SU790232A1 - Устройство дл преобразовани частот импульсных последовательностей - Google Patents

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных системах и автоматике. Устройство предназначено для преобразования двух последовательностей импульсов в третью, при этом частота и длительность импульсов третьей последовательности равна соответственно частоте одной и временному интервалу между импульсами другой преобразуемой последовательности импульсов .

Известен преобразователь импульсов г содержащий триггеры , формирователи выходных импульсов, источники зарядного тока, пороговое устройство и времязадающий конденсатор £1}.

Недостатком устройства является невысокая точность, обусловленная разбросом параметров двух источников постоянного тока, током одного Из которых осуществляется заряд, а током другого - разряд времязадающего конденсатора.

Известен также преобразователь импульсов, который имеет более высокую точность преобразования, так как в нем исключается погрешность, вносимая разбросом параметров источника постоянного по величине тока благо10 * si't ² -LZJ ' ' даря тому, что заряд и разряд инТёТ——^! •ратора осуществляется через один источник тока и содержит три триггера, элемент И, блок преобразования длительности импульсов в напряжение и элемент сравнения £2^ .’

Недостатками данного устройства являются недостаточно широкий частотный диапазон и ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее четыре вентиля, счетчик импульсов, состоящий из триггеров, выходы которых соединены с входами вентилей .

Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее четыре элемента И, первый вход первого из которых соединен с первой входной шиной, единичный вход первого триггера подключей к второй входной шине, первый вход второго элемента И соединен с входной шиной опорной частоты импульсов, второй вход - с выходом .i-i второго триггера, нулевой вход которого подключен к выходу счетчика импульсов и нулевому входу первого триггера, первый·выход которого подключен к выходной шине устройства и второму входу первого элемента И, введен регистр сдвига, вход ’’Запись которого соединен с выходом первого элемента И и единичным входом второго триггера, вход считывания - с вы- . ходом счетчика импульсов, поразрядный выход - с поразрядным входом счетчика импульсов, а поразрядный вход с поразрядным выходом счетчика импульсов, вход сложения которого подключен к выходу второго элемента И, .. а вход вычитания - к выходу третьего элемента И, первый вход которого соединен с входной шиной опорной частоты импульсов, а второй вход - с нулевым выходом первого, триггера и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к первому входу первого элемента И, а выход - к входу установки счетчика импульсов.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг. '2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит счетчик 1 импульсов, выполненный реверсивным, регистр 2 сдвига, триггеры 3 и ’4, элементы 5-8 И, входные шины 9-11, выходную шину 12. Шина 10 подключена к первым входам элементов 5 и б И. ' Второй вход элемента 5 И соединен с -шиной 12 и ,с единичным выходом триггера 3 , единичный вход которого соединен с шиной 11. Второй вход элемента 6 И соединен с нулевым выходом триггера 3 и с первым входом элемента 7 И, второй вход которого' соединен с шиной 9 и с первым входом элемента 8 И. Выход элемента 5 И подключен к единичному входу триггера 4 и ко входу записи регистра 2. Выход элемента 6 И подключенк установочному входу счетчика 1. Выход элемен- . та 7 И подключен ко входу вычитания, а выход’ элемента 8 И - ко входу сложения реверсивного счетчика 1. Второй вход элемента 8 И подключен к единичному выходу триггера 4. Нулевые входы триггеров 3 и 4 подключены к выходу счетчика 1 и ко входу считывания регистра 2. Поразрядные выходы счетчика 1 соединены с поразрядными входами регистра 2, а поразрядные выходы регистра 2.подключены к поразрядным входам счетчика 1.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии регистр 2 и триггеры 3, 4 находятся в нулевом состоянии. Элементы 5 и 8 И закрыты по вторым входам низкими (запрещающими) потенциалами триггеров 3 и 4, элемент 6 И открыт по второму входу, а элемент 7И по первому входу высоким (разрешающим) потенциалом нулевого выхода триггера 3. Первая последовательность импульсов Е< поступает на шину 10, вторая последовательность импульсов F^ поступает на шину 11. На шину 9 поступают высокочастотные импульсы опорной частоты . Импульсы опорной частоты F_o поступают через элемент 7 И на вычитающий вход счетчика 1. .

