Цифровой функциональный преобразователь частоты следования импульсов в код

Цифровой функциональный преобразователь частоты следования импульсов в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ll) 898439 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22)Заявлено 07.04.80 (21) 2903855/18-24 с присоединением заявки М— (5 I } M. Кл.

G 06 F 15/31

Государственный квинтет

СССР (23) Приоритет— во делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.01 82 Бкзллетеиь М 2 дата опубликования описания 17 (53} УДК 681. 3 (088.8) (72) Авторы изобретения

Я. В. Герман, В. В. Соколов и B. С. Ор

Минское отделение Всесоюзного научно-и и проектно-конструкторского института предприятий промышленности строительных материалов (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ В КОД

Изобретение относится к преобразованию аналоговой информации в ее цифровой эквивалент в определенной функциональной зависимости, а конкретно — к преобразованию аналоговых сигналов, изменяющихся по логарифмическим законам, в количество импульсов, Предлагаемый преобразователь может быть применен в любых отраслях народного хозяйства, например в промышленности строительных материалов для обработки информации, гоступающей с датчиков плотности шлама тензометрических и магнитоаниэотропных датчиков.

Известен цифровой функциональный преобразователь частоты следования импульсов. Он содержит два счетчика, первый вход первого из которых через первый ключ соединен с выходом генератора образцовой частоты и входом блока синхронизации, а выход через блок ключей, управляющие входы которых подключены к выходу блока синхронизации, соединен с выходным регистром. В состав преобразователя также входят блок задания границ участков апгроксимации, блок записи числа, второй ключ и управляющий триг" гер, выход которого подключен к управлякнцим входам первого и второго ключей, его первый вход подключен к выходу блока синхронизации, а второй вход - к выходу второго счетчика, гервый вход которого через второй ключ соединен с входом преобразователя,а второй вход присоединен к выходу первого блока записи числа и через второй блок записи числа - к выходу блока синхронизации, выход первого счетчика через блок задания границ участков arlпроксимации соединен с первыми входами первого и третьего блоков записи числа, вторые входы которых подключены к выходу блока синхронизации, выход третьего блока записи числа соединен со вторым входом первого счетчика. Преобразование осуществляется

3 89843 методом кусочно-нелинейной аппроксимации с выработкой кода дополнения

gN и с переменным параметром - числом периодов заполнения. Для аппроксимации заданной зависимости в нем ис- 5 пользуются отрезки гипербол. Каждая гиперболическая зависимость рассчитывается по формуле о К Х

10 ,де N (код) число импульсов образцовой частоты Г, сосчитанное выходным регистром за К периодов следования входных импульсов частоты F< .

С помощью образцовой частоты F и числа периодов заполнения К задаются аппроксимирующие гиперболы. 8арьируя этими параметрами можно получить целое семейство гипербол Р 1 ).

Однако в данном преобразователе переменным выбран только один параметр К,, что ограничивает возможное количество аппроксимирующих гипербол и увеличивает число участков аппроксимации. Кроме того, необходимость выработки числа g N ведет к увеличению количества оборудования и снижению надежности устройства. Цифровой функциональный преобразователь частоты следования импульсов построен по схеме, работающей в жестком временном режиме, который задается импульсами команд, вырабатываемыми блоком синхронизации. Блок синхронизации управляет преобразователем, ис35 ходя из обработки максимальной по длительности информации, что ведет к уменьшению быстродействия устройства. Применение неконтролируемого блока синхронизации создает возмож40 ность выдачи ложной информации.

Наиболее близким по технической сущности является цифровой функциональный преобразователь частоты следования импульсов в код, содержащий генератор, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и через делитель частоты — с первым входом коммутатора, выход которого через первый элемент ИЛИ соединен с входом регистра, выход первого элемента И через последовательно соединенные первые счетчик и дешифратор соединен с первым входом второго де-» шифратора, вход устройства через вто- рой и третий элементы И соответственно соединен с входами второго и тре тьего счетчиков, выход второго счетчика соединен с вторым входом первого элемента И и первыми входами первого и второго триггеров, вторые входы которых через второй элемент ИЛИ соединены с первым выходом второго дешифратора и вторым входом коммутатора, выход первого триггера соединен с третьим входом коммутатора и входом-третьего элемента И, выход третьего счетчика соединен с вторым входом второго дешифратора

7 выход второго триггера соединен с входом второго элемента И 2 ).

В известном преобразователе задания зависимость W=f (F ) аппроксимируется набором участков гиперболических зависимостей, воспроизводимых согласно формуле

О1 где n - число участков а:,ппроксимации;

Г „ — частота заполнения на -м участке аппроксимации;

К„ - число периодов частоты

F > Hà i-м участке аппроксимации.

Однако в описываемом преобразователе цикл работы пост>оен так, что сначала за время 2Т (Т - период частоты) Fy определяется рабочий интервал аппроксимации, а затем производится само измерение, что снижает его быстродействие.

Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя.

