SU366573A1 - - Google Patents

Description

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ В КОД Изобретение относитс  « области измерительной техники. . Известен преобразователь девиации частоты в код, содержащий входной формирователь и генератор опорной частоты, соединенные ключом с основным счетчиком. В предлагаемое устройство дл  повышени  точности преобразовани  введены блок исключени  неопределенности и блок интерпол ции , состо щий из интерпол ционного ключа , реверсивного счетчика, триггера управлени , первой схемы совпадени  и интерпол ционного генератора. Первый вход последнего соединен с выходом входного формировател , а выход интерпол ционного генератора через интерпол ционный ключ соединен со входом реверсивного счетчика и с одним из входов первой схемы совпадени , второй вход которой соединен с вы.ходом генератора опорной частоты, а ее выход - с управл юци1м входом интерпол ционного ключа, с триггером управлени  и с вторым входом интерпол ционного генератора. Блок исключени  неопределенности состоит из двух генераторов строба, схемы «И, схемы задержки и второй схемы совпадений, причем второй выход входного формировател  через первый генератор строба соединен с первым входом схем «И, второй вход которой подключен к выходу, генератора опорной частоты, а ее выход - к управл ющему входу интерпол ционного ключа и через схему задержки - к первому входу второй схемы совпадений и .к сигнальным входам схемы запрета. Один из управл ющих входов схемы запрета соединен с выходом триггера управлени  и со вторым входом второй схемы совпадений, второй управл ющий вход схемы запрета подключен к третьему входу второй схемы совпадений и через второй генератор строба - к выходу первого триггера основного счетчика, выход схемы запрета соединен со входом основного счетчика, вход предустановки которого подключен к выходу второй схемы совпадений. На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 показаны импульсы на входах первой схемы совпадени ; на фиг. 3 - эпюры, по сн ющие работу устройства . Преобразователь содержит входной формирователь /, ключ 2, генератор 3 опорной частоты , основной счетчик 4, блок интерпол ции, который состоит из генератора 5, первой схемы 6 совпадени , интерпол ционного ключа 7, триггера 8 управлени  реверсивным счетчиком 9. Кроме того, преобразователь содержит схему исключени  неопределенности, котора  состоит из двух генераторов 10 н 11 строба, логической схемы 12 «И, схемы 13

задержки, второй схемы 14 совпадени  и схемы 15 запрета.

Пусть период следовани  импульсов опорной частоты /о жестко прив зан к началу периода Ту следовани  импульсов с частотой f (см. фиг. 2, а).

Входной формирователь 1 формирует импульсы , соответствующие началу и концу периода Ту следовани  импульсов с частотой f.. Р1миульс начала периода Ту запускает генератор 3 опорной частоты fo и открывает основной ключ 2, через который импульсы опорной частоты fo проход т на основной счетчик 4. Импульс с выхода формировател  1, соответствующий концу периода Т, закрывает основной ключ 2 и запускает генератор 5 блока интерпол ции. Неоцененна  часть, величина Л, периода Ту, заключенна  между концом периода Ту, н последним из прищедшнх на счетчик 4 импульсов опорной частоты /о, следующих с периодом TO, оцениваетс  с помощью блока интерпол ции. Импульсы с выхода генератора 5 блока интерпол ции через открытый интерпол ционный ключ 7 поступают на вход интерпол ционного счетчнка 9.

Период Г следовани  имнульсов с генератора 5 блока интерпол ции дл  двоичцой системы исчислени  выбираетс  из услови 

Т, Т,(-Т,

где То - период следовани  и.мпульсов опорной последовательности. а - чнсло двоичных разр дов, оцениваемых блоком ннтерпол цин.

Одновременно импульсы с выхода генератора 5 блока интерпол ции поступают на один из входов схемы 6 совпадени , на второй вход которого поступают импульсы опорной последовательности , расщиренные до длительности . При выполнении вышеприведенного услови  один из этих расщиренных импульсов совпадает с одним из имнульсов, следующих с нериодом TI с выхода генератора 5 блока интерпол ции. В момент совпадени  двух импульсов перва  схема 6 совпадени  закрывает интерпол ционный ключ 7 и останавливает генератор 5 блока интерпол ции.

В интерпол ционном счетчике 9 фиксируетс  число п, равное числу единиц дополнительно оцениваемых двоичных разр дов периода Ту.

Очевидно, что максимальное число, зафиксированное в интерпол ционном счетчике, будет равно:

„па

Iмакс -

где а - ЧИСЛО двоичных, дополнительно оцениваемых , разр дов.

Период следовани  Т импульсов номинальной частоты fx ном. обычно известен. Число импульсов опорной последовательности, прошедших на основной счетчик 4 за врем  Т определитс  из выражени :

Г Т 1

СГ J 1П-о EiOM СП1 -- ,

г 7 IТ

где Е„( I - цела  часть числа .

Л) J/о

Очевидно, что дл  того, чтобы основной счетчик зафиксировал число, равное числу единиц старших разр дов преобразуемой девиации периода Ту, счетчик 9 при Т,-,- Т „ должен быть установлен в состо ние, соответствующее коду «нуль. Величина AI равна 

Чг

А, Г„-

т-оУ соответствует внолне определенному коду, который может быть заранее введен в интерпол ционный счетчик 9 в виде поправки.

