SU1751851A1 - Преобразователь частоты в код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах дл  измерени  и контрол  скорости вращени  исполнительных устройств Целью изобретени   вл етс  обеспечение автоматического выбора диапазона измерений. Преобразователь содержит датчик 1 частоты, триггеры 4 и 5, элементы И 8,9,10, реверсивный счетчик 13, генератор 7 опорной частоты, счетчик 12

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах дл  измерени  и контрол  скорости вращени  исполнительных устройств.

Известно устройство - преобразователь частоты в код, - содержащее датчик частоты, триггер, два элемента И, реверсивный счетчик, генератор опорной частоты, счетчик импульсов.

Недостатком известного устройства  вл етс  низкое быстродействие.

Известно устройство - преобразователь частоты в код, - содержащее датчик частоты, первый и второй триггер, три элемента И, реверсивный счетчик, генератор опорной частоты, счетчик импульсов, задатчик кода числа.

Однако в известном устройстве задатчик кода управл етс  оператором путем задействовани  необходимых тумблеров. Это не позвол ет при значительном изменении частоты переходить автоматически на другой диапазон измерений и предполагает посто нный контроль со стороны оператора за диапазоном измерений путем коммутации тумблеров в задатчике числа. Этот недостаток наиболее существенен дл  исполнительных устройств, частота вращени  которых может измен тьс  в значительных пределах.

Цель изобретени  - обеспечение автоматического выбора диапазона измерений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь частоты в код, содержащий датчик частоты, первый и второй триггер , три элемента И, первый реверсивный счетчик, генератор опорной частоты, счетчик импульсов, задатчик кода, причем выход датчика частоты соединен с входом установки в единицу первого триггера, установочный вход первого реверсивного счетчика, вход разрешени  считывани  эадатчика кода , выходы первого реверсивного счетчика  вл ютс  первой выходной шиной устройст- за и суммирующий и вычитающий входы

соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, первый вход первого элемента И подключен к инверсному выходу первого триггера, а второй вход

объединен с первыми входами второго и третьего элементов И, входом синхронизации второго триггера и подключен к выходу генератора опорной частоты, второй вход второго элемента И объединен с вторым

входом третьего элемента И и подключен к пр мому выходу второго триггера, выход третьего элемента И подключен к счетному входу счетчика импульсов, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами задатчика кода, а выход переполнени  соединен с входом установки в ноль первого триггера, пр мой выход которого подключен к информационному входу второго триггера, введены третий

триггер, элемент задержки, четвертый элемент И, регистр, блок индикации, второй реверсивный счетчик, два посто нных запоминающих устройства и два элемента ИЛИ, причем адресные входы посто нных запоминающих устройств объединены и подключены к соответствующим выходам первого реверсивного счетчика, а их ёходы считывани  также объединены и подключены к выходу четвертого элемента И, первый вход

которого объединен с входом элемента задержки , входом разрешени  записи данных счетчика импульсов и регистра и подключен к выходу датчика частоты, выходы первого и второго посто нных запоминающих устройств соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ и суммирующим и вычитающим входами второго реверсивного счетчика, выходы которого соединены с соответствующими

адресными входами задатчика кода и вход установки в О объединен с первым входом второго элемента ИЛИ и  вл етс  шиной Исходное, второй вход второго элемента ИЛИ соединен выходом первого .элемента

ИЛИ, а выход с входом установки в О треть: его триггера, вход установки в 1 которого

соединен с выходом элемента задержки и пр мой выход- с вторым входом четвертого элемента И и  вл етс  шиной Готовность, при этом выходы задатчика кода соединены с соответствующими информационными входами регистра и  вл ютс  второй выходной шиной, выходы регистра соединены с соответствующими входами блока индикации .

На чертеже приведена функциональна  схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 частоты, например, на основе источника 2 излучени  и чувствительного элемента 3, триггеры 4-6, генератор 7 опорной частоты, элементы И 8-11, счетчик 12 импульсов, реверсивные счетчики 13 и 14, регистр 15, светодиоды 16, элемент 17 задержки, ПЗУ 18 и 19, задатчик 20 кода, элементы ИЛИ 21 и 22.