С приходом очередного импульса последовательности F_o открывается элемент 6 И, выходной сигнал которого поступает на установочный вход счетчика 1, устанавливая его (по переднему фронту) в нулевое состояние. После этого при -поступлении на вычитающий вход с выхода элемента 7 И импу’льсов опорной частоты F_o счетчик 1 начинает работать в режиме вычитания до прихода второго импульса Е/ (момент времени Ц -t₂Ha фиг. 2), при этом соответствующее произвольному моменту времени t текущее показание счетчика 1 N._fc в дополнительном коде пропорционально интервалу времени t -t^ с момента поступления предшествовавшего импульса последовательности . К моменту поступления второго импульса F/ в счетчике 1 запишется число в дополнительном код'е, пропорциональное длительности периода следования импульсов первой последовательности - N_T . С приходом второго импульса Е; счетчик 1 снова сбрасывается, после чего снова начинает работать в режиме вычитания до прихода третьего импульса. С приходом третьего импульса Е, весь процесс повторяется .

С приходом первого импульса последовательности F^ (момент времени на диаграмме фиг. 2) триггер 3 устанавливается в единичное состояние и на шине 12 формируется передний фронт первого выходного импульса последовательности Fj , При установке триггера .3 в единичное состояние открывается по второму входу элемент 5 И и закрываются по второму входу элемент б И и по первому входу элемент 7 И. При этом прекращается поступление импульсов опорной частоты Fo на вычитаю- щий вход счетчика 1, в котором остается записанным в дополнительном коде число Nj , пропорциональное интервалу времени от мрмента времени до t; (см. диаграмму на фиг. 2). С приходом очередного импульса Ej (момент времени t₅)открывается элемент 5 И, выходной сигнал которого (по' переднему фронту) осуществляет перезапись числа из счетчика 1 в регистр 2 и устанавливает триггер 4 в единичное состояние. При этом открывается элемент 8 И, с выхода которого импульсы опорной частоты . F_o начинают поступать на вход сложения счетчика до его переполнения. При переполнении счетчика 1 (момент времени ι пульс переполнения устанавливает в ис· ходное (нулевое) состояние, триггеры и 4 и считывает содержимое регистра 2 в счетчик 1. При этом регистр устанавливается в исходное состояние, а в счетчике 1 снова запишется в дополнительном коде число' N , пропорциональное интервалу времени t_b-t_s При установке триггеров 3 и 4 в нулевое состояние ца шине 12 формируется задний фронт первого импульса , закрывается элемент 8 И и открываются элементы б и 7 И. При открывании элемента 7 И импульсы опорной частоты F_o снова начинают поступать на вычитающий вход счетчика 1, который начинает отсчитывать значение текущего временного интервала. Показание счетчика 1 в дополнительном коде в каждый момент времени пропорционально интервалу времени с момента tg поступления предшествующего импульса серии Б, , а устройство. вновь готово к формированию выходного импульса. При поступлении очередного импульса последовательности Fj цикл работы устройства повторяется, формируется выходной импульс по сигналу переполнения счетчика 1, после чего на счетчик 1 переписывается из регистра 2 код, соответствующий длительности , временного интервала с момента предшествовавшего импульса F/ и счетчик 1 переключается на режим вычитания опорных импульсов и формирования кода текущего временного интервала.

В дальнейшем работа устройства протекает аналогично.

Конструктивные особенности предлагаемого устройства позволяют расширить частотный диапазон.преобразователя . Устройство обеспечивает нормальную работу независимо от времени поступления импульсов последовательности F₂ относительно импульсов последовательности F_f . Поэтому при выбранном значении F, имеется возможность повышать частоту F% до значения Fy .

Кроме того расширяются функциональные .возможности устройства. Так как устройство осуществляет измерение (запоминание) длительности каждого периода последовательности F, (работает в следующем режиме), то с приходом очередного импульса F$ на вы-..

ходе устройства формируется выходной импульс, длительность которого равна длительности периода, совпадающего с этим импульсом F^ .’ Таким образом, осуществляется преобразование без дополнительной погрешности как при постоянном значении, так и при переменных значениях периодов импульсов последовательности.

