SU951697A1

SU951697A1 - Frequency to code converter

Info

Publication number: SU951697A1
Application number: SU802974020A
Authority: SU
Inventors: Михаил Сергеевич Хлыстунов; Елена Емельяновна Сомова
Priority date: 1980-07-11
Filing date: 1980-07-11
Publication date: 1982-08-15

Description

(5) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТА - КОД(5) FREQUENCY CONVERTER - CODE

1one

Изобретение относитс к области цифровой информационно-измерительной техники и может быть использовано при разработке аналого-цифровых преобразователей, предназначенных дл использовани в сейсморегистрируЮ1дей аппаратуре.The invention relates to the field of digital information measuring equipment and can be used in the development of analog-to-digital converters intended for use in seismic recorders and equipment.

Известен преобразователь, в котором частота преобразуетс в HanpiRжение с последующим преобразованием его в код, содержащий источник опорного напр жени , электронные ключи, интегратор, компаратор уровн , логическое устройство, регистрирующий счетчик, устройство автоматики, генератор импульсов заполнени , с помощью которых входное напр жение преобразуетс в двоичный код t.1 .A converter is known in which the frequency is converted into a HanpiR and then converted into a code containing a source of the reference voltage, electronic keys, an integrator, a level comparator, a logic device, a counting counter, an automation device, a filling pulse generator, with which the input voltage is converted in binary code t.1.

Однако известный преобразователь не позвол ет обеспечить необходимый динамический диапазон и точность преобразовани , так как существует нелинейность х -рактеристик усилителей электронных ключей и интеграторов , что обусловлено нелинейностью/ характеристик полупроводниковых и ламповых усилительных элементов.However, the known converter does not provide the necessary dynamic range and accuracy of conversion, since there are nonlinearity of x-characteristics of electronic key amplifiers and integrators, which is caused by non-linearity / characteristics of semiconductor and lamp amplifying elements.

Наиболее близок к предложенному по технической сущности преобразователь частоты в код, основанный на непосредствен чом суммировании периодов частотного сигнала за определенные промежутки времени, содержащий усилитель-формирователь, ключ, цифровой счетчик импульсов, арифметическое устройство.The closest to the proposed by the technical nature of the frequency converter in the code, based on the direct summation of periods of the frequency signal for a certain period of time, containing an amplifier-driver, a key, a digital pulse counter, an arithmetic unit.

Такой преобразователь может обеспечить высокий динамический диапазон 2.Such a converter can provide a high dynamic range 2.