Датчик 1 частоты может состо ть из источника 2 излучени  и чувствительного элемента, которые разделены перфорированным диском 23, закрепленным на одном валу с исполнительным механизмом, частота которого измер етс . Выход чувствительного элемента 3 датчика 1 частоты соединен с установочным входом счетчика 13, единичным входом триггера 5, входами разрешени  записи данных счетчика 12 и регистра 15, входом считывани  задатчика кода 20, выполненного в виде ПЗУ, входом элемента 17 задержки и первым входом элемента И 11. Выходы счетчика 13 соединены с адресными входами ПЗУ 18 и 19, а их входы считывани  соединены с выходом элемента И 11. Выход ПЗУ 18 соединен с суммирующим входом счетчика 14 и первым входом элемента ИЛИ 21, а выход ПЗУ 19 соединен с вычитающим входом счетчика 14 и вторым входом элемента ИЛИ 21, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 22, выход которого соединен с входом сброса триггера 6. Выход последнего подключен к второму входу элемента И 11 и  вл етс  выходом Готовность. Сигнал Исходное подаетс  на вход сброса счетчика 14 и второй вход элемента ИЛИ 22. Установочный вход триггера б соединен с выходом элемента 17 задержки. Выходы счетчика 14 соединены с адресными входами задатчика 20 кода, выходы которого подключены к входам записи данных счетчика 12 и регистра 15 и  вл ютс  выходами считывани  кода числа во внешнее устройство. Выходы регистра 15 подключены к соответствующим входам блока 16 индикации, выполненного в виде матрицы светодиодов. Выход переноса счетчика 12 соединен с нулевым входом триггера 5, пр мой выход которого соединен с информационным входом триггера 4, а инверсный выход - с первым входом элемента И 10, выход которого соединен с вычитающим входом счетчика 13, а суммирующий вход счетчика 13 соединен с

выходом элемента И 9. Второй вход последнего соединен с вторыми входами элементов И 8 и 10, синхровходом триггера 4 и выходом генератора 7 опорной частоты. Выход элемента И 8 соединен со счетным вхо0 дом счетчика 12, а первый вход - с первым входом элемента И 9 и пр мым выходом триггера 4,

Устройство работает следующим образом .

5 Перед началом работы на вход Исходное подаетс  высокий логический потенциал , который устанавливает в О второй реверсивный счетчик 14 и третий триггер 6, через открытый элемент ИЛИ 22, при этом

0 снимаетс  сигнал Готовность,и на адресных входах задатчика 20 кода по вл ютс  нули. Отсутствие сигнала Готовность сигнализирует о том, что съем информации с выходов первого реверсивного, счетчика 13

5 и задатчика 20 кода запрещен,

Ближайшим импульсом с выхода чувствительного элемента 3 датчика 1 частоты, подаваемым на установочный вход, сбрасываетс  реверсивный счетчик 13, ггереписы0 ваетс  код числа по нулевому адресу задатчика 20 кода в счетчик 12 импульсов и регистр 15, при этом высвечиваютс  соответствующие этому коду светодиоды блока 16 индикации. Через некоторый временной

5 интервал, определ емый посто нной времени элемента 17 задержки триггер 6 устанавливаетс  в единичное состо ние, открыва  элемент И 11 и выдава  сигнал Готовность.

0 Аналогичным импульсом с выхода датчика 1 частоты триггер 5 устанавливаетс  в единичное состо ние, перевод  в это же состо ние ближайшим импульсом с выхода генератора 7 опорной частоты и триггер 4,

5 который открывает элементы И 8, 9, и импульсы с выхода генератора 7 опорной частоты начинают поступать на суммирующий вход реверсивного счетчика 13 и счетный вход счетчика 12. Импульсом переполнени 

0 счетчика 12 триггер 5 возвращаетс  в исходное положение, при этом ближайшим импульсом с генератора 7 опорной частоты триггер 4 устанавливаетс  в О и закрывает элементы И 8 и 9. Суммирование импульсов

5 счетчиком 13 прекращаетс . В это же врем  единичный сигнал с инверсного выхода триггера 5 открывает элемент И 10 и импульсы с выхода генератора 7 опорной частоты начинают поступать на вычитающий вход счетчика 13.

Следующим импульсом с выхода датчика 1 частоты триггер 5 вновь переходит в единичное состо ние, элемент И 10 закрываетс , вычитание в счетчике 13 прекращаетс , а имеющийс  на его выходах код считываетс  сигналом на установочном входе этого счетчика. Код поступает во внешние устройства и на адресные входы ПЗУ 18 и 19. При этом счетчик 13 сбрасываетс  в О и начинаетс  очередной цикл преобразовани . Тем же импульсом с выхода чувствительного элемента 3 датчика 1 частоты происходит считывание информации из ПЗУ 18 и 19.

В  чейках ПЗУ 18 записана единица дл  близких к нулю значений выходного слова счетчика 13, которое поступает на адресные входы ПЗУ 18, когда необходимо увеличить число М, записываемое из него в счетчик 12, что приводит к изменению диапазона дл  измерени  более низких частот. При этом дл  той же частоты импульсов с датчика 1 частоты знамение выходного слова счетчика 13 при очередном измерении будет значительно больше нул , что позволит увеличить точность измерений. По аналогии в  чейках ПЗУ 19 записана 1 дл  близких к максимальному значений выходного слова счетчика 13, когда необходимо уменьшать число дл  измерени  более высоких частот. Услови  выбора границ кода в выходном слове счетчика 13 дл  перехода к другому диапазону измерени  определ ютс  в каждом конкретном случае, исход  из требований к их погрешности. Число диапазонов выбираетс  на основании следующего критери  точности

э

n ( ОГ7 - 1 ) где n - число диапазонов;

DI - кратность перекрыти .