Claims (3)

1. второго триггера, нулевой вход которого подключен к выходу счетчика импульсов и нулевому входу первого трк гера, первыйвыход которого подключен к выходной шине устройства и вто рому . входу первого элемента И, введен регистр сдвига, вход Запйсь которого соединен с выходом первого элемента И и единичным входом второго триггера, вход считывани  - с вы ходом счетчика импульсов, поразр дны . выход - с поразр дным входом с етчика импульсов, а поразр дный вход с поразр дным выходом счетчика импульсов ,, вход сложени  которого подключен к выходу второго элемента И, . а вход вычитани  - к выходу третьего элемента И, первый вход которого сое динен с входной шиной опорной частоты импульсов, а второй вход - с нуле вым выходом первого, триггера и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к первому входу первого элемента И, а выход - кВХОДУ, установки счетчика импульсов. На фиг. 1 изображена структурна  электрическа  схема устройства; на фиг, 2 - диаграммы, по сн ющие его работу.. Устройство содержит счетчик 1 импульсов , выполненный реверсивным, регистр 2 сдвига, триггеры 3 и 4, элементы 5-8 И, входные шины 9-11, выходную шину 12.; Шина 10 подключена к первым входам элементов 5 и 6 И. Второй вход элемента 5 И соединен с шино.й 12 и ,с единичным выходом три гера 3 , единичный вход которого -соединен с шиной 11, Второй вход элемента б И соединен с нулевым выходом триггера 3 и с первым входом элемента 7 И, второй вход которого соединен с шиной 9 и с первым входом элемента 8 И. Выход элемента 5 И под ключен к единичному входу -триггера 4 и ко входу записи регистра 2. Выход элемента 6 И подключен - к установочному входу счетчика 1. Выход элемента 7 И подключен ко входу вычитани , а выход элемента 8 И - ко входу сложени  реверсивного счетчика 1. Второ вход элемента 8 И подключен к единич ному выходу триггера 4. Нулевые вход триггеров 3 и 4 подключены к выходу счетчика 1 и ко входу считывани  регистра 2. Поразр дные выходы счетчика 1 соединены с поразр дными входами регистра 2, а поразр дные выходы регистра 2.подключены к поразр дным входам счет,чика 1., Устройство работает следующим образом , в исходном состо нии регистр 2 и триггеры 3, 4 наход тс  в нулевом состо нии. Элементы 5 и 8 И закрыты по вторым входам низкими (запрещающими ) потенциалами триггеров 3 и 4, .элемент б И открыт по второму входу. а элемент 7-И по первому входу высоким (разрешающим) потенциалом нулевого выхода триггера 3. Перва  последовательность импульсов EI поступает на шину 10, втора  последовательность импульсов f поступает на шину 11. На шину 9 поступают высокочастотные импульсы опорной частоты 1 . Импульсы опорной частоты FQ поступают через элемент 7 И на вьгчитающий вход счетчика 1. , С приходом очередного импульса последовательности F открываетс  элемент 6 И, выходной сигнал которого поступает на установочный вход счетчика 1, устанавлива  его (по переднему фронту) в нулевое состо ние. Послеэтого при -поступлении на вычитающий вход с выхода элемента 7 И импульсрв опорной частоты Рд счетчик 1 начинает работать в режиме вычитани  до прихода второго импульса F/ (момент времени t фиг. 2), при этом соответствующее произвольному моменту времени t текущее показание счетчика 1 N. в дополнительном коде пропорционально интервалу времени t -t с момента поступлени  предшествовавшего импульса последовательности F . К моменту поступлени  второго .импульса F/ в счетчике - 1 запишетс  число в дополнительном коде, пропорциональное длительности периода следовани  импульсов первой последовательности - N. С приходом второго импульса Rj счетчик 1 снова сбрась ваетс , после чего снова начинает работать в режиме вычитани  до прихода третьего импульса. С приходом третьего импульса F, весь процесс повтор етс  . С приходом первого импульса последовательности F (момент времени t/ на диаграмме фиг. 2) триггер 3 устанавливаетс  в единичное состо ние и на шине 12 формируетс  передний фронт первого выходного импульса последовательности FJ , При установке триггера .3 в единичное состо ние открываетс  по второму входу элемент 5 И и закрываютс  по второму входу элемент б И и по первому входу элемент 7 И. При этом прекращаетс  поступление импульсов опорной частоты FQ на вьочитаю- щий вход счетчика 1, в котором остаетс  записанным в дополнительном коде число NJ , пропгорциональное интервалу времени от мрмента времени t до tj (см. диаграмму на фиг. 2). С приходом очередного импульса Fj (момент времени tg)открываетс  элемент 5 И, выходной сигнал которого (по переднему фронху) ос тцествл ет перезапись числа N из счетчика 1 в регистр 2 и уста.