Указанная цель достигается тем, что В известный цифровой функциондль ный преобразователь частоты следования импульсов в код, содержащий генератор, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и через делитель частоты - с первым входом коммутатора, выход которого через первый элемент ИЛИ соединен с входом регистра, выход первого элемента И через последовательно соединенные первые счетчик и дешифратор соединен с первым входом второго дешифратора, вход устройства через второй третий элементы И соответственно соединен с входами второго и третьего счетчиков, выход второго счетчика соединен с вторым входом первого эле мента И и первыми входами первого и второго триггеров, вторые входы которых через второй элемент ИЛИ сое5 8984 динены с первым входом второго дешифратора и вторым входом коммутатора, выход первого триггера соединен с третьим входом коммутатора и входом третьего элемента И, выход третьего счетчика соединен с вторым входом второго дешифратора, введен третий элемент ИЛИ, причем выход второго триггера и второй выход второго дешифратора через третий элемент ИЛИ 10 соединен с входом второго элемента И.

Введение третьего элемента ИЛИ позволяет организовать цикл работы преобразователя так, что определение ра- 1$ бочего интервала аппроксимации будет производиться в конце предыдущего цикла измерения. Для этого второй выход подключен ко второму дешифратору так, что сигнал на выходе появляется пос- 20 ле того, как в третий счетчик поступает (;:,.-2) импульсов частоты ГХ. 4

По этому сигналу начинается определение рабочего интервала аппроксимации для следующего цикла измерения, И хотя предыдущий цикл измерения еще не окончен.

На чертеже представлена схема, предлагаемого изобретения.

Цифровой функциональный преобразо-30 ватель содержит генератор l, три элемента И 2-4, три счетчика 5-7, два дешифратора 8 и 9, коммутатор 10, делитель частоты 11, три элемента ИЛИ

12-14, два триггера 15 и 16 и регистрз5

17 °

Преобразователь работает следующим образом.

Импульсы частоты F через второй элемент И 3, при наличии разрешающе- го сигнала с выхода второго триггера

16 через третий элемент ИЛИ 14 на входе второго элемента И 3 поступают во второй счетчик. Емкость советчика определяется тем, что за временную базу принят интервал 2Т, т.е. время между первым и третьим импульсами частоты Fg. На время 2Т со второго счетХ чика 6 поступает разрешающий сигнал на второй вход первого элемента И 2 и импульсы частотой Го с генератора 1 через первый элемент И 2 поступают в первый счетчик 5. Границы интервалов аппроксимации F — F< 1рассчитываютХ1 ся предварительно и каждой частоте

F<„. соответствует определенное число импульсов частоты Го . В зависимости от количества импульсов частоты Fg, поступивших в первый счетчик 5 за

39 4 время 2Т>, с первого дешифратора на первый вход второго дешифратора

8 поступит информация о выбранном рабочем интервале аппроксимации. Через время 2Т со второго счетчика 6 на первые входы первого 15 и второго

16 триггеров поступит сигнал о том, что определен рабочий интервал аппроксимации и с выхода первого триггера 15 на третий элемент И 4 и в коммутатор 10 поступит сигнал на начало измерения.

Импульсы частотой F через третий элемент И 4 поступают в третий счетчик 7. Его емкость не менее К„

Ilo сигналу с выхода первого дешифратора 9, на первом выходе второго дешифратора 8 появится сигнал и импульсы частотой F „. с делителя частоты 11

,через коммутатор 10 и первый элемент

:ИЛИ 13 будет поступать в регистр 17, После того, как в третий счетчик 7

:поступит (К -2) импульсов частотой

F+, на втором выходе второго деши рратора 8 появится сигнал, который че:,рез третий элемент ИЛИ 14 поступит на вход второго элемента И 3, и начйется определение рабочего интервала аппроксимации для следующего цикла измерения. После того, как е третий счетчик 7 поступит К„ импульсов частотой F>, с первого выхода второго дешифратора 8 через второй элемент

ИЛИ 12 на вторые входы первого 15 и второго 16 триггеров поступит сигнал об окончаниии измерения. С выхода первого триггера 15 поступит сигнал запрета на вход третьего элемента

И 4 и коммутатора 10. ЦИкл измерения окончен. В это же время с выхода второго счетчика 6 на первые входы первого 15 и второго 16 триггеров поступит сигнал на начало следующего цикла измерения, так как рабочий интервал аппроксимации уже определен.

В преобразователе предусмотрена однократная выдача информации в выходной регистр 17.

Формирование значений выходной информации не зависит от законов поступления информации во времени, так как в каждом цикле предусмотрен выбор участка аппроксимации.

Формула изобретения

Цифровой функциональный преобразователь частоты следования импульсов

8984

ВНИИПИ Заказ 11951/66 Тираж 731 Подписное

Филиап ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в код, содержащий генератор, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и через делитель частоты - с первым входом коммутатора, выход которого через первый элемент ИЛИ соединен с входом регистра, выход первого элемента И через последовательно соединенные первые счетчик и дешифратор соединен с первым входом второго дешифратора, вход 10 устройства через второй и третий элементы И соответственно соединен с входами второго и третьего счетчиков, выход второго счетчика соединен с вторым входом первого элемента И Is и первыми входами первого и второго триггеров, вторые входы которых через второй элемент ИЛИ соединены с первым выходом второго дешифратора и вторым

39 8 входом коммутатора, выход перво о триггера соединен с третьим входом коммутатора и входом третьего элемента И, выход третьего счетчика соединен с вторым входом второго дешифратора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, s него введен третий элемент ИЛИ, причем выход второГо триггера и второй выход второго дешифратора через третий элемент ИЛИ соединен с входом второго элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 436357, кл. G. 06 F 15/34, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке h 2753596/18-24, кл. G 06 F 1 /31, 24.10.79 (прототип).