5. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

Цифроаналоговый квадратор

Цифровой квадратор, производящий вычисление квад. рата числа импульсов, поступивших на его вход, содержит счетчик, на вход которого поступает последовательность импульсов с частотой . Выходы счетчика соединены через вентили прямого кода с накапливающим сумматоров Результат вычислений получается на выходах накапливающего сумматора в виде параллельного двоичного кода который преобразуется в аналоговый сигнал специальный преобразователем ПКН [27].

Более простой цифроаналоговый квадратор можно построить с помощью ПЧН. Структурная схема цифроаналогового квадратора показана на рис. 28. Устройство производит преобразование частотно-импульсного сигнала в соответствии с алгоритмом Оно состоит из описанного выше преобразователя частота — напряжение с постоянным периодом ШИМ сигнала и схемы, осуществляющей введение квадрата числа входных импульсов в счетчик . Эта схема (выделена на рис. 28 штриховой линией) состбит из регистра сдвига дополнительного счетчика и группы схем совпадения

Принцип действия квадратора основан на подсчете импульсов входной последовательности в счетчике и введении в счетчик преобразователя частота — напряжение квадрата числа входных импульсов. В ПЧН квадрат числа импульсов преобразуется в ШИМ сигнал, а затем, с помощью демодулятора, — в постоянное напряжение, пропорциональное

Работа аналогичной схемы ПЧН описана выше, поэтому рассмотрим только схему, обеспечивающую введение квадрата числа входных импульсов в счетчик [39].

Импульсы преобразуемой частоты непрерывно вводятся на вход первого разряда счетчика синхронно с

Рис. 28. (см. скан) Структурная схема цифроаналогового квадратора

тактовой частотой . Кроме того, эти импульсы поступают на вход сдвигового регистра с выхода которого посту, пают на вход счетчика Этот счетчик считает число пульсов за период ШИМ сигнала ПЧН, который не За. висит от и определяется тактовой частотой и емкостью счетчика По окончании каждого периода ШИМ сигнала происходит сброс счетчика Импульсы продвигаются по разрядам сдвигового регистра тактовой частотой при этом максимальная преобразуемая частота должна быть , где — число разрядов сдвигового регистра. При выполнении этого условия сдвиговый регистр успевает очищаться к приходу каждого следующего импульса Проследим поступление нескольких импульсов Первый импульс посту, пает на вход первого разряда счетчика и на вход четырехразрядного сдвигового регистра. Через 4 такта этот импульс с выхода сдвигового регистра поступит на вход счетчика и запишет в нем «1».

Второй импульс поступает на первый разряд счетчика и на сдвиговый регистр. При этом на входах первой схемы совпадения появляются разрешающие потенциалы с выхода первого разряда сдвигового регистра и первого разряда счетчика и импульс вводится во второй разряд счетчика Далее, пройдя сдвиговый регистр, второй импульс запишется в счетчик При прохождении третьего импульса по разрядам сдвигового регистра появляются разрешающие потенциалы с выходов второго разряда сдвигового регистра и второго разряда счетчика на входах второй схемы совпадения, которая разрешает поступление импульса на вход разряда счетчика Таким образом, с первым импульсом в счетчик добавляется 1 импульс, со вторым импульсом содержимое счетчика увеличивается на 3 единицы, с третьим импульсом — на 5 единиц. Всего запишется 9 импульсов — квадрат числа 3.

Аналогично происходит дальнейшее поступление импульсов

на входы счетчика . С каждым 1-й импульсом в счетчик вводятся импульсов. Максимальная преобразуемая частота определится из условия, что число импульсов возведенное в квадрат, должно переполнить счетчик за период ШИМ сигала: Минимальная преобразуемая частота и емкость счетчика .