Пусть период следовани  То импульсов опорной частоты /о не прив зан к началу периода Г,, следовани  импульсов с частотой /.v (см. фиг. 2, б).

В этом случае при условии, что

величины А и Да молию оценить одним и тем же блоком интерпол ции. Импульс, соответствующий началу периода Т, запускает генератор 5 блока интерпол ции. Импульсы с генератора 5 блока интерпол ции через открытый интерпол ционный ключ 7 поступают на вход реверсивного интерпол ционного счетчика 9. В момент t совпадени  двух имнульсов схема совпадени  закрывает интерпол ционный ключ 7, останавливает генератор 5 блока интерпол ции и, церебрасыва  триггер 8 управлени  реверсивным интерпол ционным

счетчиком 9, устанавливает счетчик в режим работы на вычитание. Число П2, зафиксированное в интерпол ционном счетчике 9, складываетс  с числом, занесенным в него заранее в виде поправки. В момент 4 имиульс, соответствующий концу периода Т снова запускает генератор 5 блока интерпол ции.

Величина А оцениваетс  как и в предыдущем случае. Реверсивный интерпол ционный счетчик 9 при оценке величины А работает

на вычитание. В момент ii совпадени  двух импульсов схема совпадени  закрывает интерпол ционный ключ 7, останавливает генератор 5 блока интерпол ции и, возвраща  триггер 8 управлени  реверсивным счетчиком Р в исходное состо ние, устанавливает счетчик в режим работы на сложение.

Если конец периода Т совпадает с одним из импульсов опорной последовательности с периодом Го, то возможно по вление неонре .(елейности в отсчете, так как в этом случае  еизвестио, просчитан ли этот импульс опорной последовательности основным счетчиком. Очевидно, в том случае, когда этот импульс просчитан, показани  интерпол ционного счетчика должны быть равны нулю, а в случае,

когда упом нутый импульс не просчитываетс , показани  основного счетчика 4 должны быть увеличены на единицу за счет импульса переполнени , поступившего с иптерполл,;;оииого счетчика 9. Однако, :;езав1:с;::.:о от гого , просчитан или нет последний импульс, совпавший с концом периода Т, блохо.м интерпол ции может быть дополнительно оценен целый период То опорной последовательностч импульсов, заключенный между концом периода r.v и очередным импульсом опорноГ: последовательности. Импульс переполнени  интерпол ционного счетчика 9 занесет единицу в основной счетчик 4, и, таюьм образо.м, в случае просчитанного упом нутого последнего имиульса возникнет ошибка в единицу одного из старших разр дов. Блоком интерпол ции может быть выделен и оценен остаток, близкий или равный нулю. В интерпол ционном счетчике зафиксируетс  нуль, что в случае непросчета последнего импульса основным счетчиком 4 также приведет к по влению ошибки в единицу одного из старших разр дов. Если начало периода Т,, совпадет с одним из импульсов опорной последовательности , то возможно по вление упом нутой yieопределенности в отсчете с различием. Последнее состоит в том, что если импульс опорной последовательности, совпавший с началом периода Т, просчитан основным счетчиком 4, то его показани  должны быть у,1еньшены на единицу, а если упом нутый не просчитан, показани  счетчика старших разр дов должны остатьс  без изменени .

Упо,1 нута  неопределенность в отсчете может быть сведена к минимуму повышением требований к длительности фронтов импульсов опорной последовательности и импульсов, соответствующих началу и концу периода Тх, что накладывает жесткие требовани  па основные элементы схемы. Дл  снижени  требований , к основным элементам схемы и повышени  достоверности результата преобразовани  в предлагаемом преобразователе применена схема исключени  неопределенности.

Импульс с входного формировател  /, соответствуюший началу периода Т и задержанный на врем  /з о2 открывает основной ключ 2 и запускает генератор 5 блока интерпол ции .

Блок интерпол ции оценивает величину Да обычным способом. Одновременно незадержанный импульс начала периода Тх с выхода 16 входного формировател  / поступает на первый генератор 10 строба, который выдает строб с длительностью примерно равной 2гз. Этот строб поступает на вход 17 схемы 12 «И, на вход 18 которой поступают импульсы с генератора 3 опорной частоты. В случае совпадени  строба и одного пз и,гпульсов опорной частоты импульс с выхода схемы 12 «И закрывает интерпол ционный ключ 7, тем самым дава  сигнал на прекращение оценки величины АЗ и через схему У.

задержки поступает на сигнальный вход схемы 15 запрета. Одновременно импульс с выхода схемы 13 задержки поступает на вход 19 сх;:;,;ы 14 совпадени . В исходном состо нии тр;:ггер 8 управлени  реверсивным интерпол ционным счетчиком 9 установлен в состо ние , соответствующее работе счетчика на сложение, и сигнал с выхода триггера 8 подаетс  на управл ющий в.ход 20 схемы 15 запрета , закрыва  ее, и одновременно поступает на вход 21 схемы 14 совпадени . Если импульс опорной последовательности, совпавший с импульсом генератора 10 строба, был просчитан основным счетчиком 4 (см. фиг.

