SU815905A1 - Преобразователь напр жени в частотуСлЕдОВАНи иМпульСОВ - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в контрольно-измерительных системах различного назначения.

Известен преобразователь напряжения в частоту, содержащий блок сравнения, счет- ₅ чик, цифроаналоговый преобразователь. Принцип работы заключается' в многократном сравнении входного напряжения с эталонными, причем, при каждом сравнении эталонное напряжение уменьшается на постоянную величину. Множество эталонных ю напряжений U_5T располагаются в порядке убывания [Ц.

Однако такая организация Ц_эт приводит. к тому, что импульсы на выходе преобразователя выдаются пачками, между которыми возникают значительные паузы, ¹⁵ т. е. устройство характеризуется большой пульсацией частоты на выходе.

Известен также преобразователь напряжения в частоту, содержащий блок сравнения, первый вход которого подключен ко _ю входной шине, второй вход к выходу преобразователя код в напряжение, а выход к управляющему входу ключа, счетчик, младшие разряды которого подключены к стар2 шим разрядам преобразователя, а вход к выходу генератор через ключ к выходной шине.

Преобразователь напряжения в частоту основан на сравнении входного напряжения Ubx со множеством эталонных напряжений и_эт, которые разбиваются на два подмножества, и при очередных сравнениях входного напряжения с эталонными, последние берутся на различных подмножеств поочередно. Устройство позволяет реализовать данную последовательность эталонных напряжений за счет такого включения счетчика, при котором его младшие разряды управляют старшими разрядами преобразователя, на выходе которого появляется последовательность и_эт· Если при сравнении окажется, что Ugx >ΙΛτ> то на выход устройства выдается импульс, причем расстановка входных импульсов весьма не равномерна [2].

Недостатком является большие пульсации частоты на выходе, так как в выходной импульсной последовательности возникают значительные паузы.

Цель изобретения — уменьшение пульсаций выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения в частоту следования импульсов, содержащий генератор тактовых ймпульсов, соединенный с первым входом ключа и первым входом счетного блока, выходы которого соединены с входами преобразователя код-напряжение, выход которого подключен к первому входу бло^а сравнения, второй вход которого соединен с шиной входного сигнала, а выход соединен со вторым входом ключа, введен блок логических обратных связей, причем его входы подключены к выходам счетного блока, а выход ко второму входу счетного блока.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя напряжения в частоту следования импульсов.

Преобразователь содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетный блок 2, блок 3 логических обратных связей, преобразователь 4 код-напряжение, блок 5 сравнения, ключ 6 и шину 7 входного сигнала.

Преобразователь напряжения в частоту следования импульсов содержит блок 5 сравнения, первый вход которого подключен ко входной шине 7, второй вход к выходу преобразователя 4 код-напряжение, а выход к управляющему входу ключа 6, счетный блок 2, выходы которого подключены к входам преобразователя код-напряжения 4 и к входам блока 3 логических обратных связей, выход которого соединен со вторым входом счетного блока, к первому входу которого подключен генератор 1 тактовых импульсов, который кроме того, соединен через ключ 6 с выходной шиной.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении первая ячейка счетного блока, в качестве которого используется регистр сдвига, находится в состоянии «1», а все остальные в состоянии «0». Под действием тактовых импульсов эта единица продвигается по ячейкам счетного блока. Блок логических обратных связей, представляющий собой группы, в общем случае, схем сложения по модулю два, входы которого соединены с выходами счетного блока, формирует импульс, записывающий единицу в первую ячейку счетного блока, всякий раз когда на выходах счетного блока формируется определенное сочетание «1» и «0». Вновь записанная единица также начинает продвигаться по счетному блоку.

Таким образом, под действием каждого тактового импульса счетный блок устанавливается в некоторое состояние и такие состояния следуют одно за другим.

В общем случае счетный блок, выполненный в виде сдвигающего элементарного регистра сдвига, с логическими обратными связями описывается многочленом F(X), имеющим следующий вид

FcX)=x^rv+a(1Hx^{n 1}4-.,.+azx^z+a,x+a_o

Степень η этого многочлена равна общему числу ячеек в счетном блоке, а значения коэффициентов а;, равны единице или нулю, причем эти коэффициенты, а следовательно, и число членов многочлена зависят от структуры счетного блока, т. е. от способа подключения обратных связей. В счетном блоке с логической обратной связью можно получить или полную последовательность комбинаций, состоящую из 2 —1 комбинаций, или частные последовательности с меньшим числом комбинаций, что определяется организацией обратных связей.

В случае достаточно большого п(п >8) эти последовательности можно считать случайными. При этом закон распределения чисел на выходе счетного блока является равномерным, так как вероятность показания их возможных значений в интервале L0 — 2^— 1] пропорциональна длине этого интервала (2·—1).

Вероятность появления определенного числа в течение периода работы счетного блока равного 2^й— 1 определяется выражением .

Р = ——

25-1

Случайные числа, регенерируемые счетным блоком с логическими обратными связями, преобразуются в преобразователе код-напряжение в последовательность импульсов с амплитудами U_3T значения которых распределены по равномерному закону.

Входной сигнал Ubx сравнивается в схеме 'сравнения с импульсами, поступающими с выхода преобразователя код-напряжение. Блок сравнения срабатывает при U_BX >U_3T. и открывает ключ, на выход которого транслируются тактовые импульсы с выхода тактового генератора. Так как распределение благоприятных исходов, т. е. разрешающих сигналов, на входе блока сравнения подчинено равномерному закону, то это и гарантирует равномерность расстановки импульсов в выходной последовательности.

Введение в преобразователь напряжения в частоту следования импульсов блока логических обратных связей позволяет уменьшить пульсации выходного сигнала и производить измерения частоты начиная с любого момента времени и за необходимый промежуток времени:

Claims (2)

1.За вка Япон- 1и № 49-47707, кл. 98(5)Д32, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 316192, кл. И 03 К 7/06, 18.02.69.

Л

Л

/

fSbfx

6

-