навливает триггер 4 в единичное состо ние. При этом открываетс  элемент 8 И, с выхода которого импульсы опорной частоты. FO начинают поступать на вход сложени  счет.чика 1до его переполнени . При переполн нии счетчика 1 (момент времени tjj)HMпульс переполнени  устанавливает в и ходное (нулевое) состо ние, триггеры 3 и 4 и считавает содержимое регист ра 2 в счетчик 1. При этом регистр 2устанавливаетс  в исходное состо ние , а в счетчике 1 снова запишетс  в дополнительном коде число N , пропорциональное интервалу времени установке триггеров 3 и 4 в нулевое состо ние ра шине 12 формирует с  задний фронт первого импульса Fj закрываетс  элемент 8 И и отгсрывают с  элементы б и 7 И. При открывании элемента 7 И импульсы опорной частоты FO снова начинают поступать на вычитающий вход счетчика 1, который начинает отсчитывать значение текущего временного интервала. Показание счетчика 1 в дополнительном коде в каждый момент времени пропорциональ но интервалу времени с момента t поступлени  предшествующего импульса серии F , а устройство. вновь готово к формированию выходного импульса. При поступлении очередного импульса последовательности Fj цикл работы устройства повтор етс , формируетс  выходной импульс по сигналу перепол нени  счетчика 1, после чего на счет чик 1 переписываетс  из регистра 2 код, соответствующий длительности временного интервала с момента пред шествовавшего импульса F/ и счетчик 1 переключаетс  на режим вычитани  опорных импульсов и формировани  кода текущего временного интервала. В дальнейшем работа устройства протекает аналогично. Конструктивные особенности предлагаемого устройства позвол ют расширить частотный диапазон.преобразовател  . Устройство обеспечивает нормальную работу независимо от времени поступлени  импульсов последовательности Fj относительно импульсов последовательности Fj . Поэтому при выбранном значении F. имеетс  чени  Fy . Кроме того расшир ютс  функционал ные j3 о з можно с ти устройства. Так как устройство осуществл ет измерение (запоминание) длительности каждого периода последовательности Fj (рабо тает в следующем режиме), то с приходом очередного импульса Fj на вы-. ходе устройства формируетс  выходной импульс, длительность которого равна длительности периода, совпадающего с этим импульсом F;j . Таким образом, осуществл етс  преобразование без дополнительной погрешности как при посто нном значении, так и при переменных значени х периодов импульсов последовательности. Формула изобретени  Устройство дл  преобразовани  частот и myльcныx последовательностей , содержащее четыре элемента И, первый вход первого из которых соединен с первой входной, шиной , единичный вход первого триггера подключен к второй входной шине, первый вход второго элемента И соединен с входной шиной опорной частоты импульсов , второй вход - с выходом второго триггера, нулевой вход которого подключен к выходу счетчика импульсов и нулевому входу первого триггера , первый выход которого подключен к выходной шине устройства и второму входу первого элемента И, о т личающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей , в него введен регистр сдвига , вход Запись которого соединен с выходом первого элемента И и единичнЕзМ входом второго триггера, вход считывани  - с выходом счетчика импульсов, поразр дный выход - с поразр дным входом счетчика импульсов , а поразр дный вход - с поразр дным выходом счетчика импульсов, вход сложени  которого подключен к выходу второго элемента И, а вход вычитани  - к выходу третьего элемента и, первый вход которого соединен с входной шиной опорной частоты импульсов, а второй вход - с нулевым выходом первого триггера и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к первому входу первого элемента И, а выход к входу установки счетчика импульсов, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 405172, кл. Н 03 К 5/156, 1974.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 515268, кл. Н 03 К 5/136, 1976.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 456366, кл. Н 03 К 21/36, 1972.