Преобразователь частоты в код — SU 1166311 (original) (raw)
01 1663 СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 5 10 5) Н ИЗОБРЕТЕНВИДЕТЕЛЬСТВУ ТОРСК Бюл. Иф 25и Ю.И, Тарато088.8) СССР4.76.СР01.81 свидС 01 ое ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 НРЫТИ 4 ОПИСАНИЕ(56) 1. Авторское свидетельстчо М 573766, кл. С О К 23/00, 05.02. Авторское етельство СС Иф 1004907, кл. К 23/02, 19. (прототип).(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В КОД, содержащий делитель частоты, мультиплексор, двоичный. счетчик, регистр, источник входного сигнала и генератор опорной частоты, выход которого подключен к входу делителя частоты, причем выход мультиплексора соединен с инФормационным входом двоичного счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами регистра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования и надежности в него в едены блок синхронизации,одновибратор, два элемента задержкии инвертор, входыфблока синхронизации подключены к соответствующимвходам делителя частоты, а выходы -к соответствующим информационным.входам мультиплексора, управляющиевходы которого подключены к соответствующим выходам двоичного счетчика,сдвиговые входы которого соединеныс соответствующими входными шинамипреобразователя, источник входногосигнала через одновибратор подключенк входам первого и второго элементовзадержки, выходы которых соединенысоответственно с управляющим входомрегистра и с управляющим входомдвоичного счетчика, выходы. регистрасоединены с соответствующими выходными шинами преобразователя, а выхододновибратора через инвертор с динен с управляющим входом делителячастоты.3 11663Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления промышленными роботами и станками с ЧПУ.Известно устройство для измерения 5частоты повторения импульсов, содержащее генератор опорной частоты,вентиль, делитель с Фиксированнымкоэффициентом деления, элемент задерзки, счетчик, формирователь импульсов, регистр хранениядва управляемых делителя и вычитающий счетчикНедостатками этого устройстваявляются большие аппаратурные затраты и сложность структуры, что снижает надежность устройства в работе.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяпреобразователь частоты в код, содержащий делитель частоты, мультиплексор, двоичный счетчик, регистр,источник входного сигнала и генератор опорной частоты, выход которогоподключен к входу делителя частоты,причем выход мультиплексора соединен с информационным входом двоичного счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входамирегистра, выходы счетчика через дешифратор и преобразователь кодовподключены к соответствующим управ.ляющим входам мультиплексора, информационныевходы которого соединеныс соответствующими выходами делителя частоть 1 2 335Недостатками известного устройства являются невысокие точность и надежность,Цель изобретения - повышение точ,ности преобразования и надежности,Поставленная цель достигаетятем, что в преобразователь частотыв код, содержащий делитель частоты,.мультиплексор, двоичный счетчик,регистр, источник входного сигнала.и генератор опорной частоты, выходкоторого подключен к входу делителячастоты, причем выход мультиплексора соединен с информационным входомдвоичного счетчика, выходы которого 5 Осоединены с соответствующими входамирегистра, введены блок синхронизации, .одновибратор, два элемента задержки и инвертор, входы блокасинхронизации подключены к соответсФвукщим выходам делителя частоты,а выходы - к соответствующим инфор,мационным входам мультиплексора, уп3 Равляющие входы которого подключены к соответствующим выходам двоичного счетчика, сдвиговые входы которого соединены с соответствующими входными шинами преобразователя, источник входного сигнала через одновибратор подключен к входам первого и второго элементов задержки, выходы которых соединены соответственно с управляющим входом регистра и с управляющим входом двоичного счетчика, выходы регистра соединены с соответстующими выходными шинами преобразователя, а выход одновибратора через инвертор соединен с управляющим вхо" дом делителя частоты.На чертеже представлена функциональная схема преобразователя частоты в восьмиразрядный код,Преобразователь содержит генератор 1 опорной частоты, делитель 2 частоты, мультиплексор 3, блок 4 синхронизации, двоичный счетчик 5, регистр 6, источниквходного сигнала, одновнбратор 8, первый 9 и второй 10 элементы задержки, выходные шины 11, входные шины 12 и инвертор 13. Выход генератора 1 опорной частоты соединен с входом делителя 2 частоты,.