SU1228286A1

SU1228286A1 - Функциональный преобразователь частота - код

Info

Publication number: SU1228286A1
Application number: SU843786872A
Authority: SU
Inventors: Сергей Федорович Свиньин
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина)
Priority date: 1984-09-05
Filing date: 1984-09-05
Publication date: 1986-04-30

Abstract

Изобретение относитс к автоматике и может быть использовано в измерительно-вычислительных комплексах в качестве вычислител функциональных зависимостей от частотно-импульсных сигналов. Изобретение позвол ет повысить точность преобразовани частоты в код. Преобразователь содержит два элемента И, три счетчика., запоминающий блок, выполненный в виде матрицы, триггер, регистр-сумматор, генератор тактовых импульсов, функ- циональньй генератор, преобразователь кода, входы Запуск и Установка нул , вход и выход. 1 ил. ю to 00 to 00 О)

Description

Изобретение относитс к автоматике и может быть использовано в измерительно-вычислительных комплексах в качестве вычислител функциональн зависимостей от частотно-импульсных сигналов, в том числе дл компенсации нелинейных характеристик частотных датчиков.

Це ль изобретени - повьппекие точности преобразовани за счет того, что кусочно-посто нное приращение приближени воспроизводимой функции представл етс в виде обычного р да Уолша, а сама функци получаетс в результате накоплени во времени ее элементарных приращений.

На чертеже представлена структурна схема функционального преобразовател частоту - код.

Функциональньй преобразователь частота - код содержит первый элемент 1 И, первый счетчик 2, запоминающий блок 3, выполненный в виде матрицы, RS-триггер 4, второй элемент 5 И, регистр-сумматор 6, гене- ратор 7 тактовых импульсов, второй 8 и третий 9 счетчики, функциональный генератор 10, преобразователь 11 кода, вход 12 устройства, вход 13 Запуск, вход 14 Установка нул , выход 15 устройства.

Алгоритм работы устройства основываетс на преобразовании нелинейной зависимости & &({} в эквивалентную ей функциональную зависимость (t), где t - переменный временной интервал, прошедший с момента прихода управл ющего импульса запуска устройства до момента, когда через счетчик 2 пройдет опредленное , заранее заданное число импульсов переменной частоты, кратное степени двух, которое вызовет его переполнение. Тем самым каждому значению нелинейной характеристики 6 9({), где f- частота входных им- пульсов, однозначно ставитс в соответствие момент времени, сигнализирующий о заполнении счетчика 2, причем импульс переполнени может служить управл ющим сигналом конца преобразовани . Переменньм .интервал фиксируемый по этому сигналу может быть использован как база дл накоплени функции - суммы вида в (1.) .

Воспроизводима функци 0(t) представл етс в виде р да по базисным интегральным кусочно-линейным функци м Уолша

n5

0 (5

;ю 5 зо

О

5

0

0((t)t0(o), к-о

i

гдeM|(t) LjJ(U)dU (uJ, - обычные ортогональные 1 :усочно-посто нные функции Уолша}

коэффициенты аппроксимирующего р да.

В момент фиксации аргумента t величина S(t) тоже фиксируетс в виде числа.

Устройство начинает работу после прихода импульса на вход 14, устанавливающего начальньй к од 9 (о) в регистр-сумматор 6 и нулевое состо ние счетчиков 8 и 9.

При подаче на вход 13 импульса запуска триггер 4 устанавливаетс в состо ние 1, в результате чего открываютс элементы 1 и 5 И и тактовые импульсы от генератора 7 поступают на входы запоминающего блока 3 и счетчика 8, а входные импульсы переменной частоты - на вход счетчика 2. В счетчике 8 происходит накопление двоичного кода, пропорционального текущему значению времени . Он имеет два выхода: информационный выход в виде параллельного р-разр дного двоичного кода, соединенный с также р-разр дным входом генератора 10, и одноразр дньй выход переполнени , который соединен с входом счетчика 9 и на котором по вл етс импульс переполнени каждый раз после поступлени на вход счетчика 8 очередной последовательности из п 2 тактовых импульсов.

В преобразователе 11 осуществл етс преобразование по следующему алгоритму. если знаки коэффициента С. и соответствующей функции Уолша совпадают, то в регистр-сумматор 6 с выхода преобразовател 11 поступает модуль коэффициента а если знаки не совпадают, то поступает значение коэффициента с отрицательным знаком и в дополнительном коде. Все коэффициентов Уолша, поступающие со своими первоначальными знаками из блока 3 через преобразователь 115 должны быть просуммированы в регистре-сумматоре 6 с накоплением суммы за интервал л1 |+ ij , что обеспечиваетс синхронизацией блока 3 и счетчиком 8 (а через него - генератором 10) с помощью тактовых

iимпульсов генератора 7 и коэффициентом делени счетчика 8, равным rt .

Коэффициент делени счетчика 9 также равен п , в результате чего частота смены кодов на соответствующем входе шины первого входа генератора 10 в h раз меньше частоты смены кодов на его втором входе. .