Период следовани  импульсов на выходе датчика 1 частоты зависит от скорости вращени  его кодового диска и количества импульсов N, снимаемых за один обот60

РОТТ -7Ж-Врем , в течение которого триггер 4 находитс  в единичном состо нии, равно

ч t ,

где fi-и - частота импульсов генератора 6.

Врем , в течение которого триггер 5 находитс  в нулевом состо нии, равно

Г2 ТХ -Г1.

Значение выходного слова счетчика 13 Меч за один период следовани  импульсов с датчика 1 частоты

NCH (Г1 - T2)fm 2М - Txfn/i

2М60 «N

ги

При считывании кода единицы с выхода

какого-либо ПЗУ 18 или 19 содержимое счетчика 14 мен етс  на единицу, образу  новый адрес дл  считывани  числа М в счетчик 10 в другом диапазоне измерений. При этом

сигнал с выхода соответствующего ПЗУ 18 или 19 проходит также через элементы ИЛИ 21 и 22 и сбрасывает триггер 6, снима  сигнал Готовность, закрыва  элемент И 11 и блокиру  процесс считывани  информации

с ПЗУ 18 и 19 в очередном цикле преобразовани .

Таким образом следующий цикл преобразовани  проходит с предыдущим значением числа М, переписываемого из ПЗУ 20 в счетчик 12 при сн том сигнале Готовность , а значит информаци  о частоте с выходов счетчика не считываетс , так как не удовлетвор ет требовани м точности. Следующим после блокировки устройства импульсом с выхода датчика 1 частоты задатчик кода 20 считывает новое значение числа М в счетчик 12, адрес которого определ етс  изменившимс  состо нием выходов счетчика 14, тем самым осуществл етс  переход в новый диапазон измерений. Однако этот импульс не проходит через закрытый элемент И 11 и выходное слово счетчика 13 не вызывает реакции ПЗУ 18 и 19, так как

оно было вычислено со старым значением числа М. Этот же импульс, проход  через элемент 17 задержки, переводит триггер б в единичное состо ние, восстанавлива  сигнал Готовность и открыва  элемент И 11,

причем задержка времени выбираетс  такой , чтобы элемент И 11 открывалс  уже после прохождени  импульса с датчика 1 частоты. Полученное в данном цикле преобразовани  значение выходного слова счетчика 13 и значение кода числа М с выхода задатчика кода 20 считываетс  во внешние устройства, так как сигнал Готовность имеетс .

Таким образом по сравнению с прототипом предлагаемое устройство позвол ет автоматически измен ть диапазон измерений преобразовател  при получении кодов значений частоты близких к нулю и близких к максимальному. Это позвол ет без участи 

оператора контролировать частоту тех исполнительных устройств, у которых она может мен тьс  значительно (например частота вращени  двигател  под нагрузкой и на холостом ходу).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь частоты в код, содержащий датчик частоты, выход которого соединен с входом установки в 1 первого триггера, установочным входом первого реверсивного счетчика, входом разрешени  считывани  задатчика кода, выходы первого реверсивного счетчика  вл ютс  первой выходной шиной устройства, а суммирующий и вычитающий входы соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, первый вход первого элемента И подключен к инверсному выходу первого триггера, а второй вход объединен с первыми входами второго и третьего элементов И. входом синхронизации второго триггера и подключен к выходу генератора опорной частоты , второй вход второго элемента И объединен с вторым входом третьего элемента И и подключен к пр мому выходу второго триггера, выход третьего элемента И подключен к счетному входу счетчика импульсов , информационные входы которого соединены с соответствующими выходами задатчика кода, а выход переполнени  соединен с входом установки в О первого триггера, пр мой выход которого подключен к информационному входу второго триггера , отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  автоматического выбора диапазона измерений, в него введены третий триггер, элемент задержки, два элемента ИЛИ, второй реверсивный счетчик, элемент

   И, регистр, блок индикации и два посто нных запоминающих устройства, адресные входы которых объединены и подключены к соответствующим выходам первого реверсивного счетчика, входы считывани  первого и второго посто нных запоминающих устройств объединены и подключены к выходу четвертого элемента И, первый вход которого объединен с входом элемента задержки , входом разрешени  записи данных счетчика импульсов и регистра и подключен к выходу датчика частоты, выходы первого и второго посто нных запоминающих устройств соединены соответственное первым

   и вторым входами первого элемента ИЛИ и суммирующим и вычитающим входами второго реверсивного счетчика, выходы которого соединены с соответствующими адресными входами задатчика кода, а вход

   установки в О объединен с первым входом второго элемента ИЛИ и  вл етс  шиной Исходное, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход - с входом установки в 0м

   третьего триггера, вход установки в 1 которого соединен с выходом элемента задержки , а пр мой выход - с вторым входом четвертого элемента И и  вл етс  шиной Готовность, при этом выходы задатчика

   кода соединены с .соответствующими информационными входами регистра и  вл ютс  второй выходной шиной, выходы регистра соединены с соответствующими входами блока индикации.