один вход соединен с одним из выходов счетчика длины участка аппроксимации, другой вход с одним из выходов матрицы управления. В основу работы функ;ционально-кодирующего преобразователя плотности положено использование цифровой кусочнолинейной аппроксимации обратной функции частотного датчика с равномерным шагом аппроксимации по оси абсцисс. Различный наклон аппроксимирующих прямых реализуется при помощи двоичного умножителя, который образует счетчик длины участка аппроксимации, счетчик числа участков аппроксимации, матрица управления, комбинационная схема, схема сборки j1).

Однако этот преобразователь имеет значительную погрешность преобразования при низкой входной частоте, а также погрешность, вносимую двоичным умиожителем, пропорциональную числу двоичных радрядов коэффициента наклона для каждого участка.аппроксимации. Поэтому применение функционально-кодирукшего преобразователя плотности при числе участков аппроксимаций больше одного, а при необходимости иметь погрешность, вносимую двоичным умножителем, не более единицы младшего значащего разряда, невозможно, кроме того,при использовании преобразователя совместно с,датчиками с невоспроизводимой нелинейной номинальной выходной характеристикой число участков аппроксимации не остается постоянным, так как в преобразователе используется равномерный шаг аппроксимации по оси

834903 абсцисс, что создает дополнительные трудности при задании и изменении коэффициентов наклона аппроксимирующих прямых (в заводских условиях и в процессе эксплуатации), что необходимо для сохранения метрологи-. ческих характеристик преобразовате5 ля.

:Цель изобретения — расширение диапазона преобразуемых частот и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий элемент И, счетчик длины участка аппроксимации, первая группа выходов которого подключена к перовй группе вхдов комбинационного блока, 15 вторая группа входов которого соединена с выходами матрицы управления, а выходы — со входом элемента ИЛИ, . счетчик результата, вторая группа входов счетчика длины участка аппрок- gp симации соединена со входами дешифратора, введены усилитель, выход которого соединен,со счетным входом счетчика числа периодов, дешифратор числа периодов и генератор образцовой частоты, причем выходы счетчика числа периодов через дешифратор числа периодов подключены к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора образцовой частоты, выход элемента .

И подключен ко входу счетчика длины участка аппроксимации, выход дешифратора соединен с управляющим входом матрицы управления, кодовые входы которой подключены к выходам счетчика результата, вход которого через делитель частоты соединен с выходом элемента ИЛИ.

На чертеже представлена структуррная схема функционального цифрового 4р преобразователя частоты. функциональный цифровой преобразователь частоты содержит усилитель

1, счетчик 2 числа периодов входной частоты дешифратор 3 числа перно- 45 дов входной частоты, генератор 4 образцовой частоты, элементы И 5, счетчик б длины участка аппроксимации, дешифратор 7, матрицу 8 управления, комбинационный блок 9, элемент ИЛИ 10, делитель 11 частоты, счетчик 12 результата.

Выход частотного датчика соединяется со входом усилителя 1, выход которого соединяется со входом счетчика 2 числа периодов входной частоты, выходы счетчика

2 соединены со входами дешифратора 3 числа периодов входной частоты, выходом соединенного с одним из входов элемента И 5. Второй вход gp элемента И 5 соединяется с выходом генератора 4 образцовой частоты, а выход. - со входом счетчика 6 длины участка аппроксимации, выход которого соединен с одним из входов матрицы 8 управления, а другие выходы счетчик ка б соединены соответственно с одной из групп входов комбинационного блока 9, другие его . входы соединены с выходами матрицы 8 управления. Выходы комбинационного блока 9 соединены со входами элемента ИЛИ 10, выход которого соединен со входом делителя 11 частоты, выходом соединенного со входом счетчика 12, а выходы счетчика 12 — с одним из входов матрицы 8 управления.

В основу работы функицонального цифрового преобразователя частоты положено использование, цифровой кусочнолинейной аппроксимации обратной функции частотного датчика с равномерным шагом аппроксимации по оси ординат. Различный наклон аппроксимирующих прямых реализуется при помощи двоичного умножителя, который образуют счетчик длины участка аппроксимации, матрица. управления, комбинационный блок, который может состоять из элементов совпадения, и элементы ИЛИ. Коэффициенты наклона аппроксимирующих прямых предварительно рассчитывают и задают в матрицу управления.

Преобразователь работает следующим образом.

При поступлении в дешифратор 3 числа периодов входной частоты команды "Пуск" в счетчике 2 начинается отсчет заданного числа периодов входной частоты. Одновременно по команде из дешифратора 3 импульсы из генератора 4 образцовой частоты через элемент H 5 поступают в счетчик б.длины участка аппроксимации.

При поступлении в него заданного числа импульсов, соответствующего границе диапазона преобразования, на выходе дешифратора 7 формируется команда, поступающая в матрицу 8 управления, По этой команде на выходах матрицы 8 управления, соединенных со входами комбинационного блока 9, устанавливается код коэффициента наклона аппроксимирующей прямой.

При дальнейшем поступлении импульсов в счетчик б на выходах комбинационного блока 9 формируются импульсы, поступающие на вход элемента ИЛИ

10, с выхода которого импульсы поступают в делитель 11 частоты, где осуществляется их деление на заданный коэффициент деления. Из делителя

11 частоты импульсы поступают на вход счетчика 12. При поступлении в него числа импульсов, соответствующего границе каждого участка аппроксимации по оси ординат, код на выходах изменяется, и устанавливается код коэффициента наклона следующего участка аппроксимации. При поступлении в счетчик 2 заданного числа периодов входиой частоты команда

834903

ВНИИПИ Заказ 4118/86 Тираж 988 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 из дешифратора 3, разрешающая прохождение импульсов из генератора 4 образцовой частоты через элемент

И 5. в счетчик б, снимается, и цикл заканчивается. Число импульсов в счетчике 12 численно равно результату функционального преобразования.

Использование предлагаемого преобразователя позволяет свести погрешность дискретности к минимуму путем изменения частоты генератора обраэцовой частоты и/или задаваемого числа периодов входной частоты.

Увеличивая частоту генератора. образцовой частоты (по сравнению с расчетной), можно довести погрешность, вносимую двоичным умножителем, до величины, не превышающей единицы младшего разряда на весь диапазон преЬбраэования. Кроме. того,можно. расширить диапазон преобразуемых частот преобразователя в область низких частот.

Предлагаемое устройство позволяет оставлять неизменным число участков аппроксимации при невоспроизводимой нелинейной номинальной выходной характеристике датчика, следовательно, упрощается задание и изменение коэффициента наклона аппроксимирующих прямых.

Формула изобретения

Функциональный цифровой преобрадержащий элемент И, счетчик длины участка аппроксимации, первая группа выходов которого подключена к первой группе входов комбинационного блока, вторая группа входов которого соединена с выходами матрицы управления, а выходы — со входом элемента ИЛИ, счетчик результата, вторая группа входов счетчика длины участка аппроксимации соединена со входами дешифратора, отличающийся тем, что,с целью расширения диапазона преобразуемых частот и повышения точности, в него введены усилитель, выход которого соединен со счетным входом счетчика числа периодов, 15 дешифратор числа. периодов и генератор образцовой частоты, причем выходы счетчика числа периодов через дешифратор числа периодов подключены .к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора образцовой частоты, выход элемента И подключен ко входу счетчика длины участка аппроксимации, выход дешифратора соединен с управляющим входом матрицы управления, кодовые входы которой подключены к выходам счетчика результата, вход. которого через делитель частоты соединен с выходом элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание гри экспертизе

1. "Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности".-1975, Р 8, с. 21-23.