После каждой серии из п операций слтэжени в регистре-сумматоре 6 образуетс на его вьгходе, который- вл етс выходом устройства., значение функции 0(t.), посто нное дл текущего интервала времени от t. до-Ь.. Затем сери из h операций сложени коэффициентов снова повтор етс с целью образовани значени Q (t.,) на следующем интервале отi. до1. и т.д.

Таким образом, содержимое регистр сумматора 6 циклически измен етс по закону функциональной зависимости S(t) от текущего момента времени до момента, определ емого переполнением счетчика 2. При процесс преобразовани заканчиваетс : импульс переполнени с выхода счетчика 2 поступает на R -вход триггера 4,- который устанавливаетс в состо ние О, в результате чего закрываютс элементы 1 и 5 И, прекращаетс поступление как входных импульсов в счетчик 2, так и тактовых импульсов в блок 3 и счетчик 8, заканчиваетс выработка функций Уолша в генераторе

10и поступление коэффициентов Уолша из матрицы 3 через гфеобразователь

11в регистр-сумматор 6, в последнем фиксируетс код 0(t) как функци временного интервала, прошедшего с момента запуска устройства до момент переполнени счетчика 2. Эта зависимость однозначно определ ет и зависимость 0() .

Структурна схема генератора 10 может быть представлена, исход из аналитического выражени дл функции Уолша, при диодном способе их упор дочени ,, , ,

cJJt) (-1,.) где скал рное произведение (К:,о ) двоичных р-элементных векторов k и j (а именно номера функции К ...Кр, м-омера двоичного от- резка-подинтервала j .-Jp которому принадлежит) беретс на основе операции сложени элементов по модулю 2 и таким образом прини- .мает значени либо О, либо 1:

(к , J ) 2 К,J,... К

р- р

В качестве преобразовател 11, выполн ющего операцию преобразовани пр мого кода в дополнительный, может быть использован типовой комбинационный сумматор-вычитатель на основе полных одноразр дных сумматоров , в котором один из операндов

представл етс в, дополнительном коде , а управл ющий сигнал типа сложить/вычесть формируетс как логическа комбинаци (операци ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ)- разр да знака, поступающего из блока 3, коэффициента С и двоичной цифры на выходе генератора 10.

20

Формула. изобретени

Функциональньй преобразователь част ота-код, содержащий запоминающий блок, выполненньм в виде матри- цы, первый и второй элементы И, рё- гистр сумматор, RS -триггер и пер- вьй счетчик, вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого вл етс входом преобразовател частота-код, а второй вход соединен с выходом триггера , выход регистра-сумматора вл етс выходом преобразовател частота- код, отличающийс тем, что, с целью повьш)ени точности пре- образовани , в него введены второй и третий счетчики, функциональньой генератор , преобразователь кода к генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом- второго элемента И второй вход которого соединен с выходом триггера, S- вход которого соединен с входом Запуск устройства, аR-вход - с вы- хйдом первого, счетчика, входы запо- минающего блока и второго счетчика объединены и соединены с выходом второго элемента И, информационные входы второго счетчика соединены с соответствующими первыми входами функционального генератора, а выход переполнени соединен с входом третьего счетчика, выход которого соединен с вторым входом функционального генератора, выход которого подключен к управл ющему входу преобразовател кода, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами запоминающего блока, а выходы - с со512282866

ответствующими входами регистра-сум- тора объединены и соединены с вхо- матора, установочные входы второго и дом Установка нул преобразовател третьего счетчиков и регистра-сумма- частота-код.

Редактор Н. Киштулинец

Составитель Б. Ходов Техред Н. Бонкало

Заказ 2298/59Тираж 8t6Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Корректор А. Обручар

Claims

2₀ Формула. изобретения

Функциональный преобразователь частота-код, содержащий запоминающий блок, выполненный в виде матри2₅ цы, первый и второй элементы И, рёгистр-сумматор, RS -триггер и первый счетчик, вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого является входом преобразователя частота-код, а второй вход соединен с выходом триггера, выход регистра-сумматора является выходом преобразователя частотакод, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены второй и третий счетчики, функциональный генератор, преобразователь кода и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом· второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера,

S- вход которого соединен с входом Запуск устройства, a R-вход - с выхйдом первого, счетчика, входы запоминающего блока и второго счетчика объединены и соединены с выходом второго элемента И, информационупорядочения <J_K(£) = 1-1) , где скалярное произведение (k,j ) двоичных p-элементных векторов к j (а именно номера функции К = = Κ^Κ^.,.Κρ, номера двоичного отрезка-подинтервала j= j ,j₂.·· J_P , которому принадлежит f) берется на основе операции сложения элементов по модулю 2 и таким образом принимает значения либо 0, либо 1:

ные входы второго счетчика соединены с соответствующими первыми входами .функционального генератора, а выход переполнения соединен с входом третьего счетчика, выход которого соединен с вторым входом функционального генератора, выход которого подключен 55 к управляющему входу преобразователя кода, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами запоминающего блока, а выходы - с со1228286 6 тора объединены и соединены с вхоt дом Установка нуля преобразователя, частота-код.
5 1 ответствующими входами регистра-сумматора, установочные входы второго и третьего счетчиков и регистра-сумма-