SU746922A1 - Преобразователь частоты в код - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к цифровой электро измерительной технике, может найти практическое применение при обработке частотных смгналов .

Известны преобразователи частоты в код, содержащие счетчик импульсов, ключ и формирователь времени счета с генератором образцовой 4acfoты 1 . Работа таких преобразователей сводитс  к подсчету импульсов неизвестной частоты за некоторый образцовый интервал времени, который выбираетс  автоматически в процессе преобразовани  с целью нормировани  относительного значени  погреишости квантовани .

Недостатком известных преобразователей частоты в код  вл етс  низкое быстродействие обусловленное тем, что код измер емой частоты и код предела преобразовани  могут быть сосчитаны только после окончани  полного времени преобразовани , независимо от предела преобразовани .

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  преобразователь частоты в код, содер жащий основной декадный счетчик импульсов, счетчик меток времени, блок переписи кода.

регистр результата и регистр предела гфеобразовани , формирователь образцовьЬс меток времени , генератор образцовой частотьт и ключ, . одан из входов которого подаслючен к источнику тфеобразуемых частот, другой подсоединен к первому выходу формировател  образцовых меток времени, а выход подключен к счетному входу основного счетчика импульсов, подключенного выходом своей старшей декады к одному из входов формировател  образцовых меток вре10 мени, даа других входа которого соединены соответственно с выходом генератора образцовой частоты и со входом запуска преобразовател , а второй выход подключен ко входу счетчика меток времени, выходы которого, а также выliS ходы основного счетчика импульсов через схему переписи кода подключены соответственно ко входам регистра предела и регистра результата тфеобразовани  12.

Такой 1 еобразователь обладает высокой точ20 ностью, ибо щ)еобразование происходит на оптимальном 1феделе, причем погрешность преобразовани  во всем диапазоне входных частот не превосходит максимальной погрешности на лю374

бом из пределов преобразовани , кроме самого младшего.

Недостаток известного преобразовател  заключаетс  в низком быстродействии, вследствие чего его применение в информационно-измерителных системах и в цифровых системах автоматического управлени  затруднено.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  преобразовател  частоты в код.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что iqjeобразователь частоты в код, содержащий основной декаднь1Й счетчик импульсов, счетчик меток времени, основной блок переписи кода, регистр результата и регистр предела преобразовани , формирователь образцовых меток времени,

генератор образцовой частоты и ключ, один ю входов которого подключен ко входной шине преобразсйател , другой подсоединен к первому выходу формировател  образцовых меток времени, а выход ключа подключен к счетному входу основного счетчика импульсов, выход старшей декады которого подключен к первому входу формировател  образцовых меток времени, два других входа которого соединены соответственно с выходом генератора образцевой частоты и со входом запуска 1феобразовател ,, втсфой выход формировател  образцовых жеток времени подключен к сЧетиЬму входу счетчика меток времени, выходы которого, а также выходы основного счетчика импульсов подключены ко входам основного блока переписи кода, доп9лнительно введены блок переписи кода, регистр сдвига, счетчик импульсов, элемент ИЛИ, триггер, заторможедазый генера , тор и делитель частоты, причем первый выход основного блока переписи кода через регистр сдвига подключен к первому входу дополнительного блока переписи кода, первый вь1ход которого соединен со входом регистра резуль ата , второй выход основного блока переписи кода через дополнительный счетчик импульсов подключен ко второму входу дополнительного блока переписи кода, второй выход которого соединен со входом регистра предела преобразовани ; второй выход формировател  образцо вых меток времени соединен с управл ющим входом основного блока переписи кода и с первым входом элемента ИЛИ, ко второму входу которого подключены управл ющий вход дополнительного счетчика импульсов и вьосод делител  частоты, выход элемента ИЛИ соединен с С-входом триггера, к D-входу которого подключен выход старшей декады регистра сдвига, пр мой выход триггера соединен с управл ющим входом дополнительного блока переписи кода, инверсный выхо триггера через заторможенный генератор соединен с тактовым входом регистра сдвига и входом делител  частЪты.

На фиг. } представлена структурна  схема предлагаемого преобразовател  частоты в код; на фиг, 2 - временные диапазоны, по сн ющие работу преобразовател .