Однако этот преобразователь не позвол ет обеспечить высокую точность преобразовани , так как счетчиком импульсов не могут быть подсчитаны доли периода сигнала, которые образуютс из-за некратности измер емой частоты интервалу измерени о Целью изобретени вл етс повышение точности преобразовани и рас ширение динамического диапазона. Эта цель достигаетс тем, что в преобразователь частота - код, содержащий усилитель-формирователь, ключ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, а первый вход - с первым выходом блока управлени , второй вход которого подключен к установочному входу счетчи ка, выходы .которого соединены с пер вой группой входов регистра, введены последовательно соединенные гене ратор пилообразного напр жени и усилитель с автоматической регулировкой усилени , коммутатор, преобразователь напр жени - код и сумматор , причем выход усилител -форми ровател гтодклюуен к входу генерато ра пилообразного напр жени , выход усилител с автоматической регулиро кой усилени соединен с вторым входо ключа и первым входом коммутатора, второй вход которого подключен к тре тьему выходу блока управлени , а вы ход - к входу преобразовател напр жени - код, управл ющий вход которого соединен с четвертым выходом блока управлени и управл ющим входом сумматора, информационные входы которого подключены к выходам преобразовател напр жение - код, а вы ход - к второй группе входов регист ра. На чертеже изображена блок-схема преобразовател частота код . Преобразователь содержит усилитель-формирователь 1, к выходу ко . торого подключены последовательно соединенные генератор 2 пилообразного напр жени и усилитель 3 с автоматической регулировкой усилени , выход которого соединен с входами ключа и коммутатора 5. Выход ключа k подсоединен к входу счетчика 6 импульсов, выход которогоасоединен с входом регистра 7. К выходу комму татора 5 подключены преобразователь 8 напр жение - код и сумматор 9, выходы которого соединены с регистром 7. Управл емые входы коммутатора 5, преобразовател напр жение код 8, сумматор 9, ключа k, регистра 7, а также счетчика 6 подключе . ны ,к выходам блока 10 управлени . Преобразователь работает следующим образом. Импульсы частотного сигнала через усилитель-формирователь 1 поступают на вход генератора 2 пилообразного напр жени , а затем на ключ {, который с помощью блока 10 управлени задает интервал времени, в течение которого импульсы считаютс счетчиком 6. Сосчитанные импульсы записываютс в регистр 7о При этом изза некратности периода измер емой. частоты интервалу измерени невозможно достичь высокой точности преобразовани , . так как счетчиком 6 импульсов в принципе не могут быть подсчитаны доли периода в начале и в конце интервала счета. С помощью коммутатора 5 делаютс выборки пилообразного нап|э жени , пропорционального неизмеренной части периода частотного сигнала. Эти выборки преобразуютс в код преобразователем 8 напр жение - код с точностью не хуже тыс чных долей периода . Полученные коды начала и конца интервала вычитаютс друг из друга сумматором 9 и в качестве добавки записываютс в регистр 7. I Дл устранени паразитной амплитудной модул ции импульсы подаютс на вход усилител 3 с автоматической регулировкой усилени , с выхода которого на коммутатор и ключ поступает импульсный, сигнал, модулированный только по частоте . В. этом случае мгновенное значение амплитуды напр жени в любой точке отсчета пилообразного импульса пропорционально доле периода, прошедшей с момента окончани предыдущего импульса до момента отсчета. Затем импульсный сигнал поступает на ключ , интервал пропускани которого устанавливаетс блоком 10 управлени . Далее пачка пилообразных импульсов , число которых пропорционально частоте их следовани , поступает на счетчик 6. На выходе счетчика формируетс код, соответствующий частоте сигнала с точностью до одного импульса (периода), т.е. равный целому числу периодов импульсов, поступающих на счетчик 6 за интервал счета. Одновременно импульсы поступают на коммутатор 5, который производит выборку амплитуды сигнала в момент включени и выключени счетчика 6,However, this converter does not allow for high accuracy of the conversion, since the pulse counter cannot calculate the fractions of the signal period, which are formed due to the frequency of the measurement interval that is not measured and the measurement interval. The aim of the invention is to improve the accuracy of the conversion and to expand the dynamic range. This goal is achieved by the fact that, in a frequency converter, a code containing an amplifier driver, a key whose output is connected to the counter input of the counter, and the first input to the first output of the control unit, the second input of which is connected to the installation input of the counter, connected to the first group of register inputs, serially connected saw-voltage generator and amplifier with automatic gain control, switch, voltage converter - code and adder, with the output of the amplifier The transducer is connected to the input of the sawtooth generator, the output of the amplifier with automatic gain control is connected to the second key input and the first input of the switch, the second input of which is connected to the third output of the control unit, and you go to the input of the voltage converter - code The control input of which is connected to the fourth output of the control unit and the control input of the adder, the information inputs of which are connected to the outputs of the voltage converter - the code, and the output to the second group of inputs of the register. The drawing shows a block diagram of the frequency converter code. The Converter contains the amplifier-shaper 1, to the output k. Then, connected in series are a generator 2 of the sawtooth voltage and an amplifier 3 with automatic gain control, the output of which is connected to the inputs of the switch and switch 5. The output of the switch k is connected to the input of the pulse counter 6, the output of which is connected to the input of the register 7. The output of the switch 5 is connected voltage converter 8 is a code and adder 9 whose outputs are connected to register 7. Controlled inputs of switch 5, voltage converter code 8, adder 9, key k, register 7, and also counter 6 are connected. to the outputs of the control unit 10. The Converter operates as follows. The pulses of the frequency signal through the amplifier-shaper 1 are fed to the input of the generator 2 of the sawtooth voltage, and then to the key {, which with the help of control unit 10 sets the time interval during which the pulses are considered counter 6. The counted pulses are recorded in the register 7o. non-multiplicity of the period being measured. frequency measurement interval it is impossible to achieve high accuracy of conversion,. since by the counter of 6 pulses, in principle, the fractions of the period at the beginning and at the end of the counting interval cannot be calculated. Using switch 5, samples are made of sawtooth, proportional to the unmeasured part of the frequency signal period. These samples are converted to voltage transducer 8 code — a code with an accuracy no worse than one thousandth of a period. The resulting codes for the beginning and end of the interval are subtracted from each other by the adder 9 and recorded as register 7 as an additive. I To eliminate parasitic amplitude modulation, pulses are fed to the input of amplifier 3 with automatic gain control, from the output of which the switch and key receive a pulse signal modulated by frequency only. B. In this case, the instantaneous value of the voltage amplitude at any point of reference of the sawtooth pulse is proportional to the fraction of the period elapsed since the end of the previous pulse to the moment of reference. Then, the pulse signal is supplied to the key, the transmission interval of which is set by control unit 10. Next, a bundle of sawtooth pulses, the number of which is proportional to their frequency, is fed to counter 6. At the output of the counter, a code is generated corresponding to the signal frequency with an accuracy of one pulse (period), i.e. equal to the integer number of periods of pulses arriving at counter 6 during the counting interval. At the same time, the pulses arrive at the switch 5, which samples the amplitude of the signal at the moment when the counter 6 is turned on and off,

Эти е1ы6орки, пропорциональные неизмеренной счетчиком доле периода частотного сигнала, преобразуютс в код преобразователем напр жение код . За счет добавки, котора соответствует дол м периода преобразуемого сигнсша, повышаетс на несколь ко пор дков (не менее - 2) точность и динамический диапазон преобразовани .These power strips, proportional to the fraction of the frequency signal period unmeasured by the counter, are converted into code by a voltage converter code. Due to the additive, which corresponds to the periods of the converted signal, the accuracy and dynamic range of the conversion is increased by several orders of magnitude (not less than 2).

Claims

Invention Formula

Frequency converter .- code containing the amplifier of the driver 1, to / point, the output of which is connected to the counter input of the counter, and the first input - to the first output of the control unit, the second input of which is connected to the installation input of the counter, the outputs of which are connected to the first group register inputs, characterized in that, in order to increase accuracy and increase the dynamic range, serially-connected saw-voltage generator is introduced into it.

and an amplifier about automatic gain control, a switch, a voltage converter — a code and an adder, the output of the amplifier-ramifier is connected to the input of the sawtooth generator, the output of the amplifier with automatic gain control is connected to the second key input and the first input of the switch, the second input which is connected to the third output of the control unit, and the output to the input of the voltage converter is the code whose control input is connected to the fourth output

the house of the control unit and control of the adder's input, the information inputs of which are connected to the outputs of the converter, the code, and the outputs to the second group of inputs of the register.

one

Sources of information taken into account in the examination

1, USSR Author's Certificate No., Clo H 03 K 13/20, 197.

2, USSR Author's Certificate No., cl. G 01 R 23/00, publ. 1975.

951697

of

/ v