информационный вход двоичного счетчика 5 соединен с выходом мультиплексора 3, управляющие входы которого подключены к выходам счетчика 5 и информационным входам регистра 6, информационные входы мультиплексора 3 соединены с выходами блока 4 синхронизации, выход счетчика 7 входного сигнала через одновибратор 8 подключен к входам элементов 9 и 10 задержки и через инвертор 13 к управляющему входу делителя 2 частоты, выходы элементов 9 и 10 задержки подключены соответственно к управляющим входам регистра 6 и двоичного счетчика 5, выходы делителя 2 частоты соединены с входами блока 4 синхронизации, сдвиговые входы счетчика 5 подключены к входным шинам 12 преобразователя, а выходы регистра 6 соединены с выходными шинами 11 преобразователя.Преобразователь работает следующим образом,По переднему Фронту сигнала источ" ника 7 входного сигнала. запускается одновибратор 8 на время С, останавливая работу делителя 2 частоты.3 1166 Сигнал одновибратора 8 с задержками ., , и 4 где Ф, ( (сф 1вырабатываемыми элементами 9 и 10 задержки, поступает на запись результата преобразования в регистр 6 со счетчика 5 и затем, спустя время л 1 = 4 -к, на установку счетчика 5 в исходное состояние, определяемое входными шинами 12.По окончании сигнала с одновибра я тора 8 сбрась 1 ваются сигналы с элементов 9 и 10 задержки и запускается преобразование. Если двоичный счетчик 5 включен в режим вычитания, тогда в его исходном состоянии на выходщюх шинах установлены единицы (возможен и режим работы счетчика 5 на сложение, тогда в исходном состоянии он устанавливается в "0" и выходными шинами являются инверсные выходы разО рядов). Счетчик 5 заполняется импульсами от мультиплексора 3 все время между импульсами с одновибратора 8, а результатом преобразования явля- . ется конечное состояние счетчика 5. 23 Поскольку в данном устройстве требуется, измеряя период, иметь результат в виде кода, пропорционального входной частоте, то заполнение счетчика 5 импульсами реализуется с час- щ тотой, меняющейся по гиперболическому закону в течение периода измеряемой частоты. Кусочно-линейное нриблнже" ние к гиперболическому закону достигается путем подачи сигналов управления мультиплексором 3 непосредст,венно с выхода счетчика 5. В начале периода на выход счетчика поступают импульсы частоты 1 = Ф/4, где (г - частота импульсов генератора 1,до. тех пор, пока старший разряд не . перейдет в нулевое состояние (все остальные разряды счетчика 5 перейдут в единичное состояние), реализуя первый участок кусочно-линейной ап 43 проксимации гиперболической зависимости. Далее, пока следующий по ,старшинству разряд счетчика 5 не перейдет в нулевое состояние, счетчик 5 заполняется импульсами с частотой1 г /16 реализуя второй учас 311 фток кусочно-линейной аппроксимации гиперболической зависимости и так далее до самого младшего управляющего восьмогв разряда счетчика, если раньше не появился сигнал источника / входного сигнала. Каждый последующий участок аппроксимации длительнее предыдущего в 2 раза, а содержимое счетчика 5 в узлах аппроксима- ции также отличается в 2 раза, поэтому в узлах обеспечивается точное гиперболическое соответствие, а между узлами " его линейное приближение.Непосредственное управление мультиплексором 3 от счетчика 5 обеспечивается благодаря синхронности сигналов на выходе блока 4 синхронизации, При подаче произвольного кода управления на вход мультиплексора 3 на его выход проходят импульсы наибольшей частоты, определяемой самым старшим ненулевым разрядом управ" лякщего кода. Счетчик 5, работая на вычитание, после:запуска имеет единицу в старшем разряде, определяющем выбор наибольшей частоты, В конце первого участка аппроксимации обнуляется старший разряд, в конце второго участка обнуляется еще и сладукщий разряд и т.д. Это обеспечивает последовательный выбор частот с выхода синхронизатора от больших к меньшим (от ; к ;+1 = ; /4)Введение в преобразователь одно- . вибратора и элементов задержки обеспечивает .точный запуск и надежную остановку вычисления, записи результата, установку исходного состояния и согласования начала вычислений с диапазоном преобразования. Этим дос- тигается увеличение точности преобразования входного. сигнала,Управление мультиплексором,осуществляемое непосредственно от выхода счетчика, без преобразования кода уменьшает число ступеней преобразования инФормации, что обеспечивает повьвпение надежности устройства в условиях повышенного уровня помех.11 бб 311 Составитель Б.ХодоТехред С. 13 овжий екторО.Тигор Никол Реда каз 4323 5 ного к тении иРаушская илиал ППП "Патент , г. Ужгород ул. Проектная( Тираж 872 ИИИПИ Государст по делам иэоб 5, Москва, Ж