Преобразователь содержит основной декадньш счетчик 1 импульсов, счетчик 2 меток времени , ключ 3, формирователь 4 образцовых меток времени, генератор 5 образцовой частоты основной блок 6 переписи кода, регистр 7 результата , регистр 8 предела преобразовани  и блок 9 нормализавди кода, состо щий из регистра 9j сдвига, дополнительного счетчика 9з импульсов, дополнительного блока 9з переписи кода, триггера 9, затЬрможеннбго генератора 95, делител  9б частоты на четыре и элемента ИЛИ 9,.

На фиг. 2 показаны эпюры напр жений в точках: а - управл ющий вход основной схемы 6 переписи кода; б - управл ющий вход дополнительной схемы 9з переписи кода; в - выход заторможенного генератора 9s; т выход делител  9 частоты; д - D -вход триггера 94 ( 1, 2, 3, 4 - возможные моменты по влени  сигнала).

Работа преобразовател  заключаетс  в подсчете импульсов неизвестной частоты за некоторый образцовый интервал времени. Дл  формировани  времени счета, а также меток времени, кратных времени счета, служит формирователь 4 на втором выходе которого импульсы по вл ютс  в моменты времени TQ после импульса запуска, где TQ - период генератора 5 образцовой частоты; i - номер метки времени. При шстушении на вход формировател  4 образцовых меток времени импульса Зп процесса преобразовани  усиливаетс  разрешающий потенциал на входе ключа 3, вследствие чего импульсы преобразуемой частоты f начинают постутть на вход счетчика .

Claims (2)