3aj, то сигнал с одного из выходов первого триггера этого счетчика через второй генератор // строба поступит на управл ющий вход 22 схемы 15 запрета и на вход 23 схемы 14 совпадени , причем генератор // строба выдает строб с длительностью меньшей длительности периода То опорной последовательности имп}-льсов и приблизительно равной удвоенному времени задержки схемы 13. в случае одновредтенного наличи  сигналов

на всех трех входах схемы 14 совпадени , имиульс с ее выхода производит сброс основного счетчика 4 в исходное состо ние. Если на одном из входов схемы 14 совпадени  сигнала нет, сброс основного счетчика 4 в исходное состо ние не производитс . Это происходит в следуюших случа х: еслп триггер 8 установлен в состо ние, соответствующее работе реверсит мого интерпол ционного счетчика 9 на вычитание , если импульс опорной последовательности , совпавший с импульсов; генератора 10 строба, не просчитаетс  основным счетчиком 4 (см. фиг. 3(5) и если импульс опорной последовательности не совпадет с импульсом генератора 10 строба (см. фиг. Зб). При несовпадении импульса опорной последовательности с импульсом генератора 10 строба, оценка величины АЗ производитс  блоком интерпол ции способом.

При совпадении импульса опорной последовательности с импульсом генератора 10 строба интерпол ционный ключ закрываетс , а импульс с выхода схемы 6 совпадени  в момент i2 совпадени  одного из импульсов опорной последовательности с П2-ым импульсом с выхода генератора 5 блока интерпол ции установит триггер 8 в состо ние, соответствующее работе реверсивного интерпол ционного счетчика 9 на вычитание, причем, в этом случае . При этом сигнал от триггера 8 с управл ющего входа 20 схемы 15 запрета и входа 21 схемы 14 совпадени  снимаетс , и схема готова к работе дл  случа  совпадени  одного из импульсов опорной последовательности с импульсом, соответствуюш,им концу периода Т.

Отличие в работе схемы исг лючени  неопределенности от предыдущего случа  заключаетс  в следующем. Импульс сброса основного счетчика 4 со схемы 14 совпадени 

сниматьс  не будет. Схема 15 запрета закрываетс  в том случае, если на ее управл ющий вход 22 поступит сигнал с выхода второго генератора 11 строба. В этом случае импульс, пришедший на сигнальный вход схемы 15 запрета на счетных вход основного счетчика 4, не пройдет (см. фиг. 3, г). Если сигнала ил управл ющем входе 22 схемы 15 запрета нет, т. е. импульс опорной последовательности, совпавший со стробом первого генератора 10 строба, не просчитан основным счетчиком 4 (см. фиг. 3, д), то импульс пришедший на сигнальный вход схемы 15 запрета, пройдет на счетный вход основного счетчика 4 и дополнит его показани  на единицу.

При несовпадении импульса опорной последовательности с импульсом генератора 10 строба (см. фиг. 3, е), со схемы 13 задержки импульс на сигнальный вход схемы 15 запрета не придет и на счетный вход основного счетчика 4 подаватьс  не будет, интерпол ционный ключ 7 не закроетс  и оценка величины Л будет производитьс  обычным способом .

Предмет изобретени 

Преобразователь девиации частоты в код, содержащий входной формирователь и генератор опорной частоты, соединенные через ключ с основным счетчиком, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , в него введены блок исключени  неопределенности и блок интерпол ции, состо щий из интерпол ционного ключа реверсивного счетчика, триггера управлени , первой схемы совпадени  и интерпол ционного генератора, первый вход которого соединен с

выходом входного формировател , а выход упом нутого генератора через интерпол ционный ключ соединен со входом реверсивного счетчика и с одним из входов первой схемы совпадени , второй вход которой соединен с выходом генератора опорной частоты, а ее выход - с управл ющим входом интерпол ционного ключа, с триггером управлени  и с вторым входом интерпол ционного генератора, блок исключени  неопределенности состоит из двух генераторов строба, схемы «И, схемы, задержки и второй, схемы совпадений, причем второй выход ,|входного формировател  через первый генератор строба соединен с первым входом схемы «И, второй вход которой подключен к выходу генератора опорной частоты, а ее выход - к управл ющему входу интерпол ционного ключа и через схему задерл ки - к первому входу второй схемы совпадений и к сигнальным входам схемы запрета,

один из управл ющих входов которой соединен с выходом триггера управлени  и со вторым входом второй схемы совпадений, второй управл ю,щий вход схемы запрета подключен к третьему входу второй схемы совпадений и через второй генератор строба - к выходу первого триггера основного счетчика, выход схемы запрета соединен со входом осно-аного счетчика, вход предустановки которого подключен к выходу второй схемы совпадений.

Фиг.1

dg „III 4i Al

ri П П n П П П П nWTl П П П П

-U- B - --I - -in -- IJLT - -Ж-CDu& .5