1. По истечении времени Т на втором выходе формировател  4 по вл етс  перва  метка времени. За врем  на вход счетчика 1 поступает,NX fxTjj импульсов преобразуемой частоты. Если при этом содержимое старшей декады счетчика 1 сохран етс  равным нулю, годсчет импульсов частоты fjj продолжаетс . Метка времени записьшает единицу в счетчик 2 меток времени и поступает на управл ющий вхой блока 6 переписи кода, переписьгоает содержимое счетчика 1 в регистр 9i сдвига, а содержимое счетчика 2 - в дополнительный счетчик 92 импульсов . Эта же метка времени, поступа  на С-вход триггера 94 через элемент ИЛИ 9-,, переключает триггер 9ц нулевое состо ние. Цепи начального установа (на чертеже ,, не показаны) устанавливают этот триггер в йачале каждого цикла измерений в единичное состо ние. Разрешающий потенциал с инверсного выхо-/ да триггера 9 поступает на управл ющий .вход заторможенного генератора 9s. Каждые четыре импульса с выхода генератора 9s сдвигают содержимое регистра 9 i сдвига на один дес тичный разр д вправо, а каждый четвертый импульс, пройд  через делитель 9б - частоты на четыре, добавл ет единицу к содержимому дополнительного счетчика 9 и через злемент ИЛИ 9 поступает на синхровход триггера 9. Процесс сдвига информации в регистре сдвига продолжаетс  до тех пор, пока содержимое его старшей декады не станет отличным от нул . В зтом случае на D-вход триггера 9 поступает высокий потенциал, и ближайший импульс с выхода делител  9 возвращает триггер 9 в единичное состо ние, снима  разрешающий потенциал со входа генератора 9;. Положительный перепад напр жени  с единичного выходи триггера 9 , поступа  на управл ющий вход дополнительного блока 9з переписи кода, вызывает перепись кодов из регистра 9i сдвига в регистр 7 результата, а из дополнительного счетчика 92 - в регистр 8 предела преобразовани . В это врем  счетчик 1 импульсов продолжает годсчет импульсов входной частоты уже на следующем пределе преобразовани . Втора  метка времени по вл етс  после импульса Зп запуска теперь через интервал времени Ю.Т, и все про цессы в преобразователе повтор ютс  На одном из 1феделов 1феобразовани , который  вл етс  с точки зрени  заполнени  счетчика 1 оптимальным , по вл етс  импульс переноса в старшую декаду счетчика 1 импульсов, вследотвие чего no истечении образц(жого интервала времени « .To, где К 1,2, ;.....п - номер онтимальното предела преобразовани ; п - коли чество пределов преобразовани , формирователе 4 образцовых меток времени прекращает; подсчет импульсов входной частоты счетчиком 1, сн в разрешающий потенциал со второго входа ключа 3. Образцова  метка конца времени щ еобразова ни  увеличивает на единицу содержимое счетчика 2 меток времени и, поступа  на 5нравл ющи вход основной схемы 6 переписи кода, перепись содержимое счетчика 1 в регистр 9i сдвига а содержимое счетчика 2 - в дополнительный счетчик 92 импульсов. Поскольку в данном случае содержимое старшей декады регистра 9i сдвига отличаетс  от нул , ибо и содержимое старшей декады счетчика J импульсов отличаетс  от нул , на D-входе триггера 9ц присутствует высокий потенциал, который удерживает 55 его в единичном состо нии при поступлении на его синхровход через элемент ИЛИ 9 метки конца времени преобразовани . Высокий уровень с единичного выхода триггера поступает на управл ющий вход дополнительного блока 9з переписи кода, вследствие чего содержимое регистра 9i сдвига переписываетс  в регистр 7 результата, а содержимое дополнительного счетчика 92 - в регистр 8 предела преобразовани . . Насто щий преобразователь дает возможность получал к&д (феобразуемой частоты госле первой же метки времени, не дожида сь окончани  всего процесса преобразовани . Значеще выходного кода, полученное после первой образцовой метки времени, со временем уточн етс . Старший разр д числа N независимо от номера метки времени (номера предела преобразовани ) находитс  В1гегда в старшем разр де регистра 7 результата. Преимущество данного преобразовател  заключаетс  в возможности снНмать значение выходного tORia дб ЬкЬ Ш нй врёШ1йй 11реобразовани , что дает выигрыш в быстродействии при использовании предлагаемого преобразовател  в системах автоматического контрол  и регулировашс . Формула изобретени  Преобразователь частоты в код, содержащий основной декадный счетчик импульсов, счетчик меток времени, основной блок переписи кода, регистр результата и регис±р предела преобразовани , формирователь образцовых меток времени , генератор образцовой частоты и ключ. один из входов которого подключен ко входной шине преобразовател , второй вход ключа подсоединен к первому выходу формировател  образцовых меток времени, а выход ключа подключен к счетному входу основного счетчика импульсов, выход старшей декады которого подключен к первому входу формировател  образцовых меток времени, два других входа которого соединены соответственно с выходом генератора образцовой частоты и со входом запуска пресйразовател , второй выход формиробател  образцовых меток времени подключен к счетному входу счетчика меток времени, выходы которого, а также выходы основного счетчика импульсов подключены ко входам основного блока переписи кода, отличающ и и с   тем, что,с целью повышени  быстродействи , в него дополнительно введены блок переписи кода, регистр сдвига, счетчик импульов , элемент ИЛИ, триггер, заторможенный енератор и делитель частоты, причем первый выход основного блока переписи кода через регистр сдвига подключен к первому входу дополнительного блока переписи кода, первый шыход которого соединен со входом регистра {результата, второй выход основного блока

   переписи кода через дополнительный счетчик ймгпушлов подключен ко второму входу дополнительного блока переписи кода, второй выход которого соединен со входом регистра предала прёобразсжани , второй выход формировател  образцовых меток времёйй шединен с управл ющим входом основного блока переписи кода и с первым входом элемента ИЛИ, кб второму ВХОДУкоторого подключены управл ющий вход дополнительного счетчика импульсов и выход делител  частоты, выход элемента ИЛИ соединен с С-входом триггера, к D-входу которого

   годключен выход старщей декады регистра сдвига пр мой выход триггера соединен с угфавл ющим входом дойо нительного блока переписи кода, инверсный выход триггера через заторможенный генератор соединён с тактовым входом регистра сйвига и входом делител  частоты. Источники информации,

   прин тые во внимание при экспертизе . 1. Отчет о НИР завода Точэлектроприбор, инв. № 47153V, Львов, 1975, с. 207-216.
2. 2. Патент США N 3729677, кл. G 01 R 23/02, 1973 (прототип) .

   f,

   rinjijmjirLnjirL